个人-计算机操作系统第六章.docx

操作系统中的输入输出（I/O）系统是连接计算机硬件与软件的重要组成部分，负责数据在CPU、内存和外部设备间高效地传输。本章主要探讨了I/O系统的基本概念、缓冲技术、设备管理和I/O操作方式。 1. 引入缓冲的主要目的是解决CPU与I/O设备速度不匹配的问题，通过缓存数据，可以改善处理速度差异，提高CPU利用率和I/O设备的效率。缓冲技术在实际应用中可以减少等待时间，提高系统整体性能。 2. 当CPU输出数据速度远超打印机打印速度时，采用缓冲技术可以解决这种矛盾。缓冲技术使得数据能在CPU与打印机之间有序流动，避免了CPU因等待慢速设备而空闲。 3. 在设备管理中，DCT（设备控制表）、COCT（控制器控制表）和CHCT（通道控制表）是重要的数据结构，用于设备分配和管理。JCB（作业控制块）则是作业管理中的数据结构，不属于设备管理范畴。 4. 设备的绝对号是系统中用于唯一识别硬件设备的编号，它区分硬件并用于硬件识别。相对号、类型号和符号名则更多地与用户交互相关，用户通常通过设备类型而不是绝对号来使用设备。 5. DMA（直接内存访问）方式允许高速外设直接与内存交换数据，减少了CPU的参与，但仍然需要利用系统总线。在这种方式下，数据传输是在CPU监控下进行的，但不直接由CPU控制。 6. 按照信息交换单位分类，设备可以分为块设备和字符设备。块设备处理固定大小的数据块，如硬盘；字符设备则处理连续的字符流，如键盘和打印机。 7. 通道是一种I/O专用处理器，它可以独立于CPU执行I/O操作，提高了系统并行处理能力。 8. 单缓冲区传输中，处理数据的时间计算为最大传输时间加上数据处理时间，即磁盘到缓冲区的80μs和CPU处理的30μs，再加上缓冲区到用户区的40μs，总计150μs。 9. 如果I/O时间远小于CPU处理时间，缓冲区的作用会变得更为有效，因为它能减少CPU的等待时间。 10. 访问磁盘的时间通常不包括CPU调度时间，因为这是CPU内部的调度过程，不涉及磁盘操作。 11. 输入/输出操作指的是CPU与外围设备之间进行的信息传送，例如数据的读取或写入。 历年真题： 1. 在单处理机系统中，可以并行执行的是处理机与设备、处理机与通道以及设备与设备，即II、III和IV。 2. 程序员通过系统调用打开I/O设备时，通常使用设备的逻辑名或设备号来标识设备，这通常与设备驱动程序相关联。 这些知识点涵盖了操作系统中I/O系统的基础，包括缓冲策略、设备管理、I/O操作方式和并行性等核心概念。理解和掌握这些内容对于操作系统的学习至关重要。