1、考研操作系统-5-1 及答案解析(总分：110.00，做题时间：90 分钟)一、B单项选择题/B(总题数：20，分数：40.00)1.在关于 SPOOLing 的叙述中，_描述不正确。 A.SPOOLing 系统中必须使用独占设备 B.SPOOLing 系统加快了作业执行的速度 C.SPOOLing 系统使独占设备变成了共享设备 D.SPOOLing 系统利用了处理器与通道并行工作的能力（分数：2.00）A.B.C.D.2.下列关于设备属性的论述中，正确的是_。 A.字符设备的基本特征是可寻址的，即能指定输入的源地址和输出的目标地址 B.共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备 C.共享设备是
2、指同一时间内允许多个进程同时访问的设备 D.在分配共享设备和独占设备时都可能引起进程死锁（分数：2.00）A.B.C.D.3.缓冲技术的缓冲池在_中。 A.主存 B.外存 C.ROM D.寄存器（分数：2.00）A.B.C.D.4.在如下几种类型的系统中，_采用忙等待 I/O 是合适的。a专门用来控制单 I/O 设备的系统b运行一个单任务操作系统的个人计算机c作为一个负载很大的网络服务器的工作站 A.a B.a、b C.b、c D.c（分数：2.00）A.B.C.D.5.下面设备中属于共享设备的是_。 A.打印机 B.磁带机 C.磁盘 D.磁带机和磁盘（分数：2.00）A.B.C.D.6.I/
3、O 交通管制程序的主要功能是管理_的状态信息。 A.设备、控制器和通道 B.主存、控制器和通道 C.CPU、主存和通道 D.主存、辅存和通道（分数：2.00）A.B.C.D.7.采用 SPOOLing 技术后，使得系统资源利用率_。 A.提高了 B.有时提高，有时降低 C.降低了 D.提高了，但出错的可能性大了（分数：2.00）A.B.C.D.8.通道是一种特殊的_。 A.I/O 设备 B.I/O 控制器 C.处理器 D.存储器（分数：2.00）A.B.C.D.9.采用 SPOOLing 技术将磁盘的一部分作为公共缓冲区以代替打印机，用户对打印机的操作实际上是对磁盘的存储操作，用以代替打印机的
4、部分是_。 A.独占设备 B.共享设备 C.虚拟设备 D.一般物理设备（分数：2.00）A.B.C.D.10.在采用 SPOOLing 技术的系统中，用户暂时未能打印的数据首先会被送到_存储起来。 A.磁盘固定区域 B.内存固定区域 C.终端 D.打印机（分数：2.00）A.B.C.D.11.如果 I/O 所花费的时间比 CPU 的处理时间短很多，则缓冲区_。 A.最有效 B.几乎无效 C.均衡 D.以上都不是（分数：2.00）A.B.C.D.12.下面关于虚拟设备的叙述中正确的是_。 A.虚拟设备允许用户使用比系统中拥有的物理设备更多的设备 B.虚拟设备允许用户以标准化方式来使用物理设备 C
5、.虚拟设备把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备 D.虚拟设备允许用户程序不必全部装入内存就可以使用系统中的设备（分数：2.00）A.B.C.D.13.下列有关设备独立性的说法中正确的是_。 A.设备独立性是指 I/O 设备具有独立执行 I/O 功能的一种特性 B.设备独立性是指用户程序独立于具体物理设备的一种特性 C.设备独立性是指能够实现设备共享的一种特性 D.设备独立性是指设备驱动程序独立于具体物理设备的一种特性（分数：2.00）A.B.C.D.14.CPU 输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾可采用_。 A.并行技术 B.通道技术 C.缓冲技术 D.虚拟技术（分数：2
6、.00）A.B.C.D.15.通道又称 I/O 处理器，用于实现_之间的信息传输。 A.内存与外设 B.CPU 与外设 C.内存与外存 D.CPU 与外存（分数：2.00）A.B.C.D.16.在下列问题中，_不是设备分配中应考虑的问题。 A.及时性 B.设备的固有属性 C.设备独立性 D.安全性（分数：2.00）A.B.C.D.17.为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用_结构的缓冲技术。 A.缓冲池 B.循环缓冲 C.单缓冲 D.双缓冲（分数：2.00）A.B.C.D.18.提高单机资源利用率的关键技术是_。 A.SPOOLing 技术 B.虚拟技术 C.交换技术 D.多道程序
