操作系统精髓与设计原理-第11章_IO管理和磁盘调度,第12章_文件管理
操作系统精髓与设计原理
操作系统精髓与设计原理在我们日常使用电脑、手机等电子设备时，操作系统是那个默默工作但又至关重要的幕后英雄。
它管理着设备的硬件资源，为我们运行的各种应用程序提供了一个稳定、高效的环境。
那么，操作系统的精髓究竟是什么？它的设计原理又包含哪些关键要素呢？要理解操作系统的精髓，首先得明白它的核心任务——资源管理。
操作系统就像是一个大管家，负责合理地分配和调度计算机的各种资源，包括处理器、内存、存储设备、输入输出设备等等。
想象一下，如果没有操作系统来协调这些资源，各个程序就会像一群没有指挥的士兵，争抢有限的资源，导致整个系统陷入混乱。
以处理器资源为例，操作系统通过进程调度算法，决定哪个程序在什么时候获得处理器的使用权。
这样可以确保每个程序都能得到公平的机会运行，同时避免某个程序长时间独占处理器而导致其他程序无法响应。
常见的进程调度算法有先来先服务、短作业优先、时间片轮转等。
这些算法根据不同的需求和场景，权衡了公平性、响应时间和系统效率等因素。
内存管理也是操作系统的重要职责之一。
它要确保程序能够安全、高效地使用内存。
操作系统通过虚拟内存技术，让程序以为自己拥有了大片连续的内存空间，实际上是在物理内存和磁盘之间进行灵活的页面交换。
这样，即使物理内存有限，也能运行大型的程序。
同时，操作系统还负责内存的分配和回收，避免内存泄漏和碎片问题。
除了资源管理，操作系统还提供了一个抽象的接口，让用户和应用程序能够更方便地与硬件进行交互。
比如，我们不需要了解磁盘的具体读写机制，只需要通过操作系统提供的文件系统来进行文件的创建、读取和删除操作。
这种抽象化大大降低了使用计算机的难度，提高了开发效率。
在操作系统的设计原理中，并发和并行是两个关键概念。
并发是指多个程序在同一时间段内交替执行，而并行则是指多个程序在同一时刻同时执行。
操作系统通过进程和线程机制来实现并发和并行。
进程是程序的一次执行过程，而线程是进程中的执行单元。
通过合理地创建和管理进程和线程，操作系统能够充分利用多核处理器的优势，提高系统的性能。
《操作系统精髓与设计原理·第五版》习题答案
第1章计算机系统概述1.1、图1.3中的理想机器还有两条I/O指令：0011 = 从I/O中载入AC0111 = 把AC保存到I/O中在这种情况下，12位地址标识一个特殊的外部设备。
请给出以下程序的执行过程（按照图1.4的格式）：1.从设备5中载入AC。
2.加上存储器单元940的内容。
3.把AC保存到设备6中。
假设从设备5中取到的下一个值为3940单元中的值为2。
答案：存储器（16进制内容）：300：3005；301：5940；302：7006步骤1：3005－>IR；步骤2：3－>AC步骤3：5940－>IR；步骤4：3＋2＝5－>AC步骤5：7006－>IR：步骤6：AC－>设备61.2、本章中用6步来描述图1.4中的程序执行情况，请使用MAR和MBR扩充这个描述。
答案：1. a. PC中包含第一条指令的地址300，该指令的内容被送入MAR中。
b. 地址为300的指令的内容（值为十六进制数1940）被送入MBR，并且PC增1。
这两个步骤是并行完成的。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
2. a. 指令寄存器IR中的地址部分（940）被送入MAR中。
b. 地址940中的值被送入MBR中。
c. MBR中的值被送入AC中。
3. a. PC中的值（301）被送入MAR中。
b. 地址为301的指令的内容（值为十六进制数5941）被送入MBR，并且PC增1。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
4. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。
b. 地址941中的值被送入MBR中。
c. AC中以前的内容和地址为941的存储单元中的内容相加，结果保存到AC中。
5. a. PC中的值（302）被送入MAR中。
b. 地址为302的指令的内容（值为十六进制数2941）被送入MBR，并且PC增1。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
6. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。
《操作系统精髓与设计原理·第八版》中文版
操作系统精髓与设计原理·第八版中文版导言《操作系统精髓与设计原理·第八版》是一本经典的操作系统教材，详细介绍了操作系统的核心概念、基础算法和设计原理。
本文将对这本书进行简要的介绍，并概述其中涵盖的一些重要主题。
