习题8按传输单位划分，设备可分为几类？答：可分为两类，字符和块单位。你认为打印机在系统分配给P1进程使用完后，又由系统分配给P2进程使用，P1和P2都在系统的管理下使用，则P1和P2是否属于共享了打印机？答：也属于一种共享，但应当注意，打印机不是共享设备，因而不属于同时共享。打印机磁盘磁带独占设备√√共享设备√可寻址√√顺序设备√√随机设备√表1为什么要对设备进行分类？答：对设备分类的目的在于简化设备管理程序。由于设备管理程序是和硬件打交道的，因此，不同的设备硬件对应于不同的管理程序。请在表1对应的位置打“√”以确定所对应的特性你认为为什么在多道环境下，用户不能直接执行启动（使用）外设指令，为什么？答：因为是多用户环境下，用户直接执行启动外设会因设备无统一管理而导致用户之间相互发生冲突。设备控制器的作用是什么，DMA与通道有何不同？答：设备控制器是CPU与I/O设备之间的接口，它有两个方向的接口，一个是接收来自主机发送的命令和数据的系统接口，用于控制设备通过总线与主机之间的数据交换；另一个是与设备驱动电路之间的接口，用于根据主机发来的命令控制设备进行I/O操作。（1）一个DMA控制器只能挂接少量的同类设备，这远远不能满足大型计算机系统的需要。通常，大型计算机需要连接大量的高速和低速外部设备。（2）DMA可以实现一个数据块的连续传输，但一次只能一块（组），且也是地址连续的。如果多个数据块传输，就需要多次的启动DMA，因而也产生了多次的中断处理。而通道不仅有自己的指令系统，而且一次可以实现多个离散数据块的传输。不仅如此，通道还可以通过指令实现对设备的控制，如磁带的反绕操作等。因此，通道可以实现较为复杂的I/O控制。有了中断控制方式，为何还需要DMA和通道控制输入输出？答：因为对于块设备和大量的数据传输，仅仅是中断方式效率很低，而且仅适合低、中速设备；对于块设备的高速数据传输，中断多次的中断传输行为不仅可能丢失数据，而且效率太低。在下面的三种通道类型中，你认为哪种类型能支持通道程序的并发执行？字节所路通道；（2）数组多路通道；（3）数组选择通道；答：（1）和（2）。在由通道控制输入输出方式中，是设备还是通道中断CPU“通知”此次I/O完成？答：由通道中断CPU“通知”此次I/O完成。设备管理的目标是什么？答：1）设备独立性；操作系统主动为用户提供一个友好、通用、一致并且规范的使用接口，作到用户应用程序与实际物理设备无关，由系统考虑如何分配设备。2）提高系统整体效率；需要采用一些必要的方法来加快I/O操作的速度，以提高设备和CPU的效率。管理设备主要的数据结构是哪些？答：系统设备表、设备控制表、控制器控制表、通道控制表等。I/O管理功能主要有哪些？答：1）记录设备信息；记录系统内各个设备（包括控制器、通道等）的信息，包括设备类型、当前状态等信息，以便在用户请求I/O时，作为分配的依据。2）设备分配与再分配；按照设备的类型（独占、共享、虚拟），以及系统确定的分配算法，在进程请求I/O时，决定将一台设备分配给该进程。所谓再分配，就是在进程完成所请求的I/O传输后，收回该设备（修改相应信息，包括状态）作为可再分配设备。完成该功能的程序称为设备分配程序。3）实施I/O操作；完成这个功能的程序为设备驱动程序。在有通道的系统中，是由通道程序完成的。4）缓冲管理；缓冲在这里主要是指由于速度不匹配引起的等待，或过多的系统开销。对这些缓冲区同样存在分配与再分配管理。试说明下列术语的对应关系：（1）I/O设备；（2）I/O驱动程序；（3）I/O进程；答：一般来说，一个I/O驱动程序可以对应多个同类设备；一个I/O设备与一个进程对应。共享设备的分配与独占设备的分配有何不同的考虑？答：1）独占设备分配；就是将独占设备一次性分配给某个进程进行I/O数据传输，直至I/O完成。在进程占用期间，即使设备空闲也不能分配给其它进程，这种设备的分配和活动形式就是：申请，使用，使用，┅┅，使用，释放（再分配）。2）共享设备分配；就是指在一段时间内同时可为多个进程所占用的设备，如磁盘、磁鼓等高速、大容量外设。这种外设的使用方式类似与单处理机中的CPU，在一段时间内可为多个进程并发执行的情况一样，但某一时刻仅为一个进程所执行。对于用户使用共享设备的活动就为：使用，使用，┅，使用用一句话解释什么是虚拟设备？答：利用共享设备模拟独占设备的技术。请给出假脱机系统关于进程请求一次I/O输出过程的简要描述。答：以一次输出为例：1）当用户进程需要将中间结果输出时，系统立刻启动输出进程将其输出到输出井中，此时假定已将用户要求的输出完成。2）当相应外设空闲时，系统