7、设计技术（分数：2.00）A.B.C.D.19.在 SPOOLing 系统中，用户进程实际分配到的是_。 A.用户所要求的外设 B.内存区，即虚拟设备 C.设备的一部分存储区 D.设备的一部分空间（分数：2.00）A.B.C.D.20.I/O 中断是 CPU 与通道协调工作的一种手段，所以在_时，便要产生中断。 A.CPU 执行“启动 I/O”指令而被通道拒绝接收 B.通道接受了 CPU 的启动请求 C.通道完成了通道程序的执行 D.通道在执行通道程序的过程中（分数：2.00）A.B.C.D.二、B应用题/B(总题数：14，分数：70.00)21.在一个 32 位 100MHz 的单总线计算机
8、系统中(每 10ns 一个时钟周期)，磁盘控制器使用 DMA 以 40MB/s的速率从存储器中读出数据或者向存储器写入数据。假设 CPU 在没有被周期挪用的情况下，在每个周期中读取并执行一个 32 位指令。这样做，磁盘控制器使指令的执行速度降低了多少?（分数：5.00）_22.什么叫中断?中断处理?中断响应?关中断?开中断?中断屏蔽?陷入?软中断?（分数：5.00）_23.如何将独占型输入设备改造成可共享使用的虚拟设备?（分数：5.00）_24.什么是 DMA 方式?它与中断方式的主要区别是什么?（分数：5.00）_25.一个 SPOOLing 系统由输入进程 I、用户进程 P、输出进程 O、
9、输入缓冲区、输出缓冲区组成。进程 I通过输入缓冲区为进程 P 输入数据，进程 P 的处理结果通过输出缓冲区交给进程 O 输出。进程间数据交换以等长度的数据块为单位。这些数据块均存储在同一磁盘上。因此，SPOOLing 系统的数据块通信原语保证始终满足：i+omax 其中，max 为磁盘容量(以该数据块为单位)，i 为磁盘上输入数据块总数，o 为磁盘上输出数据块总数。该 SPOOLing 系统运行时：只要有输入数据，进程 I 终究会将它放入输入缓冲区；只要输入缓冲区有数据块，进程 P 终究会读入、处理，并产生结果数据，写到输出缓冲区；只有输出缓冲区有数据块，进程 O 终究会输出它。请说明该 SP
10、OOLing 系统在什么情况下死锁。请说明如何修正约束条件来避免死锁，同时仍允许输入数据块和输出数据块均存储在同一个磁盘上。（分数：5.00）_26.为什么要设置内存 I/O 缓冲区?通常有哪几类缓冲区?（分数：5.00）_27.DMA 控制方式与通道控制方式有什么不同?（分数：5.00）_28.为什么引入 SPOOLing 系统?SPOOLing 系统可带来哪些好处?（分数：5.00）_29.为什么要引入设备独立性?如何实现设备独立性?（分数：5.00）_30.I/O 控制方式可用哪几种方式实现?各有什么优缺点?（分数：5.00）_31.叙述在中断控制方式中输入请求 I/O 处理的详细过程。
11、（分数：5.00）_32.在某系统中，从磁盘将一块数据输入到缓冲区需要花费的时间为 T，CPU 将对一块数据进行处理的时间为 C，将缓冲区的数据传送到用户区所花时间为 M，那么在单缓冲和双缓冲情况下，系统处理大量数据时，一块数据的处理时间为多少?（分数：5.00）_33.某计算机系统中，时钟中断处理程序每次执行时间为 2ms(包括进程切换开销)，若时钟中断频率为60Hz，试问 CPU 用于时钟中断处理的时间比率为多少?（分数：5.00）_34.一个串行线能以最大 50000B/s 的速度接收输入。数据平均输入速率是 20000B/s。如果用轮询来处理输入，不管是否有输入数据，轮询例程都需要 3
12、s 来执行。在下一个字节到达之前未从控制器中取走的字节将丢失。那么最大的安全轮询时间间隔是多少?（分数：5.00）_考研操作系统-5-1 答案解析(总分：110.00，做题时间：90 分钟)一、B单项选择题/B(总题数：20，分数：40.00)1.在关于 SPOOLing 的叙述中，_描述不正确。 A.SPOOLing 系统中必须使用独占设备 B.SPOOLing 系统加快了作业执行的速度 C.SPOOLing 系统使独占设备变成了共享设备 D.SPOOLing 系统利用了处理器与通道并行工作的能力（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 SPOOLing 是操作系统中采用的一种将独占设