操作系统的重要性操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理计算机的硬件和软件资源，为用户和应用程序提供接口和服务。
操作系统的设计和实现对于计算机系统的性能、可靠性和安全性都具有重要影响。
书籍概览《操作系统精髓与设计原理·第八版》由Abraham Silberschatz、Peter B. Galvin和Greg Gagne合著。
本书分为六个部分，共计十五章。
第一部分：引论第一部分主要介绍操作系统的基本概念和演化历史。
内容包括操作系统的定义和功能、计算机系统结构、进程和线程、CPU调度等。
第二部分：进程管理第二部分着重介绍进程管理的相关概念和技术，包括进程状态、进程调度、死锁等内容。
此外，还介绍了多线程编程和并发控制的原理。
第三部分：存储管理第三部分讲解了内存管理的相关知识，包括虚拟内存、页面置换算法、分段和分页等。
此外，还介绍了文件系统的设计原理和实现。
第四部分：设备管理第四部分详细介绍了设备管理的概念和技术，包括IO系统、磁盘调度算法和文件系统等内容。
此外，还介绍了RAID技术和磁盘存储管理。
第五部分：文件系统第五部分主要是对文件系统的深入介绍和讨论，包括文件系统的组织结构、文件描述符、文件访问控制等内容。
此外，还介绍了分布式文件系统和虚拟文件系统。
第六部分：安全和保护第六部分探讨了操作系统的安全和保护机制，包括安全性概念、加密技术、防御和攻击等内容。
此外，还介绍了操作系统的审计和审计安全等相关主题。
关键主题概述进程管理进程管理是操作系统的核心功能之一。
本书介绍了进程的状态和转换、进程调度算法、进程同步与通信、死锁以及多线程编程。
深入理解进程管理的原理和技术，可以帮助开发者编写高效、可靠的并发程序。
操作系统精髓与设计原理-第11章-IO管理和磁盘调度-第12章-文件管理
第十一章 I/O管理和磁盘调度复习题11.1列出并简单定义执行I/O的三种技术。
·可编程I/O：处理器代表进程给I/O模块发送给一个I/O命令，该进程进入忙等待，等待操作的完成，然后才可以继续执行。
·中断驱动I/O：处理器代表进程向I/O模块发送一个I/O命令，然后继续执行后续指令，当I/O模块完成工作后，处理器被该模块中断。
如果该进程不需要等待I/O完成，则后续指令可以仍是该进程中的指令，否则，该进程在这个中断上被挂起，处理器执行其他工作。
·直接存储器访问（DMA）：一个DMA模块控制主存和I/O模块之间的数据交换。
为传送一块数据，处理器给DMA模块发送请求，只有当整个数据块传送完成后，处理器才被中断。
11.2逻辑I/O和设备I/O有什么区别？·逻辑I/O：逻辑I/O模块把设备当作一个逻辑资源来处理，它并不关心实际控制设备的细节。
逻辑I/O模块代表用户进程管理的一般I/O功能，允许它们根据设备标识符以及诸如打开、关闭、读、写之类的简单命令与设备打交道。
·设备I/O：请求的操作和数据（缓冲的数据、记录等）被转换成适当的I/O指令序列、通道命令和控制器命令。
可以使用缓冲技术，以提高使用率。
11.3面向块的设备和面向流的设备有什么区别？请举例说明。
面向块的设备将信息保存在块中，块的大小通常是固定的，传输过程中一次传送一块。
通常可以通过块号访问数据。
磁盘和磁带都是面向块的设备。
面向流的设备以字节流的方式输入输出数据，其末使用块结构。
终端、打印机通信端口、鼠标和其他指示设备以及大多数非辅存的其他设备，都属于面向流的设备。
11.4为什么希望用双缓冲区而不是单缓冲区来提高I/O的性能？双缓冲允许两个操作并行处理，而不是依次处理。
典型的，在一个进程往一个缓冲区中传送数据（从这个缓冲区中取数据）的同时，操作系统正在清空（或者填充）另一个缓冲区。
11.5在磁盘读或写时有哪些延迟因素？寻道时间，旋转延迟，传送时间11.6简单定义图11.7中描述的磁盘调度策略。
操作系统_精髓与设计原理(第五版)答案.William Stallings
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NOTICE
This manual contains solutions to all of the review questions and homework problems in Operating Systems, Fifth Edition . If you spot an error in a solution or in the wording of a problem, I would greatly appreciate it if you would forward the information via email to me at ws@. An errata sheet for this manual, if needed, is available at ftp:///members/w/s/ws/S/ W.S.
