1、输入输出管理模拟试卷 3 及答案与解析一、单项选择题1 设备管理中，设备映射表(DMT)的作用是( )（A）管理物理设备（B）管理逻辑设备（C）实现输入输出（D）建立逻辑设备与物理设备的对应关系2 在一般大型计算机系统中，主机对外围设备的控制可通过通道、控制器和设备三个层次来实现。下述的叙述中正确的叙述是( )。（A）控制器可控制通道，设备在通道控制下工作（B）通道控制控制器，设备在控制器控制下工作（C）通道和控制器分别控制设备（D）控制器控制通道和设备的工作3 下面关于设备属性的论述中，正确的论述是( )。（A）字符设备的一个基本特征是可寻址的，即能指定输入时的源地址和输出时的目标地址（B）
2、共享设备必须是可寻址的和随机访问的设备（C）共享设备是指在同一时刻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4 按资源分配方式可将外设分为( )。（A）独占设备、共享设备、分时设备（B）共享设备、分时设备、虚拟设备（C）虚拟设备、独占设备、共享设备（D）虚拟设备、独占设备、分时设备5 IO 操作的控制方式经历( )个阶段。（A）程序直接控制方式、中断 IO 控制方式、DMA 控制方式、IO 通道控制方式（B）程序直接控制方式、程序中断 IO 控制方式、 DMA 控制方式（C）程序直接控制方式、DMlA 控制方式（D）IO 通道控制方式、程序中断 IO 控制方
3、式、DMA 控制方式6 下面关于字节多路通道、数据选择通道和数组多路通道的说法中，不正确的是( )。（A）字节多路通道适用于低、中速 IO 设备（B）数组选择通道利用率较高，适用于连接多台低、中速 IO 设备（C）数组多路通道适用于高速设备（D）数组多路通道中子通道按时间片轮转方式共享主通道7 虚拟设备是指( ) 。（A）允许用户使用比系统中物理设备更多的设备（B）允许用户以标准化的方式使用物理设备（C）把一个物理设备转换成多个对应的逻辑设备（D）允许用户程序不必全部装入主存便可以使用操作系统的设备8 缓冲技术中的缓冲池在( )中。（A）主存（B）外存（C） ROM（D）寄存器9 为了使多个进
4、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）闭缓冲区环（C）单缓冲区（D）双缓冲区10 中断向量是指( ) 。（A）中断处理程序人口地址（B）中断向量表起始地址（C）中断处理程序入口地址在中断矢量表中的存放地址（D）中断断点的地址11 引入缓冲的主要原因不包括( )。（A）缓和 CPU 与 I0 设备间速度不匹配的矛盾（B）缓和 CPU 与主存间速度不匹配的矛盾（C）减少对 CPU 的中断频率，放宽对中断响应时间的限制（D）提高 CPU 与 IO 设备之间的并行性12 下列关于“ 中断和异常 ”的说法中，正确的是( )。（A）在执行指令的过程中，CPU 时刻检
5、测是否有中断请求（B）异常处理完毕后，CPU 重新执行引起异常的指令（C）中断处理程序的执行是不能被中断的（D）中断处理中的“ 断点” 是指当前指令的存储地址13 中断向量的地址是( )。（A）子程序入口地址（B）中断服务例行程序人口地址（C）中断服务例行程序人口地址的地址（D）例行程序入口地址14 从下面关于虚拟设备的论述中，正确的论述是( )。（A）虚拟设备是指允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备（B）虚拟设备是指允许用户以标准化方式来使用物理设备（C）虚拟设备是把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备（D）虚拟设备是指允许用户程序不必全部装入内存便可使用系统中的设备15 UNIX
6、系统中，输 A输出设备看做( )（A）普通文件（B）目录文件（C）索引文件（D）特殊文件二、综合题16 DMA 方式与中断控制方式的主要区别?17 DMA 方式与通道方式的主要区别?18 在系统中，假设时钟中断处理程序的执行时间为 3ms，其中包括进程切换的开销，若果时钟中断频率为 80Hz，那么 CPU 用于时钟中断处理的时间比率是多少?19 计算机系统中，一台标准打印机每分钟能打印 6 页，假设系统向打印机输出一个字符的时间很短，可以忽略不计。如果一台打印机处理一个字符需要的时间为50s 的中断处理时间。假设一个文本打印页面有 50 行，每行有 80 个字符，使用中断驱动：IO 方式运行这