13、备改造为共享设备的技术，它有效减少了进程等待读入/读出信息的时间，加快了作业的执行速度。不过，无论有没有通道，SPOOLing 系统都可以运行，因此 D 选项是不对的。2.下列关于设备属性的论述中，正确的是_。 A.字符设备的基本特征是可寻址的，即能指定输入的源地址和输出的目标地址 B.共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备 C.共享设备是指同一时间内允许多个进程同时访问的设备 D.在分配共享设备和独占设备时都可能引起进程死锁（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 可寻址是块设备的基本特征，故 A 不正确。共享设备是指一段时间内允许多个进程同时访问的设备；在同一时间内，即对于某一时刻
14、共享设备仍然只允许一个进程访问，故 C 不正确。分配共享设备是不会引起进程死锁的，故 D 不正确。3.缓冲技术的缓冲池在_中。 A.主存 B.外存 C.ROM D.寄存器（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 由于 CPU 的速度比 I/O 的速度高很多，因此缓存池通常是在内存/主存中设立的。4.在如下几种类型的系统中，_采用忙等待 I/O 是合适的。a专门用来控制单 I/O 设备的系统b运行一个单任务操作系统的个人计算机c作为一个负载很大的网络服务器的工作站 A.a B.a、b C.b、c D.c（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 采用忙等待 I/O 方式，当 CPU 等
15、待 I/O 操作完成时，进程不能继续执行。对于 a、b 这两种系统而言，执行 I/O 操作时系统不需要处理其他的事务，因此忙等待 I/O 是合适的。对于网络服务而言，它需要处理网页的并发请求，需要 CPU 有并行处理的能力，忙等待 I/O 不适合这种系统。5.下面设备中属于共享设备的是_。 A.打印机 B.磁带机 C.磁盘 D.磁带机和磁盘（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 打印机很明显是独占设备，因为如果同时被多个进程访问，打印出的文档就会比较混乱；根据磁带机的原理，磁带旋转到所需要的读写位置需要较长时间，若被多个进程同时访问，在定位上花费的时间会远多于读写时间，非常不划算，因此
16、磁带机也是独占设备。因此根据排除法，选择磁盘，而且磁盘是非常典型的共享设备。6.I/O 交通管制程序的主要功能是管理_的状态信息。 A.设备、控制器和通道 B.主存、控制器和通道 C.CPU、主存和通道 D.主存、辅存和通道（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 对外设的控制常分为设备、控制器和通道 3 个层次，所以 I/O 交通管制程序的主要功能是管理这 3 个层次的状态信息。其实通过分析选项也可以得到答案，I/O 交通管制程序是不可能管理 CPU 和存储器的，因此根据排除法也能得到选项 A。7.采用 SPOOLing 技术后，使得系统资源利用率_。 A.提高了 B.有时提高，有时降
17、低 C.降低了 D.提高了，但出错的可能性大了（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 采用 SPOOLing 技术后，可将高速的设备(如磁盘等)虚拟化为多个“高速”的独占设备(如打印机等)，因此可以提高系统资源利用率。8.通道是一种特殊的_。 A.I/O 设备 B.I/O 控制器 C.处理器 D.存储器（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 通道又称为输入输出机(IOP)，可以独立完成系统交付的输入输出任务，通过执行自身的输入输出专用程序进行主存和外设间的数据传输。9.采用 SPOOLing 技术将磁盘的一部分作为公共缓冲区以代替打印机，用户对打印机的操作实际上是对磁盘的存储操
