北京理工大学-操作系统原理 第6章作业

1. 对于输入设备（如鼠标）和输出设备（如打印机），轮询是其更好的选择。请说明原因。
   因为鼠标、打印机等数据传输单位为字节，轮询适合此类设备。并且轮询时CPU与设备串行，可以减小传递错误数据的概率。
2. 下列工作各是在4层I/O软件的哪一层上实现的？
   (1) 对于读磁盘，计算磁道、磁头和扇区。
   设备驱动程序
   (2) 维持最近所用块而设的高速缓冲。
   独立于设备的软件
   (3) 向设备寄存器写命令。
   设备驱动程序
   (4) 查看是否允许用户使用设备。
   独立于设备的软件
   (5) 为了打印，把二进制整数转换成ASCII。
   用户空间的I/O软件
3. 磁盘文件包含固定大小为32B的记录。物理I/O以存储在操作系统缓冲区中的512B大小的块为单位。如果进程顺序读文件记录，那么，多大比例的读请求会导致I/O操作？
   大于512/32=16个的读请求必定导致I/O操作。
4. 假设移动头磁盘有200个磁道（0～199号）。目前正在处理143号磁道上的请求，而刚刚处理结束的请求是125号，若有磁道访问请求序列为86，147，91，177，94，150，102，175，130，请给出使用下列各种磁盘调度算法时的磁道访问序列。
   (1)FCFS；(2)SSTF；(3)SCAN；(4) C-SCAN。
   （1） FCFS：86，147，91，177，94，150，102，175，130
   （2） SSTF：130，147, 150, 175, 177, 102, 94, 91, 86
   （3） SCAN：130,150,175,177，199，102,94,91,86
   （4） C-SCAN：130,150,175,177，199，0,86，91，94
5. 假设计算机系统采用CSCAN（循环扫描）磁盘调度策略，使用2KB的内存空间记录16384个磁盘块的空闲状态。
   (1) 请说明在上述条件下如何进行磁盘块空闲状态的管理。
   因为盘块数量大，不适合采用空闲表和空闲链表法进行管理，所以采用位示图进行管理。
   每一个盘块用一位来记录，则需要 16384 b，也就是 16384 / 8 = 2048B = 2KB，刚好可以用题目给出的 2KB 内存空间来记录。

(2) 设某单面磁盘旋转速度为6000r/min，每个磁道有100个扇区，相邻磁道间的平均移动时间为1ms。若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动，磁道号请求队列为50,90,30,120，对请求队列中的每个磁道读取1个随机分布的扇区，则读完这4个扇区点共需要多少时间？要求给出计算过程。
T = 寻道时间 + 旋转时间 + 查询时间；
寻道顺序：120， 30， 50， 90
寻道个数 = 20 + 90 + 20 + 40 = 170
寻道时间 = 170ms；
旋转时间 = 4/2*6000 = 20ms
读取一转需要10ms，共100个扇区，故读取四个扇区需要0.4ms
故T = 190.4ms
(3) 如果将磁盘替换为随机访问的Flash半导体存储器（如U盘、SSD等），是否有比CSCAN更高效的磁盘调度策略？若有，给出磁盘调度策略的名称并说明理由；若无，说明理由。
采用FCFS（先来先服务）策略更为高效，因为FLASH半导体存储器的物理结构不需要考虑寻道时间和旋转延迟，可直接按I/O请求的先后顺序服务。

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来源： https://blog.csdn.net/burse_liu/article/details/122695679