7、台打印机，中断的时间所占的 CPU 的比率是多少?20 通过大量的实验，人们观察到在两次缺页中断之间执行的指令数与分配给程序的页框数成正比，即可用内存加倍，缺页中断的平均间隔也加倍。整体缺页次数减少约一半。假设一条普通指令需要 100ns，但若发生了缺页中断就需要 1ms。一个程序运行了 60s，期间发生了 1500 次缺页中断，如果该程序的可用内存增加到原来的 2 倍，那么，请计算，此时这个程序运行需要多少时间?21 Spooling 系统由哪几部分组成 ?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其享。输入输出管理模拟试卷 3 答案与解析一、单项选择题1 【正
8、确答案】 D【试题解析】 本题考查设备管理中，重要的数据结构的作用。既然是映射关系，必定有源和目标，能说明存在这关系的只有 D 选项。【知识模块】 输入输出管理2 【正确答案】 B【试题解析】 三个层次为通道、控制器、设备。三者采用交叉连接方式，这样的方式可以提高系统的可靠性。当某条通路因控制器或通道故障而断开时，可使用其他通路。这种交叉连接可以提高设备的并行性。对于同一个设备，当与它相连的某一条通路中的控制器或通道被占用时，可以选择另一条空闲通路，减少了设备因等待通路所需要花费的时间。【知识模块】 输入输出管理3 【正确答案】 B【知识模块】 输入输出管理4 【正确答案】 C【试题解析】 按
9、资源分配方式可以分为：虚拟设备、独占设备、共享设备三种。考查知识点：IO 设备分类。【知识模块】 输入输出管理5 【正确答案】 A【试题解析】 IO 控制方式可以分为程序直接控制方式、程序中断 IO 控制方式、DMA 控制方式、 IO 通道控制方式，共 4 个阶段。【知识模块】 输入输出管理6 【正确答案】 B【试题解析】 (1)字节多路通道含有许多非分配型子通道，分别连接在低、中速IO 设备上，子通道按时间片轮转方式共享主通道，按字节方式进行数据传送。具体而言，当第一个子通道完成一个字节的交换后，便立即腾出字节多路通道(主通道)，让给第二个子通道使用；当第二个子通道也交换完一个字节后，又依样
10、把主通道让给第三个子通道使用，依此类推。转轮一周后，又返回由第一个子通道去使用主通道。(2)数组选择通道只含有一个分配型子通道，一段时间内只能执行一道通道程序、控制一台设备按数组方式进行数据传送。通道被某台设备占用后，便一直处于独占状态，直至设备数据传输完毕释放该通道，故而通道利用率较低，主要用于连接多台高速设备。(3)数组多路通道是将数组选择通道传输速率高和字节多路通道能使各子通道分时并行操作的优点相结合而形成的一种新通道。其含有多个非分配型子通道，分别连接在高、中速 IO 设备上，子通道按时间片轮转方式共享主通道，按数组方式进行数据传送，因而既具有很高的数据传输速率，又能获得令人满意的通道
11、利用率。【知识模块】 输入输出管理7 【正确答案】 C【试题解析】 虚拟设备并不允许用户使用更多的物理设备，也与用户使用设备时是否采用标准化的方式无关，只是将系统中的物理设备转换成多个对应的逻辑设备。【知识模块】 输入输出管理8 【正确答案】 A【知识模块】 输入输出管理9 【正确答案】 A【试题解析】 要实现多个进程能有效地同时处理输入和输出，就要建立多个缓冲区域，因此，最好的缓冲技术是缓冲池。【知识模块】 输入输出管理10 【正确答案】 A【知识模块】 输入输出管理11 【正确答案】 B【试题解析】 操作系统引入缓冲机制的主要原因可归结为以下几点：(1)缓和CPU 与 IO 设备间速度不匹
12、配的矛盾；(2)减少对 CPU 的中断频率，放宽对中断响应时间的限制；(3)提高 CPU 与 IO 设备之间的并行性。【知识模块】 输入输出管理12 【正确答案】 B【试题解析】 考查知识点：中断和异常的基本概念及其区别。【知识模块】 输入输出管理13 【正确答案】 C【试题解析】 中断向量包括两个字，一个是中断处理程序的人口地址，另一个是中断处理程序的程序状态字。显然，中断向量地址就是中断处理程序的人口地址的地址。【知识模块】 输入输出管理14 【正确答案】 C【试题解析】 对于选项 A，允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备这种说法是错误的，用户只能使用系统中的物理设备，即使使用了虚