18、作，用以代替打印机的部分是_。 A.独占设备 B.共享设备 C.虚拟设备 D.一般物理设备（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 SPOOLing 是操作系统中采用的一种将独占与设备改造成共享设备的技术，通过这种技术处理后的设备叫做虚拟设备。代替独占设备的部分是共享设备。10.在采用 SPOOLing 技术的系统中，用户暂时未能打印的数据首先会被送到_存储起来。 A.磁盘固定区域 B.内存固定区域 C.终端 D.打印机（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 采用 SPOOLing 技术的系统中，用户的打印数据首先由内存经过缓冲区送至输出井暂存，等输出设备(打印机)空闲时再将输出
19、井中的数据经缓冲区送到输出设备上。而输出井通常是在磁盘上开辟的一块固定存储区。11.如果 I/O 所花费的时间比 CPU 的处理时间短很多，则缓冲区_。 A.最有效 B.几乎无效 C.均衡 D.以上都不是（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 缓冲区主要是解决因输入输出速度比 CPU 处理速度慢而造成的数据积压的矛盾，因此如果I/O 所花费的时间比 CPU 处理时间短很多，则没有必要设置缓冲区。12.下面关于虚拟设备的叙述中正确的是_。 A.虚拟设备允许用户使用比系统中拥有的物理设备更多的设备 B.虚拟设备允许用户以标准化方式来使用物理设备 C.虚拟设备把一个物理设备变换成多个对应的逻
20、辑设备 D.虚拟设备允许用户程序不必全部装入内存就可以使用系统中的设备（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 虚拟设备是指使用虚拟技术把独占设备改造成多用户共享的设备，也就要把一台具体的物理设备变换成若干个逻辑设备。13.下列有关设备独立性的说法中正确的是_。 A.设备独立性是指 I/O 设备具有独立执行 I/O 功能的一种特性 B.设备独立性是指用户程序独立于具体物理设备的一种特性 C.设备独立性是指能够实现设备共享的一种特性 D.设备独立性是指设备驱动程序独立于具体物理设备的一种特性（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 设备独立性是指用户程序独立于具体物理设备的一种特性。
21、其他选项都不是设备独立性的描述。D 选项错在设备驱动程序是不可能独立于具体物理设备的，因为驱动程序就是为具体物理设备而专门定制的。14.CPU 输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾可采用_。 A.并行技术 B.通道技术 C.缓冲技术 D.虚拟技术（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 为解决设备间传送速率不匹配的问题，通常采用缓冲技术。通道技术能最大地使 CPU 摆脱外设的速率制约，并行技术能有效地提高 CPU 与外设的效率，虚拟技术则能提高打印机的利用率。针对本题，最佳答案是缓冲技术。15.通道又称 I/O 处理器，用于实现_之间的信息传输。 A.内存与外设 B.C
22、PU 与外设 C.内存与外存 D.CPU 与外存（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 在设置了通道后，CPU 只需向通道发送一条 I/O 指令。通道在收到该指令后，便从内存中取出本次要执行的通道程序，然后执行该通道程序，仅当通道完成规定的 I/O 任务后，才向 CPU 发出中断信号。因此，通道用于完成内存与外设的信息交换。16.在下列问题中，_不是设备分配中应考虑的问题。 A.及时性 B.设备的固有属性 C.设备独立性 D.安全性（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 设备的固有属性决定了设备的使用方式；设备独立性可以提高设备分配的灵活性和设备的利用率；设备安全性可以保证分配
23、设备时不会导致死锁等问题。设备分配时通常不考虑及时性。17.为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用_结构的缓冲技术。 A.缓冲池 B.循环缓冲 C.单缓冲 D.双缓冲（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 缓冲池是系统共用资源，可供多个进程共享，并且既能用于输入又能用于输出。其他选项并不能很好地支持多个进程使用。18.提高单机资源利用率的关键技术是_。 A.SPOOLing 技术 B.虚拟技术 C.交换技术 D.多道程序设计技术（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 在单机系统中，最关键的资源就是处理器资源，因此最大化提高处理器利用率就是最大化提高系统效率。多道程序