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CHAPTER 1 COMPUTER SYSTEM OVERVIEW A NSWERS
TO
Q UESTIONS
1.1 A main memory, which stores both data and instructions: an arithmetic and logic unit (ALU) capable of operating on binary data; a control unit, which interprets the instructions in memory and causes them to be executed; and input and output (I/O) equipment operated by the control unit. 1.2 User-visible registers: Enable the machine- or assembly-language programmer to minimize main memory references by optimizing register use. For high-level languages, an optimizing compiler will attempt to make intelligent choices of which variables to assign to registers and which to main memory locations. Some highlevel languages, such as C, allow the programmer to suggest to the compiler which variables should be held in registers. Control and status registers: Used by the processor to control the operation of the processor and by privileged, operating system routines to control the execution of programs. 1.3 These actions fall into four categories: Processor-memory: Data may be transferred from processor to memory or from memory to processor. Processor-I/O: Data may be transferred to or from a peripheral device by transferring between the processor and an I/O module. Data processing: The processor may perform some arithmetic or logic operation on data. Control: An instruction may specify that the sequence of execution be altered. 1.4 An interrupt is a mechanism by which other modules (I/O, memory) may interrupt the normal sequencing of the processor. 1.5 Two approaches can be taken to dealing with multiple interrupts. The first is to disable interrupts while an interrupt is being processed. A second approach is to define priorities for interrupts and to allow an interrupt of higher priority to cause a lower-priority interrupt handler to be interrupted. 