设备管理习题

设备管理习题一、系统中有一台由非分配性通道支持的磁盘机，在通道与请求者进程之间只设置了一个磁盘驱动程序来完成请求者进程与设备之间的通信。假设请求者进程首次请求读某逻辑文件的第n号纪录，请把下列语句进行重新排列，简要描述从请求到完成所经历的如下5个步骤：（2001年北方交通大学） 1)请求者进程发出对文件第n号纪录的请求 2）磁盘驱动进程运行 3）I/O操作完成，CPU响应通道发来的完成中断请求 4）磁盘驱动进程运行 5)请求者进程运行注意：请从下列语句中挑选合适的语句描述以上的5个步骤：1）组织通道程序2）申请分配输入缓冲区3）唤醒磁盘驱动进程4）请求者把I/O参数通知磁盘驱动进程5）阻塞请求者进程6）求逻辑记录n所在的物理块号7）根据物理块号获得三维物理地址（柱面号、磁道号、扇区号）8）驱动磁道与设备9）磁盘驱动进程自行阻塞10）磁盘唤醒驱动进程11）分析中断原因，进行中断处理12）返回被中断的进程继续执行13）把正常完成的信号通知磁盘驱动进程14）把输入缓冲区中的第n好纪录分离出来并传送到请求者进程的数据区15）磁盘驱动进程自行组赛，等待新的请求唤醒16）唤醒请求者进程17）对输入数据加工二、 I/O软件通常设计为四个层次：用户空间I/O请求、设备独立性软件、设备驱动程序、中断处理程序。以下各项工作是在哪一层次上完成？为什么？（02年北方交通大学）1 用户进程请求打印一个输出文件2 将一维磁盘块号转为三维物理地址（柱面、磁道、扇区）3 获得设备驱动程序的入口地址4将终端输入的字符转为ASCII码5 设备驱动进程被唤醒三、磁盘系统调度中，采用SCAN（扫描）调度算法为任务队列67、65、124、14、122、37、183、98服务。试计算服务结束时，磁头总共移动了几个磁道。假设磁头总在第0道至第199之间移动；开始服务时，磁头刚从60移到67。四、设某磁盘有200个柱面，编号为0，1，2，199，磁头刚从140道移到143道完成了读写。若某时刻有9个磁盘请求分别对如下各道进行读写：86、147、91、177、94、150、102、175、130 试分别求FCFS、SSTF及SCAN磁盘调度算法响应请求的次序及磁头移动的总距离。五、假设有4个记录A、B、C、D存放在磁盘的某磁道上，该磁道被划分成4块，每块存放一个记录，安排如下表所示：磁道上的记录存放形式如下：块号1 2 3 4记录号A B C D块号1 2 3 4记录号A B C D现在要顺序处理这些记录，如果磁盘旋转速度为20ms转一周，处理程序每读出一个记录后花5ms进行处理。试问处理完这4个记录的总时间是多少？为了缩短处理时间应进行优化分布，试问应如何安排这些记录？并计算处理时间。提示：假设按顺时针方向安排这4个记录，磁盘也按顺时针方向旋转。六 假设磁盘上每个磁道划分成10个物理块，每块存放1个逻辑记录。逻辑记录R1，R2，.，R9，R10存放在同一个磁道上，记录的安排顺序如下表所示：（2005软考）物理块12345678910逻辑记录R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10假定磁盘的旋转速度为20ms/周，磁头当前处在R1的开始处，系统使用单缓冲区，当缓冲区内容处理完时才能再存放新的记录，且每个记录的处理时间为4ms。若系统顺序处理这些记录，则处理这10个记录的最长时间为 （20） ；若对信息存储进行优化分布后，处理10个记录的最少时间为 （21） 。（20）A180msB.200 msC.204msD.220ms（21）A40ms B. 60ms C. 100ms D.160ms七 常用的I/O调度算法有哪些？试说明I/O调度中为什么不能采用时间片轮转法。八 I/O软件一般分为四个层次，用户层，与设备无关的软件层、设备驱动程序、以及中断处理程序。请说明各层的功能。九 十假设一个磁盘组共100个柱面，每个柱面上有8个磁道，每个盘面被分成8个扇区。现有一个含有6400个逻辑记录的文件，逻辑记录的大小与扇区一致，该文件以顺序结构的形式被存储到磁盘上。柱面、磁道、扇区的编号从0开始，逻辑记录的编号也从0开始。文件信息从0柱面、0磁道、0扇区开始存放，试问：（1）该文件的第3680个逻辑记录应该存放在什么位置？（2）第78柱面的第6磁道的第6扇区中存放了该文件的第几个逻辑记录？六10个物理块是从1到10依次排列的（可能有很多朋友在考虑第15题的时候忽视了这点），磁头就在R1的开始之处。 毫无疑问，必须先用2ms的时间来读出R1（读完后磁头处于R2的开始处），然后处理R1花费4ms。同时缓冲区只有一个，在R1被处理完之前，不能读入其他物理块（虽然在R1处理的过程中，磁头经过了R2物理块，可是无法读入）。但是在R1被处理完时，经过4ms的旋转磁头已经处于R4的开始处，于是不得不要有8*2=16ms的潜伏时间，才能使磁头到达R2的开始处，同样读出R2需要2ms,处理需要4ms,这样在R2上花费的时间是16+2+4=22ms,同理R3-R10也是22ms ,而R1是2+4=6ms , 所以一共需要的时间是 6+9*22=204ms.对应的选项是C 经过上述的分析，第16题就不难得到答案了，如果将R2安排到原R4的位置，R3安排到原R7的位置，依次类推（此时物理块的排列为 R1 R8 R5 R2 R8 R6 R3 R10 R7 R4），这样访问R2-R9的潜伏时间都为0，此时处理10个物理块的时间最少，为6*10=60 ， 对应选项 B.有了第六题则第五题就明白了七I/O操作有一特点，即一个通道程序一经启动便一直进行下去直至完成，在它完成之前，不会产生中断。八 各层功能如下： 用户层向用户提供使用I/O的接口（如库函数等，完成用户所执行的输入输出的格式化（如printf的格式），用户并设置输入输出参数，并放在合时位置与设备无关软件层，该层是用户层和下层的接口，屏蔽了下层各种物理的差别，为用户层提供统一的接口，使用户在进行输入输出时不必关心具体物理设备的不同，不必为各种物理设备的特性而烦恼。一般功能有：设备分配和回收、将逻辑设备名转换为物理设备名、对设备进行保护，防止无权用户访问设备、对设备缓冲进行管理等设备驱动程序：是I/O进程和设备控制器之间的通信软件。接受上层即与设备无关软件层的I/O请求，并将该请求转换为具体的I/O要求（如将逻辑盘块号转换为磁盘的磁头号、磁道号和扇区号）；检查I/O请求的合法性（只能以只读打开，却要求写操作）；了解设备状态（设备的忙闲状态）；传递I/O操作的参数（要求读写多少字节等等）；设置设备工作方式（设备波特率，奇偶校验方式等）；设备控制器向设备发送启动命令，驱动程序发出I/O命令后，设备在设备控制器的控制下进行I/O操作。I/O完成后，设备控制器向cpu发出中断CPU响应终端转入中断处理程序，该中断程序功能是，唤醒被阻塞进程，保护现场，分析中断原因并进入响应的中断服务程序。若操作是正常完成，则被唤醒进程取得数据进行处理九