13、拟技术，用户使用的还是系统中已经具有的物理设备。对于选项 B，无论是否使用虚拟技术，用户都要以标准化方式来使用物理设备。选项 D 说的是虚拟内存的概念，与设备无关。【知识模块】 输入输出管理15 【正确答案】 D【试题解析】 考查知识点：UNIX 设备管理的特点。UNIX 中，所有的设备被看做是特殊的文件，因为 UNIX 控制和访问外部设备的方式和访问一个文件的方式是相同的。在 UNIX 同一个外部设备进行通信之前，这个设备必须首先要有一个设备文件存在。例如，每一个终端都有自己的设备文件来供 UNIX 写数据(出现在终端屏幕上)和读取数据(用户通过键盘输入)。设备文件又称为特殊文件。设备文件和
14、普通文件不一样，设备文件中并不包含任何数据。【知识模块】 输入输出管理二、综合题16 【正确答案】 中断驱动控制方式：在 IO 设备输入每个数据的过程中，由于无须 CPU 干预，因而可使 CPU 与 IO 设备并行工作。仅当输完一个数据时，才需 CPU 花费极短的时间去做些中断处理。可见，这样可使 CPU 和 IO 设备都处于忙碌状态，从而提高了整个系统的资源利用率及吞吐量。DMA 控制方式，是在DMA 控制器的控制下完成 CPU 与 IO 设备之间的数据传输。二者的主要区别，如下表所示： 【知识模块】 输入输出管理17 【正确答案】 DMA 控制方式中，在 DMA 控制器的控制下设备和主存之
15、间可以成批地进行数据交换而不用 CPU 干预，这样在减轻 CPU 的负担同时大大提高了IO 数据传送的速度。通道控制方式与 DMA 方式类似，也是一种以存储器为核心实现数据在内存和外设之间直接交换的模式。但在通道控制方式下，CPU 只需要发出启动和结束命令即可，减少了 CPU 的干预。【知识模块】 输入输出管理18 【正确答案】 时钟中断处理程序的执行时间为：3ms=0003s。时钟中断频率为：80Hz，那么时钟周期为：180s 。CPU 用于时钟中断处理的时间比率=时钟中断处理程序的执行时间时钟周期=0003s(180s)=24。【知识模块】 输入输出管理19 【正确答案】 打印机每分钟能打
16、印 6 页，每页 50 行，每行有 80 个字符。我们可以得出的结论是打印机每分钟能够打印 65080=24000 个字符，那么每一秒钟能够处理的字符数量是： 2400060=400 个字符。每打印一个字符需要耗时50s，那么每秒钟用于打印的时间为： 40050s=20 ms。1s=1000ms ，而除了打印中断的时间外，还有 980ms，那么打印处理过程中，中断的时间所占的 CPU 的比率=20ms1000ms100 =2。【知识模块】 输入输出管理20 【正确答案】 本题计算的不是缺页中断的次数，而是根据缺页中断的次数计算程序运行时间。首先应算出该程序一共运行了多少条指令，一条普通指令需要
17、100ns，但发生缺页中断就要花费 1ms，也即处理页故障时间是 1000000ns，由此可算出该程序一共有指令数为：(60s 一 15001ms)100ns=585000000(条)扩容后，处理缺页中断的总时间为：(15002)1ms=750ms(内存是原来的两倍，缺页中断数降低为原来的 12)。那么，该程序的运行时间是：750ms+585s=5925s。即内存增加以后，原来运行 60s 的程序变为：(15002)1ms+585000000100ns=59 25s【知识模块】 输入输出管理21 【正确答案】 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以及输
18、入进程和输出进程构成。 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，系统接受它们的请求时，并不真正把打印机分配给它们，而是为每个进程做两件事情：(1)由输出进程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)输出进程再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，再将该表挂到打印队列上。至此，用户进程觉得它的打印过程已经完成，而不必等待真正的慢速打印过程的完成。当打印机空闲时，输出进程将从请求队列队首取出一张打印请求表，根据表中的要求将要打印的数据从输出并传送到内存输出缓冲区，再由打印机进行输出打印。打印完后，再处理打印队列中的下一个打印请求表，直至打印队列空。这样，虽然系统中只有 1 台打印机，但系统并未将它分配给任何进程，而只是为每个提出打印请求的进程在输出井中分配一个存储区(相当于一个逻辑设备)，使每个用户进程都觉得自己在独占一台打印机，从而实现了对打印机的共享。【知识模块】 输入输出管理