1.6 The three key characteristics of memory are cost, capacity, and access time. 1.7 Cache memory is a memory that is smaller and faster than main memory and that is interposed between the processor and main memory. The cache acts as a buffer for recently used memory locations. 1.8 Programmed I/O: The processor issues an I/O command, on behalf of a process, to an I/O module; that process then busy-waits for the operation to be completed before proceeding. Interrupt-driven I/O: The processor issues an I/O command on behalf of a process, continues to execute subsequent instructions, and is interrupted by the I/O module when the latter has completed its work. The subsequent instructions may be in the same process, if it is not necessary for that process to wait for the completion of the I/O. Otherwise, the process is suspended pending the interrupt and other work is performed. Direct memory access (DMA): A DMA -5-
《操作系统精髓与设计原理·第五版》习题答案
第1章计算机系统概述1.1、图1.3中的理想机器还有两条I/O指令：0011 = 从I/O中载入AC0111 = 把AC保存到I/O中在这种情况下，12位地址标识一个特殊的外部设备。
请给出以下程序的执行过程（按照图1.4的格式）：1.从设备5中载入AC。
2.加上存储器单元940的内容。
3.把AC保存到设备6中。
假设从设备5中取到的下一个值为3940单元中的值为2。
答案：存储器（16进制内容）：300：3005；301：5940；302：7006步骤1：3005－>IR；步骤2：3－>AC步骤3：5940－>IR；步骤4：3＋2＝5－>AC步骤5：7006－>IR：步骤6：AC－>设备61.2、本章中用6步来描述图1.4中的程序执行情况，请使用MAR和MBR扩充这个描述。
答案：1. a. PC中包含第一条指令的地址300，该指令的内容被送入MAR中。
b. 地址为300的指令的内容（值为十六进制数1940）被送入MBR，并且PC增1。
这两个步骤是并行完成的。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
2. a. 指令寄存器IR中的地址部分（940）被送入MAR中。
b. 地址940中的值被送入MBR中。
c. MBR中的值被送入AC中。
3. a. PC中的值（301）被送入MAR中。
b. 地址为301的指令的内容（值为十六进制数5941）被送入MBR，并且PC增1。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
4. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。
b. 地址941中的值被送入MBR中。
c. AC中以前的内容和地址为941的存储单元中的内容相加，结果保存到AC中。
5. a. PC中的值（302）被送入MAR中。
b. 地址为302的指令的内容（值为十六进制数2941）被送入MBR，并且PC增1。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
6. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。
操作系统-精髓与设计原理复习提纲
操作系统原理课程总结第一部分背景1、操作系统的主要系统目标。
2、多道程序设计、批处理、分时操作系统、实时操作系统，对称多处理系统3、多道程序操作系统与提高CPU的利用率。
4、中断技术、同步I/O、异步I/O，系统调用、陷井(异常)、中断向量、DMA、缓冲。
