(操作系统）第六章：I/O系统重点题

第六章：I/O系统

说明I/O控制发展的主要推动因素是什么？

• 要减少CPU对I/O设备的干预，把CPU从繁杂的I/O控制中解脱出来，以充分发挥CPU数据处理的能力。
• 缓和CPU的高速性和I/O设备的低速性之间速度不匹配的矛盾，以提高CPU的利用率和系统吞吐量。
• 提高CPU和I/O设备操作的并行程度，使CPU和I/O设备都处于忙碌状态，从而提高整个系统的资源利用率和系统吞吐量。

说明什么是中断，并给出CPU响应中断并进行中断处理的一般过程。

中断是指计算机在执行期间，系统内部或外部设备发生了某一急需处理的事件，使得CPU暂时停止当前正在执行的程序转去执行相应的事件处理程序，待处理完毕后有返回原来被中断处，继续执行被中断的程序过程。
一般过程为：

• 保存现场
• 转中断处理程序进行中断处理
• 中断返回

说明中断驱动I/O方式和DMA方式有什么不同。

• I/O中断频率：DMA控制器的控制下，可大大减少CPU处理I/O中断的时间。
• 数据传送方式不同

为什么要进入缓冲区？

• 缓和CPU和I/O设别速度不匹配的矛盾
• 提高CPU和I/O设备之间的并行性
• 减少对CPU的中断频率

为什么要引入设备独立性？如何实现设备独立性？

• 引入设备独立性，可使应用程序独立于具体的物理设备。
• 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设备的共用操作，并向用户层软件提供统一接口。

设备驱动程序具有哪些功能？

• 接收由I/O进程发来的I/O命令和参数，并将命令中的抽象要求转化为具体要求。
• 检查用户I/O请求的合法性。
• 了解I/O设备的状态。
• 发出I/O命令
• 及时响应由设备控制器发来的中断请求

---

即接收I/O，检查I/O是否合法，了解I/O设备的状态，发出I/O命令，及时响应中断请求。

什么是虚拟设备？实现虚拟设备的关键技术是什么？

• 虚拟设备是指通过某种虚拟技术，将一台物理设备变化成若干台逻辑设备，从而实现多个用户对该物理设备的同时共享。
• 虚拟设备技术常通过在可共享的、高速的磁盘上开辟两个大的存储空间以及预输入、缓输出技术来实现的。

SPOOLing系统由那几部分组成？以打印机为例说明如何利用SPOOLing技术实现多个进程对打印机的共享？

• SPOOLing 系统由磁盘上的输入井和输出井，内存中的输入缓冲区和输出缓冲区，输入进程和输出进程以及井管理程序构成。
• 在用SPOOLing技术共享打印机时，对所有提出输出请求的用户进程，系统进程它们的请求时，并不真正把打印机分配给它们，而是由假脱机管理进程为每个进程做两件事情：（1）在输出井中为它申请一空闲缓冲区，并将要打印的数据送入其中；（2）为用户进程申请一张空白的用户打印请求表，并将用户的打印请求填入表中，再将该表挂到假脱机文件队列上。