24、设计技术是提高处理器利用率的关键技术，其他均为设备和内存的相关技术。19.在 SPOOLing 系统中，用户进程实际分配到的是_。 A.用户所要求的外设 B.内存区，即虚拟设备 C.设备的一部分存储区 D.设备的一部分空间（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 通过 SPOOLing 技术可将一台物理设备转换为多台虚拟设备，允许多个用户共享一台物理设备。所以在 SPOOLing 系统中并不是将物理设备分配给用户进程，而仅仅是虚拟设备。20.I/O 中断是 CPU 与通道协调工作的一种手段，所以在_时，便要产生中断。 A.CPU 执行“启动 I/O”指令而被通道拒绝接收 B.通道接受了
25、CPU 的启动请求 C.通道完成了通道程序的执行 D.通道在执行通道程序的过程中（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 CPU 启动通道时不管成功与否，通道都要回答 CPU；通道在执行通道程序的过程中，CPU 与通道并行执行；当通道完成通道程序的执行时，便产生中断向 CPU 报告。二、B应用题/B(总题数：14，分数：70.00)21.在一个 32 位 100MHz 的单总线计算机系统中(每 10ns 一个时钟周期)，磁盘控制器使用 DMA 以 40MB/s的速率从存储器中读出数据或者向存储器写入数据。假设 CPU 在没有被周期挪用的情况下，在每个周期中读取并执行一个 32 位指令。这
26、样做，磁盘控制器使指令的执行速度降低了多少?（分数：5.00）_正确答案：(首先由题目可知 DMA 的传输速率是 40MB/s，即 4B/100ns，也就是平均每 100ns 传输 32bit 的数据就能达到 DMA 的传输要求。由于系统总线被 CPU 和 DMA 共用，因此要在 DMA 传输数据时暂停 CPU 对总线的使用，为了得到 DMA 使用总线的频率，需要知道总线的传输速度。由题中条件可知，CPU 在对总线完全占用的情况下，每个时钟周期(10ns)可以传输 32bit 的指令，因此总线的速度是 32bit/10ns。而 DMA的要求是 100ns 传输 32bit，也就是说平均 10
27、个时钟周期内，只需要挪用一个周期用来传输数据就能达到 DMA 的传输要求。由此可以得到，DMA 挪用周期的频率是每 10 个周期挪用一个，因此磁盘控制器使指令的执行速度降低了 10%。)解析：22.什么叫中断?中断处理?中断响应?关中断?开中断?中断屏蔽?陷入?软中断?（分数：5.00）_正确答案：(本题为纯概念题，了解这些基本概念即可。中断在计算机组成原理中有较详细的讲解，此处仅简单介绍。中断：指 CPU 对系统发生的某个时间作出的一种反应，即 CPU 暂停正在执行的程序，保留现场后自动地转去执行相应的处理程序，处理完该事件后再返回断点，继续执行被“打断”的程序。中断处理：中断响应后，由软件
28、(中断处理程序)进行相应处理。大致分为 4 个阶段：保存被中断程序的现场，分析中断原因，转入相应处理程序进行处理，恢复被中断程序的现场(即中断返回)。中断响应：对中断请求的整个处理过程是由硬件和软件结合起来而形成的一套中断机构实施的。发生中断时，CPU 暂停执行当前的程序而转去处理中断。这个由硬件对中断请求作出反应的过程，称为中断响应。关中断：为保证在中断周期中，指令操作的执行不受外部干扰，将允许中断标志位清 0。即表明现行程序的优先级比所有请求的优先级都高，任何请求都不响应。开中断：当允许中断标志为 1 时，表明现行程序的优先级低于所有中断请求的优先级，因此一旦出现中断请求，CPU 便能响应
29、。中断屏蔽：中断请求能否参加判优，需根据屏蔽字的状态决定，若某屏蔽为 1，其对应的请求无效，不可参加判优。陷入：系统调用引发的事件往往称为陷入。软中断：用软中断指令来设置程序断点的方式称为软中断。)解析：23.如何将独占型输入设备改造成可共享使用的虚拟设备?（分数：5.00）_正确答案：(独占型设备在一段时间内只能由一个用户使用，使许多进程因等待而阻塞，影响了整个系统的效率。另一方面，分配到独占设备的进程，在整个运行期间并非持续使用设备，利用率较低。SPOOLing技术通过共享设备来虚拟独占设备，将独占设备改造成共享设备，从而提高设备利用率和系统的效率。 采用 SPOOLing 技术，可以预先