5、操作系统的安全性，现代的CPU提供的两种操作模式。
6、分层结构实现操作系统与微内核结构的操作系统。
第二部分进程1、进程定义、进程状态、进程的组成、进程控制块、调度器、进程切换2、线程的组成、线程的状态、多线程技术、用户级线程与内核级线程。
3、并发的原理、临界区、race condition(竞争条件) 。
4、临界区互斥、互斥的实现方法、忙等方式、阻塞等待方式5、信号量、信号量的semWait(P)/semSignal(V)操作、如何使用信号量解决进程间的互斥与同步问题，生产者/消费者问题、读者/写者问题6、消息传递机制、管程、基于消息传递的互斥与同步7、死锁的四个必要条件、资源分配图与死锁判定、死锁的预防_避免_检测、安全状态、银行家算法。
第三部分内存1、逻辑地址、物理地址、绝对地址、相对地址、MMU、地址映射（转换）、Dynamics loading动态加载、Relocatable(可重定位代码)、overlay(覆盖)、Swapping(交换)、Fragmentation(碎片)、page(分页)、Frame(页框、页桢)、页表、TLB、Inverted Page Table、Segmentation(分段)、段页式结构、保护与共享。
2、虚拟存储器、局部性、page-fault trap(缺页中断) 、全局置换、局部置换、Thrashing、工作集、驻留集。
3、替换策略、OPT、LRU、FIFO、CLOCK替换算法。
第四部分调度1、长程、中程、短程(CPU)调度、Dispatcher(分派器)、Throughput(吞吐量)、Turnaround time(周转时间)、Response time(响应时间)。
计算机操作系统第四版教案
(2) CPU等待人工操作。当用户进行装带(卡)、卸带(卡) 等人工操作时，CPU及内存等资源是空闲的。
整理课件 13
第一章 操作系统引论
2. 脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式 为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛 盾，20世纪50年代末出现了脱机I/O技术。该技术是事先将 装有用户程序和数据的纸带装入纸带输入机，在一台外围机 的控制下，把纸带(卡片)上的数据(程序)输入到磁带上。当 CPU需要这些程序和数据时，再从磁带上高速地调入内存。
整理课件 9
第一章 操作系统引论
图1-2 I/O软件隐藏了I/O操作实现的细节
整理课件 10
第一章 操作系统引论
1.1.3 推动操作系统发展的主要动力 1．不断提高计算机资源利用率 2. 方便用户 3. 器件的不断更新换代 4. 计算机体系结构的不断发展 5. 不断提出新的应用需求
整理课件 11
整理课件
2
第一章 操作系统引论
第一章 操作系统引论
1.1 操作系统的目标和作用 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的基本特性 1.4 操作系统的主要功能 1.5 OS结构设计 习题
整理课件 3
第一章 操作系统引论
1.1 操作系统的目标和作用
操作系统的目标与应用环境有关。例如在查询系统中所 用的OS，希望能提供良好的人—机交互性；对于应用于工 业控制、武器控制以及多媒体环境下的OS，要求其具有实 时性；而对于微机上配置的OS，则更看重的是其使用的方 便性。
(1) 人—机交互。 (2) 共享主机。
整理课件 26
第一Байду номын сангаас 操作系统引论
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第十一章 I/O管理和磁盘调度复习题11.1列出并简单定义执行I/O的三种技术。
·可编程I/O：处理器代表进程给I/O模块发送给一个I/O命令，该进程进入忙等待，等待操作的完成，然后才可以继续执行。
·中断驱动I/O：处理器代表进程向I/O模块发送一个I/O命令，然后继续执行后续指令，当I/O模块完成工作后，处理器被该模块中断。
如果该进程不需要等待I/O完成，则后续指令可以仍是该进程中的指令，否则，该进程在这个中断上被挂起，处理器执行其他工作。
·直接存储器访问（DMA）：一个DMA模块控制主存和I/O模块之间的数据交换。
为传送一块数据，处理器给DMA模块发送请求，只有当整个数据块传送完成后，处理器才被中断。
11.2逻辑I/O和设备I/O有什么区别？·逻辑I/O：逻辑I/O模块把设备当作一个逻辑资源来处理，它并不关心实际控制设备的细节。
