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（3）实现了虚拟设备功能。由于 SPOOLing 技术实现了多个用户进程共同使用打印机这 种独占设备的情况，从而实现了把一个设备当成多个设备来使用，即虚拟设备的功能。
本章小结
设备管理的主要任务是分配输入输出设备，主要目的是提高输入输出设备的使用效率。
它的主要功能有缓冲管理、设备分配、设备处理和虚拟设备等。
通过本章的学习，读者应熟悉和掌握以下基本概念：
设备、输入输出系统、设备控制器、输入输出通道。
通过本章的学习，读者应熟悉和掌握以下基本知识：
（1）输入输出系统的控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、直接存储器存取控 制方式和通道控制方式。程序直接控制方式也称为“忙－等待”方式，即在一个设备的操作没 有完成时，控制程序一直检测设备的状态，直到该操作完成才进行下一个操作。中断控制方式 是指计算机在执行期间，系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件，使得 CPU 暂时 中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序， 待处理完毕后又返回原来被中断处 继续执行或调度新的进程执行的过程。直接存储器存取控制方式是在 DMA 控制器的作用下，
设备和主存之间可以成批地进行数据交换，而不用 CPU 的干涉。通道控制方式以主存为中心，
是设备与主存直接交换数据的控制方式。
（2）设备分配采用的数据结构有设备控制表、控制器控制表、通道控制表和系统设备表。
系统在进行设备分配时应考虑设备的使用性质、 设备的分配算法、 设备分配的安全性和设备的 独立性。设备分配一般分为三个步骤：分配设备、分配控制器、分配通道。对设备分配程序的 改进方法有增加设备的独立性和考虑多通路情况两种。
（3）设备处理主要由设备处理程序完成，设备处理程序也称为设备驱动程序，它是输入 输出进程与设备控制器之间的通信程序。
（4）设备管理采用的技术有缓冲技术、中断技术、假脱机技术。缓冲技术是为了提高输 入输出的速度和利用率， 中断技术是为了响应优先权高的设备处理请求， 假脱机技术也称为 “预 输入，缓输出”技术，是为了把独享设备变为共享设备，提高设备的利用率，实现虚拟设备的 功能。
习题 4
一、单项选择题
1．按（ ）可以将设备分为块设备和字符设备。
A）从属关系 B）操作特性 C）共享关系 D）信息交换单位
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2．设备管理程序对设备的分配和控制是借助一些数据结构表格进行的，下列（ ）不 是设备管理程序中使用的表格。
A）作业控制表 B）设备控制表 C）控制器控制表 D）系统设备表 3．利用虚拟设备达到输入输出要求的技术是指（ ） 。
A）利用外存作缓冲，将作业与外存交换信息和外存与物理设备交换信息两者独立起 来，并使它们并行工作的过程
B）把输入输出要求交给多个物理设备分散完成的过程
C）把输入输出信息先存放在外存上，然后由一台物理设备分批完成输入输出要求的 过程
D）把共享设备改为某个作业的独享设备，集中完成输入输出要求的过程
4．将系统中的每一台设备按某种原则进行统一编号，这些编号作为区分硬件和识别设备 的代号，该编号称为设备的（ ） 。
A）绝对号 B）相对号 C）类型号 D）符号名 5．通道是一种（ ） 。
A）输入输出端口 B）数据通道 C）输入输出专用处理器 D）软件工具
6．在采用 SPOOLing 技术的系统中，用户的打印数据首先被送到（ ） 。 A）磁盘固定区域 B）主存固定区域
C）终端 D）打印机
7．操作系统中采用缓冲技术，能够减少对 CPU 的（ ）次数，从而提高资源的利用率。
A）中断 B）访问 C）控制 D）依赖 8．在采用 SPOOLing 技术的系统中，使得系统的资源利用率（ ） 。
A）提高了 B）降低了
C）有时提高有时降低 D）出错的机会增加了 9．缓冲技术中的缓冲池在（ ）中。
A）主存 B）外存 C）ROM D）寄存器 10．引入缓冲的主要目的是（ ） 。
A）改善 CPU 和输入输出设备之间速度不匹配的情况 B）节省主存
C）提高 CPU 的利用率 D）提高输入输出设备的效率
11． CPU 输出数据的速度远远高于打印机的打印速度， 为了解决这一矛盾， 可以采用 （ ） 技术。
A）并行 B）通道 C）缓冲 D）虚存
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12．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）循环缓冲区
