操作系统简答题

一、主机和外设之间信息传输方式：、
程序方式：单道方式
由用户进程直接来控制内存和外设之间的数据传送，其优点是控制简单，也不要多少硬件支持，缺点是CPU和外设只能串行工作，设备间也只能串行工作，无法发现和处理由于设备或其他硬件所产生的错误。
中断方式：第一次支持多道程序，做到了并行
是通过像CPU发送中断的方式控制外设和CPU之间的数据传送，优点是：大大提高了CPU的利用率并且能支持多道程序和设备的并行操作，缺点是：由于数据缓冲寄存器较小，如果多次中断，仍然占用大量的CPU时间，在外设较多时，由于中断次数急剧增加，可能造成CPU无法响应中断而出现中断丢失的现象。
DMA方式：
是在外设和内存之间开辟直接的数据交换通路进行数据传送。优点：除了开始传送时需要CPU启动指令，在整个数据传送结束时需要发送中断通知CPU进行中断处理之外，不需要CPU干涉。缺点是：在外设有多个DMA控制器同时使用。会引发内存地址的冲突并使得控制过程进一步复杂化。
通道方式：是使用通道来控制内存和外设之间数据传送的方式，通道是一个独立于CPU的专门管理外设控制的I/O处理机，有自己的通道指令，这些指令由CPU启动，并在操作结束时发中断信号，这种方式的优点是减轻了CPU的工作负担，增强了计算机系统的并行工作程度，缺点是增加了额外的硬件，造价昂贵。
二、设么是中断？给中断处理的一般过程？
中断是指计算机在执行期间，系统内部外外设发生了某一个急需处理的事件，使得CPU暂停当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序，待处理完毕后返回断点处继续执行被中断的进程
中断处理的一般过程：
1、保存现场
有硬件自动把处理机状态字PSW和程序计数器PC中的内容保存到中断保护堆栈中
2、转中断处理程序，从相应的中断向量中获得中断处理程序入口地址并装入程序计数器中，从而使CPU转而向相应的中断处理程序
3、中断返回中断处理完成后，通知中断返回指令，把保存在堆栈中被中断进程的现场信息取出来装到相应的寄存器中使得CPU返回原先断点处继续执行。
三、为什么要引入设备独立性：？如何实现它？
答：引入设备独立性，科可使的应用程序独立于具体的物理设备，此时，用户用逻辑设备名称来申请使用某类设备。
为了实现设备的独立性，在应用程序中应使用逻辑设备名来请求和使用设备，系统中必须设置一张逻辑设备表，用来进行逻辑设备到物理设备的映射，其中每个表目包含了逻辑设备名，物理设备名和设备驱动程序入口地址三项，通过逻辑设备来管理设备

的分配和使用。
四、什么是驱动程序？为什么要有驱动程序？用户进程怎样使用驱动程序？
答：驱动程序驱动外部设备和相应的DMA控制器或I/O控制器等器件，使之可以直接和内存进行I/O操作的子程序的集合。他们负责设置相应设备的寄存器的值，启动设备进行操作，指定操作的类型和数据流向等。设备驱动程序屏蔽了直接对硬件操作的细节，给编者提供操作设备的接口。用户进程通过调用设备驱动程序提够的接口来使用设备驱动程序。
五、设备驱动程序的处理过程是怎样的？
1、驱动程序是I/O进程与设备控制器之间的通信程序，关物理设备的具体细节，并给用户一个一致的接口，因此，用户进程或上层软件发出的请求只能是一些抽象的命令，驱动程序必须将这些命令设备控制器的要求的格式转换成具体的命令，如将READ命令中的盘块号按地址寄存器的格式转成盘面，磁道，扇区号等。
2、检查I/O请求的合法性
3、读出并检查设备的状态
4、传送必要的参数
5、启动设备，进行数据传送。
六、SPOOLING系统有哪几部分组成？请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。
答：SPOOLING系统由磁盘上的输入井和输出井，内存中的输入输出缓冲区以及输入输出进程构成。
再用SPOOLING技术共享打印机时，对所有提出请求的用户进程，系统接受他们的请求时，并不真正八大应急分配给它们，而是给他们两件事：1、由输出进程在输出井中为他申请一个空闲缓冲区，并将要答应的数据送入其中。2、输出进程给用户进程申请一张空白的打印请求表，把用户的打印请求填入表里，再将该表挂到打印队列上。至此用户进程觉得它的打印进程已经完成，而不必等待满速的打印过程完成，当打印机空闲时，输出进程从打印表中取出一个打印请求表，将打印数据传进进程的输出井的内存缓冲区，再有打印机输出打印依次处理打印表中的缓冲数据，直到为空，系统将每个打印请求进程在输出井中分配一个存储区是的每个用户进程在逻辑上独占一个打印及，从而实现打印机共享。
七、I/O软件的四个层次结构？各层的功能？
（1）用户进程层执行输入输出系统调用，对I/O数据进行格式化，为假脱机输入输出做准备
（2）独立与设备的软件实现设备的命名，设备的保护，成块处理，缓冲技术和设备分配
（3）设备驱动程序设置设备寄存器，检查设备的执行状态。
（4）中断处理程序，负责I\O完成时，唤醒设备驱动程序进程进行中断处理。
八、DMA和通道方式有何不同？
DMA方式中，数据传送是在DMA控制器的控制下实现设备和内存之间

的数据转换，这种传输适应于块设备，通道方式与之类似，也是以内存为中心实现设备内存间的数据交换的，通道方式数据传输是在通道控制下完成的，CPI只要发出指令，指出通道相应的操作和I/O设备即可，与DMA相比较，通道方式所需的CPU干预较少，系统并行度更高，效率更高。
九、磁盘调度算法，设有200个煮面，编号为0-199，当前位置在143号位置上，并刚刚完成了125柱面的请求，若存在序列86.147.91.177.94.150.102.175.130.问：为了完成下列算法存取臂移动总量是多少，并写出顺序，
（1）先来先服务算法（2）最短寻道算法（3）电梯算法
1、86.147.91.177.94.150.102.175.130 共移动565
2、147
3、
十、设磁盘在八号柱面，请给出最省事的相应次序，6→2→4→1→3→5。