逻辑I/O模块代表用户进程管理的一般I/O功能，允许它们根据设备标识符以及诸如打开、关闭、读、写之类的简单命令与设备打交道。
·设备I/O：请求的操作和数据（缓冲的数据、记录等）被转换成适当的I/O指令序列、通道命令和控制器命令。
可以使用缓冲技术，以提高使用率。
11.3面向块的设备和面向流的设备有什么区别？请举例说明。
面向块的设备将信息保存在块中，块的大小通常是固定的，传输过程中一次传送一块。
通常可以通过块号访问数据。
磁盘和磁带都是面向块的设备。
面向流的设备以字节流的方式输入输出数据，其末使用块结构。
终端、打印机通信端口、鼠标和其他指示设备以及大多数非辅存的其他设备，都属于面向流的设备。
11.4为什么希望用双缓冲区而不是单缓冲区来提高I/O的性能？双缓冲允许两个操作并行处理，而不是依次处理。
典型的，在一个进程往一个缓冲区中传送数据（从这个缓冲区中取数据）的同时，操作系统正在清空（或者填充）另一个缓冲区。
11.5在磁盘读或写时有哪些延迟因素？寻道时间，旋转延迟，传送时间11.6简单定义图11.7中描述的磁盘调度策略。
FIFO:按照先来先服务的顺序处理队列中的项目。
SSTF:选择使磁头臂从当前位置开始移动最少的磁盘I/O请求。
SCAN:磁头臂仅仅沿一个方向移动，并在途中满足所有未完成的请求，直到它到达这个方向上最后一个磁道，或者在这个方向上没有其他请求为止。
接着反转服务方向，沿相反方向扫描，同样按顺序完成所有请求。
C-SCAN:类似于SCAN，11.7简单定义图7层RAID。
0：非冗余1：被镜像；每个磁盘都有一个包含相同数据的镜像磁盘。
2：通过汉明码实现冗余；对每个数据磁盘中的相应都计算一个错误校正码，并且这个码位保存在多个奇偶校验磁盘中相应的文件。
3：交错位奇偶校验；类似于第二层，不同之处在于RAID3为所有数据磁盘中同一位置的位的集合计算一个简单的奇偶校验位，而不是错误校正码。
4：交错块分布奇偶校验；对每个数据磁盘中相应的条带计算一个逐位奇偶。
5：交错块分布奇偶校验；类似于第四层，但把奇偶校验条带分布在所有磁盘中。
6：交错块双重分布奇偶校验；两种不同的奇偶校验计算保存在不同磁盘的不同块中。
11.8典型的磁盘扇区大小是多少？512比特习题11.1考虑一个程序访问一个I/O设备，并比较无缓冲的I/O和使用缓冲区的I/O。
说明使用缓冲区最多可以减少2倍的运行时间。
如果计算的时间正好等于它的I/O时间（它是最佳环境），操作者和外围设备同时运行。
如果单独运行，只要花费他们的一半时间，设C是整个程序的计算时间，T为所要求总的I/O时间，因而寄存器最好的运行时间是max(C,T)，不需要寄存器的运行时间是C+T，显然（(C+T)/2）≤max(C,T)≤(C+T).11.2把习题11.1的结论推广到访问n个设备的程序中。
最佳比是（n+1）﹕n11.3使用与表11.2类似的方式，分析下列磁道请求：27，129，110，186，147，41，10，64，120。
假设磁头最初定位在磁道100处，并且沿着磁道号减11.4机地均匀分布在磁盘上。
现在要计算一次寻道平均跨越的磁道数。
a.首先，计算当磁头当前位于磁道t时，寻道长度为j的可能性。
提示：这是一个关于确定所有组合数目的问题，所有磁道位置作为寻道目标的可能性是相等的。
b.接下来计算寻道长度为K的可能性。
提示：这包括所有移动了K个磁道的可能性之和。
c.使用下面计算期望值得公式，计算一次寻道平均跨越的磁道数目：N-1E[X]=∑i∑Pr[x=i]i=0d．说明档N比较大时，一次寻道平均跨越的磁道数接近N/3.（a）设P[j/t]表示位于磁道t，寻道长度为j的概率，知随机访问一个任何一个磁道的可能性为相等为1/N，因此我们有P[j/t]=1/N,t<=j-1或者t>=N-j;P[j/t]=2/N,j-1<t<N-j.前一种情况下，当前磁道接近于磁盘的两端。
因此只有一个相距j长度的磁道，故为2/N。
（b）令P[k]=∑P[k/t]*P[t]=1/N∑P[k/t],由（a）可知，取值1/N的有2k个磁道，取值为2/N有（N-k）个，所以有P[k]=（2k/N+2(N-k)/N）/N=2(N-k)/N*N(c)E[k]=∑k*P[k]=∑2k(N-k)/N*N=(N*N-1)/3N(d)当N比较大时，从上文可以看出一次寻道平均跨越磁道数接近N/311.5下面的公式适用于高速缓冲存储器和磁盘高速缓存：Ts=Tc+M×Td请把这个公式推广到N级存储器结构，而不是仅仅2级。
定义：Ai=从i级存储器找到信息的时间；Hi=消息在第i级存储器并且没有在更高级存储器的概率；Bi=从第（i+1）级向第i级传送一块数据的时间。