30、从低速的独占型输入设备上将程序运行需要的数据传送到高速磁盘上的输入井中，当用户程序运行时，可以直接从输入井中将数据读入内存。由于磁盘是共享设备，多个用户进程可以共享使用输入井。这样，就将独占型的输入设备改造成了可共享使用的虚拟设备。 改造输出型独占设备的方法与此类似。)解析：24.什么是 DMA 方式?它与中断方式的主要区别是什么?（分数：5.00）_正确答案：(DMA 是 Direct Memory Access 的缩写，也就是直接存储器访问。DMA 是用 DMA 控制器来控制一个数据块的传输，而 CPU 只需在一个数据块传输的开始阶段设置好传输所需的控制信息并在传输的结束阶段作进一步处理即
31、可的传输控制方式。其基本思想是在 I/O 设备和内存间开启一个可以直接传输数据的通路。 中断驱动 I/O 控制方式是每个数据传输后即发出中断，而 DMA 方式是在一批数据传输完毕后才中断；中断驱动 I/O 控制方式的传输是由 CPU 控制的，而 DMA 方式中只有数据块传输的开始和结束阶段在CPU 控制下，在传输过程中都是由 DMA 控制器控制的。所以 DMA 方式相比于中断方式，通过硬件的增加大大减少了中断的次数。)解析：25.一个 SPOOLing 系统由输入进程 I、用户进程 P、输出进程 O、输入缓冲区、输出缓冲区组成。进程 I通过输入缓冲区为进程 P 输入数据，进程 P 的处理结果通
32、过输出缓冲区交给进程 O 输出。进程间数据交换以等长度的数据块为单位。这些数据块均存储在同一磁盘上。因此，SPOOLing 系统的数据块通信原语保证始终满足：i+omax 其中，max 为磁盘容量(以该数据块为单位)，i 为磁盘上输入数据块总数，o 为磁盘上输出数据块总数。该 SPOOLing 系统运行时：只要有输入数据，进程 I 终究会将它放入输入缓冲区；只要输入缓冲区有数据块，进程 P 终究会读入、处理，并产生结果数据，写到输出缓冲区；只有输出缓冲区有数据块，进程 O 终究会输出它。请说明该 SPOOLing 系统在什么情况下死锁。请说明如何修正约束条件来避免死锁，同时仍允许输入数据块和输
33、出数据块均存储在同一个磁盘上。（分数：5.00）_正确答案：(这是一个综合性很强的题目，题目中出现了缓冲区、SPOOLing 技术、进程共享资源(共享同一个缓冲区)、死锁等概念。而究其本质，其实本题考查的是死锁现象的判断，就是要考生找出该系统的一种死锁的可能。可以先画出该系统的大致结构草图，如图所示。*下面找到一种导致该 SPOOLing 系统死锁的情况：当磁盘上输入数据块总数 i=max 时，那么磁盘上输出数据块总数。必然为零。此时，进程 I 发现输入缓冲区已经满了，所以不能再把输入数据放入到缓冲区中；进程 P 此时有一个处理好了的数据，打算把结果数据放入缓冲区，但是也发现没有空闲的空间可以
34、放结果数据，因为 o=0，所以没有输出数据可以输出，于是进程 O 也无事可做。这时进程 I、P、O 各自都等待着一个事件的发生，如果没有外力的作用，它们将一直等待下去，这种僵局显然是死锁。只需要修改条件为：i+omax，且 imax-1；这样就不会再发生死锁。也就是说，产生的数据不能达到缓冲区总和的上限，至少保证能够有一个非输入数据有缓冲空间可以存放，以便进程 P 和进程 O 正常运行。在其他类似题目中，通常都会在临界条件处发生死锁，因此可以通过验证临界值来考查条件是否能完全满足要求。)解析：26.为什么要设置内存 I/O 缓冲区?通常有哪几类缓冲区?（分数：5.00）_正确答案：(设置内存
35、I/O 缓冲区的主要原因如下： (1)缓和 CPU 和 I/O 设备间速度不匹配的矛盾。一股情况下，程序的运行过程是时而进行计算，时而进行 I/O。以输出为例，如果没有缓冲区，则程序在输出时，必然由于打印机速度跟不上而使 CPU 等待；然而在计算阶段，打印机又无事可做。如果设置一个缓冲区，程序可以将待输出的数据先输出到缓冲区中，然后继续执行；而打印机可以从缓冲区取出数据慢慢打印。 (2)减少中断 CPU 的次数。例如，假定设备只用一位二进制位接收从系统外传来的数据，则设备每收到一位二进制数就要中断 CPU 一次，如果数据通信速率为 9.6Kbit/s，则中断 CPU 的频率也为 9.6KHz，