C）单缓冲区 D）双缓冲区
13．通过硬件和软件的功能扩充，把原来的独立设备改造成能为多个用户服务的共享设 备，这种设备称为（ ） 。
A）存储设备 B）系统设备
C）用户设备 D）虚拟设备
14．如果输入输出设备与存储设备进行数据交换不经过 CPU 来完成，这种数据交换方式 是（ ） 。
A）程序查询 B）中断方式
C）DMA 方式 D）无条件存取方式 15．大多数低速设备都属于（ ）设备。
A）独享 B）共享
C）虚拟 D）SPOOLing
16．设备分配问题中，算法实现时，同样要考虑安全性问题，防止在多个进程进行设备 请求时，因互相等待对方释放所占设备所造成的（ ）现象。
A）瓶颈 B）死锁 C）系统抖动 D）碎片 17．以下叙述中正确的是（ ） 。
A）在现代计算机中，只有输入输出设备才是有效的中断源 B）在中断处理过程中必须屏蔽中断
C）同一用户所使用的输入输出设备也可能并行工作 D）SPOOLing 是脱机输入输出系统
18． （ ）是操作系统中以空间换取时间的技术。
A）SPOOLing 技术 B）虚拟存储技术 C）覆盖与交换技术 D）通道技术 19．在操作系统中， （ ）指的是一种硬件机制。
A）通道技术 B）缓冲技术
C）SPOOLing 技术 D）主存覆盖技术 20．在操作系统中，用户在使用输入输出设备时，通常采用（ ） 。
A）物理设备名 B）逻辑设备名
C）虚拟设备名 D）设备牌号
二、填空题
1．通道是一个独立于 CPU 的专门的输入输出处理器，它控制________与________之间的 信息交换。
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2．虚拟设备是通过________技术把________设备变成能为若干个用户________的设备。
3．常用的设备分配算法是________和________，设备分配应保证设备有________和避免 ________。
4．通道被启动后将按________的规定来控制外围设备工作。
5．设备管理中采用的数据结构有________、________、________和________四种。
6．SPOOLing 系统中，作业执行时从磁盘上的________中读取信息，并把作业的执行结果 暂时存放在磁盘上的________中。
7．从资源管理的角度出发，输入输出设备可以分为________、________和________三种 类型。
8．按所属关系可以把输入输出设备分为系统设备和________两类。
9．常用的输入输出控制方式有程序直接控制方式、中断方式、________和________。
10．________是控制设备动作的核心模块，如设备的打开、关闭、读、写等，用来控制 设备上数据的传输。
三、判断题
（ ）1．输入输出设备管理程序的主要功能是管理主存、控制器和通道。
（ ）2．缓冲技术是借用外存的一部分区域作为缓冲池。
（ ）3．虚拟设备技术是在一类物理设备上模拟另一类物理设备的技术，它可以将独 占的设备改造为共享的设备。
（ ）4．一个 DMA 控制器只能控制一台设备，一个通道可以控制多个设备。
（ ）5．设备的独立性是指应用程序独立于物理设备，以使用户编制的程序与实际使 用的物理设备无关。
（ ）6．虚拟设备是指用户想象的一种设备。
（ ）7．中断控制方式是指每输入输出一个数据都发生中断。
（ ）8．设备的绝对号是指系统对每台设备的编号，设备的相对号是指用户对每类设 备的编号。
（ ）9．独享分配适用于大多数低速设备，共享分配适用于高速设备。
（ ）10．驱动程序主要是在请求输入输出的进程与设备控制器之间的一个通信程序。
四、名词解释 1．设备的独立性 2．通道
3．虚拟设备 4．输入井 5．输出井
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五、简答题
1．什么是虚拟设备？请说明 SPOOLing 系统如何实现虚拟设备？
2．设备分配时为什么要考虑安全性以及与设备的无关性？试给出一个系统安全性的算法。
3．关于设备管理，试给出两种输入输出调度算法，并说明为什么输入输出调度中不使用 时间片轮转法？
4．什么是逻辑设备？什么是物理设备？如何实现从逻辑设备到物理设备的转换？
5．什么是缓冲？为什么引入缓冲？请找出现实生活中使用缓冲区的实例。
6．输入输出控制方式有几种？各有什么特点？
7．DMA 方式与中断方式有什么不同？
8．有两块经测试无问题的声卡，第一块插在计算机上系统能识别它，而第二块插在计算 机上系统不能识别它， 请问这两块声卡有何区别？要想系统能识别第二块声卡， 应如何解决？