操作系统第九章课后习题全解：I/O设备

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单项选择题解答

（1）以下关于I/O设备的中断控制方式说法正确的是。

• A、CPU对I/O设备直接进行控制，采取忙等待方式
• B、仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时，才需CPU干预
• C、CPU委托专用的I/O处理机来实现I/O设备与内存之间的信息交换
• D、在传输过程中，CPU与I/O设备处于并行工作状态，只是当传输结束时，才由控制器向CPU发送中断信号

答案：D
解释： 中断控制方式允许CPU在I/O操作期间执行其他任务，仅在I/O操作完成时通过中断信号通知CPU。

（2）通道是一种。

• A、保存I/O信息的部件
• B、传输信息的电子线路
• C、通用处理机
• D、专用处理机

答案：D
解释： 通道是一种专用处理机，用于控制和管理I/O设备与内存之间的数据传输。

（3）单处理机系统中，可并行的是。

• I．进程与进程
• II. 处理机与设备
• III. 处理机与通道
• IV. 设备与设备

答案：D
解释： 在单处理机系统中，处理机与设备（II）、处理机与通道（III）以及设备与设备（IV）可以并行工作。

（4）缓冲有硬件缓冲和软件缓冲之分，硬件缓冲使用专用的寄存器作为缓冲器。软件缓冲使用。

• A、在内存中划出的单元
• B、专用的寄存器
• C、在外存中划出的单元
• D、高速缓冲区

答案：A
解释： 软件缓冲通常使用在内存中划出的单元作为缓冲区。

（5）程序员利用系统调用打开I/O设备时，通常使用的设备标识是。

• A．逻辑设备名
• B．物理设备名
• C．主设备号
• D．从设备号

答案：A
解释： 逻辑设备名是程序员在系统调用中使用的设备标识，它与物理设备名映射，以便用户程序可以独立于具体的物理设备。

（6）使用户编制的程序与实际使用的物理设备无关是由功能实现的。

• A、设备分配
• B、设备驱动
• C、虚拟设备
• D、设备独立性

答案：D
解释： 设备独立性允许用户程序独立于具体的物理设备，提高了程序的可移植性和设备的可用性。

（7）用户程序发出磁盘I/O请求后，系统的正确处理流程是。

• A．用户程序→系统调用处理程序→中断处理程序→设备驱动程序
• B．用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序
• C．用户程序→设备驱动程序→系统调用处理程序→中断处理程序
• D．用户程序→设备驱动程序→中断处理程序→系统调用处理程序

答案：B
解释： 用户程序通过系统调用请求I/O操作，系统调用处理程序将请求传递给设备驱动程序，设备驱动程序控制硬件执行操作，完成后通过中断处理程序通知系统。

（8）磁盘输入输出操作中，需要做的工作可以不包括。

• A、移动移动臂使磁头移动到指定的柱面
• B、确定磁盘的容量
• C、旋转磁盘使指定的扇区处于磁头位置下
• D、让指定的磁头读写信息，完成信息传送操作

答案：B
解释： 确定磁盘的容量不是每次I/O操作都需要执行的工作，而是在磁盘初始化或格式化时确定的。

（9）执行一次磁盘输入输出操作所花费的时间包括。

• A、寻道时间、延迟时间、传送时间和等待时间
• B、寻道时间、等待时间、传送时间
• C、等待时间、寻道时间、延迟时间和读写时间
• D、寻道时间、延迟时间、传送时间

答案：D
解释： 磁盘I/O操作的时间包括寻道时间（移动磁头到正确柱面）、延迟时间（等待磁盘旋转到正确的扇区）、以及传送时间（数据传输时间）。

（10）在磁盘调度算法中，算法可能导致某些访问请求长时间得不到服务，从而造成饥饿现象。

• A、FCFS
• B、SSTF
• C、SCAN
• D、CSCAN

答案：B
解释： SSTF（最短寻道时间优先）可能导致某些请求被频繁跳过，如果它们的位置与当前磁头位置较远，从而可能造成饥饿现象。

（11）如果有多个中断同时发生，系统将根据中断优先级响应优先级最高的中断请求。若要调整中断事件的响应次序，可以利用。

• A、中断向量
• B、中断嵌套
• C、中断响应
• D、中断屏蔽

答案：D
解释： 中断屏蔽可以用来调整中断的响应次序，通过屏蔽某些中断，可以确保更高优先级的中断得到处理。

（12）下列关于中断I/O方式和DMA方式比较的叙述中，错误的是。

• A．中断I/O方式请求的是CPU处理时间，DMA方式请求的是总线使用权。
• B. 中断响应发生在一条指令执行结束后，DMA响应发生在一个总线事务完成后。
• C．中断I/O适用于所有外部设备，DMA方式仅适用于快速外部设备。
• D.中断I/O方式下数据传送通过软件完成，DMA方式下数据传送由硬件完成。

答案：C
解释： 中断I/O方式适用于所有外部设备，而DMA方式也可以适用于非快速设备，只要设备能够支持DMA传输。

填空题解答

（1）I/O设备按传输速率分类，可分为 低速设备 、 中速设备 和 高速设备 等三种；按信息交换的单位分类，可分为 字符设备 和 块设备 。按资源分配的角度分类，可分为 独占设备 、 共享设备 和 虚拟设备 。

填空：

• 低速设备
• 中速设备
• 高速设备
• 字符设备
• 块设备
• 独占设备
• 共享设备
• 虚拟设备

（2）缓冲区管理是为了缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾、减少中断CPU的次数，放宽对中断响应的要求、提高CPU、通道和I/O设备之间的并行性的矛盾。