36、若设置一个具有 8 位的缓冲寄存器，则可使 CPU 被中断的次数降为前者的 1/8。 (3)提高 CPU 和 I/O 设备之间的并行性。由于在 CPU 利设备之间引入了缓冲区，CPU 可以从缓冲区中读取或向缓冲区写入信息；相应地，设备也可以向缓冲区写入或从缓冲区读取信息。在 CPU 工作的同时，设备也能进行输入输出操作，这样 CPU 和 I/O 设备可以并行工作。 通常有 4 类缓冲区：单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池。)解析：27.DMA 控制方式与通道控制方式有什么不同?（分数：5.00）_正确答案：(在 DMA 控制方式中，DMA 控制器控制设备和主存之间成批地进行数据交流，而不用 CP
37、U 干预。这样既大大减轻了 CPU 的负担，也使 I/O 数据传送速度大大提高。这种控制方式应用于块设备的数据传输。通道控制方式与 DMA 控制方式类似，也是一种以内存为中心，实现设备与内存直接交换数据的控制方式。在通道控制方式中，CPU 只需发出启动指令，指出通道相应的操作和 I/O 设备，该指令就可以启动通道并使该通道从内存中调出相应的通道程序执行。与 DMA 方式相比，通道方式所需的 CPU 干预更少，并且可以做到一个通道控制多台设备，从而进一步减轻了 CPU 的负担。)解析：28.为什么引入 SPOOLing 系统?SPOOLing 系统可带来哪些好处?（分数：5.00）_正确答案：(
38、所有字符设备都是独占设备并属于慢速设备，因此，当一个进程在某台字符设备上进行数据交换时，往往要等待较长时间，并且在此进程未释放该设备之前，其他进程不能同时访问该设备，从而使这类设备成为系统的瓶颈。另一方面，分配到字符设备的进程，在整个运行期间也并非一直使用设备，利用率较低，从而降低了整个系统的性能。SPOOLng 技术正是针对上述问题提出的一种技术。SPOOLing 技术的核心思想是利用一台可共享、高速、大容量的块设备来模拟独占设备的操作，使一台独占设备编程多台可并行使用的虚拟设备。SPOOLing 系统主要由输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程和输出进程 3 部分组成。在 SPO
39、OLing 系统中，输入进程将用户要求的数据从输入设备送到输入井，当 CPU需要输入数据时，直接从输入井将数据读入内存；输出进程把用户要求输出的数据先从内存送到输出井，等输出设备空闲时再将输出井中的数据输出到设备上。 SPOOLing 系统可带来如下好处： (1)提高了 I/O速度。在对数据进行 I/O 操作时，将原来对低速设备进行的 I/O 操作转变为对高速磁盘中输入井和输出井的操作，从而提高了 I/O 的速度。 (2)将独占设备改造成共享设备。在 SPOOLing 系统中，实际上并没有为任何进程分配物理的独占设备，而只是在输入井和输出井中为进程分配了一个磁盘存储区和建立了一张I/O 请求表
40、，这样便将独占设备改造成了共享设备。 (3)实现了虚拟设备功能。在宏观上，虽然有多个进程在同时使用一台独占设备，而对每一个进程而言，它们都认为自己独占了一个设备，当然这个设备只是逻辑上的设备。SPOOLing 系统将独占设备变换成了若干台逻辑设备，实现了虚拟设备功能。)解析：29.为什么要引入设备独立性?如何实现设备独立性?（分数：5.00）_正确答案：(引入设备独立性，可使应用程序独立于具体的物理设备。此时，用户用逻辑设备名来申请使用某类物理设备，当系统中有多台该类型的设备时，系统可以将其中的一台分配给请求进程，而不必局限于某一台指定的设备，这样可以显著地改善资源的利用率及可适应性。独立性还
41、可以使用户程序独立于设备的类型，如进行输出时，既可用显示终端，也可以用打印机。有了这种适应性，就可以很方便地进行输入/输出重定向。 为了实现设备独立性，必须在设备驱动程序之上设置一层设备独立性软件，用来执行所有 I/O 设备的公用操作，并向用户层软件提供统一接口。关键是系统中必须设置一张逻辑设备表(LUT)用来进行逻辑设备到物理设备的映射，其中每个表目中包含逻辑设备名、物理设备名和设备驱动程序入口地址；当应用程序用逻辑设备名请求分配 I/O 设备时，系统必须为它分配相应的物理设备，并在 LUT 中建立一个表目，以后进程利用该逻辑设备名请求 I/O 操作时，便可从 LUT 中得到物理设备名和驱动程序入口地址。)解析：30.I/O 控制方式可