假设缓存在1级存储上，主存在2级存储上，如此下去，形成一个N 级存储结构，因此有Ts=∑AiHi若消息在M1层，可以立即被读，如果在M2中，不在M1中，那么这块数据从M2传到M1中再读。
因此 A2=B1+A1进而有 A3=B2+A2=B1+B2+A1即有 Ai=A1+∑Bj所以 Ts=T1∑Hi+∑∑BjHi因为∑Hi=1最后可得 Ts=T1+∑∑BjHi11.6对基于频率的替换算法（见图11.12），定义F new,F middle和Fold分别为包含新区，中间区和的高速缓存片段，显然F new+F middle+Fold=1.如果有a．Fold=1—F newb. Fold=1/（高速缓存大小）请分别描述该策略。
a．图11.11的中间区是空的，因此这种策略退化为图11.11a的策略。
b．老区由一块组成，并且我们有LRU替换策略。
11.7对于一个有9个磁道的磁带，磁带速度为120英寸每秒，磁带密度为1600线位/英寸，请问它的传送率为多少？密度可表示为1600线位每英寸，因此传送速率为1600×1200=192000线位每秒。
11.8假设有一个2400英寸的磁带盘，记录间的间隙为0.6英寸，这个间隙是磁带在读操作之间的停止；在间隙期间磁带速度成线性增加或减小，磁带的其他与习题11.7相同。
磁带上的数据按物理记录组织，每个物理记录包含固定数目的由用户定义的单元，称为逻辑记录。
a.在磁带上读取分装在10个物理记录中的120个逻辑记录需要多少时间？b．同样。
如果是分装在30个物理记录中，则需要多少时间？c.对于上述每种分块方案，整个磁带分别可以保存多少个逻辑记录？d．对于上述每种分块方案，有效的总传速率分别是多少？e.磁带的容量是多少？假设每个记录由30块组成。
b．我们先定义从一个物理块加间隙到了另一块的读取时间物理块的大小=（30个逻辑记录每物理记录）×（120比特每逻辑记录）=3600字节物理块的长度=3600字节/（1600比特/英寸）=2.35英寸间隙的长度=0.6英寸传输一个块加间隙的传输时间=2.25/120+0.6/60=0.02875秒磁带上块的数目=（2400×12）/（2.25+0.6）=10105物理块因此，读取时间为 10105×0.02875=291秒c.如果分装在30个物理记录中，磁带包含10105个物理记录和30×10105=303150个逻辑记录。
d.分装在30个物理记录中的有效传输数率：R=（303150×120）/291=125010字节/秒e．容量=303150×120=36378000字节11.9如果磁盘中扇区大小固定为每扇区为512字节，并且每磁道96个磁区，每面110个磁道，一共有8个可用的面，对于习题11.8（b），计算存储这些逻辑记录需要多少磁盘空间（扇区、磁道和面）。
忽略文件头记录和磁道索引，并假设记录不能跨越两个扇区。
每个扇区能容纳4个记录，所需扇区数=303150/4=75788所需磁道数=75788/96=790所需面数=790/110=811.10考虑习题11.9所描述的磁盘系统，假设该磁盘的旋转速度为360r/m。
一个处理器使用中断驱动I/O从磁盘中读取一个扇区，每个字节一个中断。
如果处理每个中断需要2.5us，处理器花费在处理I/O上的时间占多少百分比（忽略寻道时间）？每扇区512字节，每字节一个中断，所以每扇区512个中断。
中断总时间=2.5×512=1280us。
每个扇区读取时间=60s/m×360r/m×96扇区/磁道=1736us处理器花费在处理I/O上的时间百分比=100×1280/1736=74％11.11如果使用DMA策略并假设每个扇区一个中断，重做习题11.10。
使用DMA策略，中断总时间=2.5us处理器花费在处理I/O上的时间百分比=100×2.5/1736=0.14％11.12一个32位计算机有两个选择通道和一个多路通道，每个选择通道支持两个磁盘和两个磁带部件。
多路通道有两个行式打印机、两个卡片阅读机，并连接着10个VDT终端。
假设有以下的传送率：磁盘驱动器 800KB/s磁带驱动器 200KB/s行式打印机 6.6KB/s卡片阅读机 1.2KB/sVDT 1KB/s系统中的最大合计传送率为多少？每次只有一个驱动设备能在选择通道上得到服务，因此，最大速率=800+800+2×6.6+2×1.2+10×1=1625.6KB/s11.13当条带大小比I/O大小小时，磁盘条带化显然可以提高数据传送率。
同样，相对于单个的大磁盘，由于RAID 0可以并行处理多个I/O请求，显然它可以提高性能。
但是，相对于后一种情况，磁盘条带化还有必要存在吗？也就是说，相对于没有条带化的磁盘阵列，磁盘条带化可以提高I/O请求速度的性能吗？这取决于I/O请求类型。