解：采用最近最久未使用页面淘汰算法，作业得到2块时
1 2 3 4 2 1 5 6 2 1 2 3 7 6 3 2 1 2 3 6 2 2 4 4 1 1 6 6 1 3 3 6 6 2 2 2 7 7 3 3 1 2 6 3 3 1 1 3 3 2 2 5 5 2 2 当作业得到2块时，缺页次数为18次。
采用最近最久未使用页面淘汰算法，作业得到4块时
1 2 3 4 2 1 5 6 2 1 2 3 7 6 3 2 1 2 3 6 4 4 6 5 5 2 2 1 1 6 7 7 3 3 3 2 2 2 1 1 6 1 3 2 6 3 3 2 2 2 1 1 1 1 当作业得到2块时，缺页次数为10次。
采用先进先出的页面淘汰算法的情况请同学们自己完成。
第四章 设备管理
一、 选择题
1、通道用于实现（ A ）之间信息传输
A．内存与外设 B．cpu与外设 C．外存与外设 D．用户进程与外设 2、一般地，缓冲池位于（ C ）中。
A．设备控制器 B．辅助存储器 C．主存储器 D．寄存器
3、按照设备的（ D ）分类，可将系统中的设备分为字符设备与块设备两种。 A、从属关系 B、分配特性 C、操作方式 D、工作特性 4、磁盘属于一种块设备，磁盘的I/O控制方式采用（ C ）方式。 A、程序I/O方式 B、程序中断 C、DMA方式 D、SPOOLing技术 5、从下面关于设备独立性的论述中选择一条正确的论述。B A、独立性是指I/O设备具有独立执行I/O功能的一种特性
B、设备独立性是指用户程序独立于具体使用的物理设备的一种特性 C、设备独立性是指能独立实现设备共享的一种特性
D、设备独立性是指设备驱动程序独立于具体使用的物理设备的一种特性 6、在CPU启动通道后，由（ A ）执行通道程序。
A、通道 B、CPU C、设备 D、设备控制器
8、在一般大型计算机系统中，主机对外围设备的控制可通过通道、控制器和设备三个层次来实现，从下面的叙述中选出一条正确的叙述。B
A、控制器可控制通道，设备在通道的控制下工作 B、通道控制控制器，设备在控制器的控制下工作 C、通道和控制器分别控制设备
D、控制器控制通道和设备
9、在程序I/O方式中，对于输出设备，准备就绪是指（ A ）。 A、输出缓冲区已空 B、输出缓冲区已有数据 C、输出设备已开始工作 D、输出设备已收到I/O指令 10、为了实现设备分配，应为每个设备设置一张（ A ）。 A、设备控制表 B、控制器控制表 C、系统设备表 D、设备分配表
11、从下列关于驱动程序的论述中选择一条正确的。D
A、驱动程序与I/O设备的特性紧密相关，因此应为每一设备配备一个专门的驱动程序 B、驱动程序与I/O控制方式紧密相关，因此对DMA方式应以字节为单位去启动设备 C、驱动程序与I/O设备的特性紧密相关，因此应全部用汇编语言编写
D、对于一台多用户机，配置了相同的八个终端，此时可只配置一个由多个终端共享的驱动 12、SPOOLing系统提高了（ A ）的利用率。
A、独占设备 B、辅助设备 C、共享设备 D、主存储器 13、通道是一种特殊的（ C ），具有有执行I/O指令的功能。 A、I/O设备 B、设备控制器 C、处理机 D、I/O控制器
14、在I/O设备控制的发展过程中，最主要的推动因素是减少主机对I/O控制的干预，提高I/O速度的设备利用率，这在OS中主要依靠的是（ B ）。
A、设备分配 B、缓冲管理 C、设备管理 D、虚拟设备
15、在操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统的并行操作，为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用（ A ）。
A、缓冲池 B、单缓冲 C、双缓冲 D、循环缓冲 17、从下列关于SPOOLing系统的论述中，选择一条正确的。D A、构成SPOOLing系统的基本条件是具有外围输入机和外围输出机。 B、SPOOLing系统是在用户程序要读取数据时启动输入进程输入数据。 C、SPOOLing是脱机的输入输出。
D、在SPOOLing系统中，用户程序可随时将输出数据送到输出井中，待输出设备空闲时再执行数据输出操作。
18、磁盘高速缓冲设在（ B ）中，其目的是为了提高磁盘I/O的速度。 A、磁盘控制器 B、内存 C、磁盘 D、Cache
19、在对磁盘进行读写操作时，下面给出的参数中，（ C ）是不正确的。 A、柱面号 B、磁头号 C、盘面号 D、扇区号 20、（ A ）是直接存取的存储设备。
A、磁盘 B、磁带 C、打印机 D、显示器 21、下列算法中用于磁盘移臂调度的是（ C ）
A．时间片轮转法 B．LRU算法 C．电梯算法 D．优先级高者优先算法
二、 填空题
1、设备独立性是指（应用程序 ）独立于（具体使用的物理设备 ）。
2、虚拟设备是通过（SPOOLING）技术把（独占 ）设备变成能为若干个用户（ 共享的 ）设备。 3、操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统的（并行操作 ）能力，为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用（缓冲池 ）来实现。
4、SPOOLing系统由磁盘上的（ 输入井 ）和（输出井 ），内存中的输入缓冲区和输出缓冲区及输入进程和输出进程构成。
5、根据用户作业发出的磁盘I/O请求的柱面位置，来决定请求执行顺序的调度，被称为（ 磁盘 ）调度。
6、磁盘访问时间由（寻道时间 ）、（ 旋转延迟时间 ）和数据传输时间组成。
7、DMA控制器在获得总线控制权的情况下能直接与（ 内存 ）进行数据交换，无须CPU介入。 8、I/O控制方式有程序I/O方式、中断驱动I/O方式、（ DMA ）方式和（ 通道 ）方式。 9、磁盘调度的目标是使多个进程访问磁盘的（ 平均寻道时间 ）最短。
三、 概念
1、 通道：通道是一个特殊的处理机，它具有执行I/O指令的能力，并通过执行通道程序来控制I/O操作，
但它又与一般的处理机不同，它执行的指令单一，而且没有自己的内存。
2、 DMA：直接存储访问I/O控制方式，这种方式用于块设备的I/O，其特点是数据传输的基本单位是数据
块，所传送的数据是从设备直接送入内存的，或者相反，仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时，才需CPU干预。
3、 设备控制器：设备控制器是计算机中的一个实体，其主要职责是控制一个或多个I/O设备，以实现I/O
设备和计算机之间的数据交换。它是CPU与I/O设备之间的接口。
4、 设备独立性：指应用程序独立于具体使用的物理设备。为实现设备独立性而引入了逻辑设备和物理设
备两个概念。在应用程序中，使用逻辑设备名来请求使用某设备，而系统在实际执行时，还必须使用物理设备名。
5、 设备驱动程序：通常又称为设备处理程序，它是I/O进程与设备控制器之间的通信程序，其主要任务是
接收由上层软件发来的抽象要求，再把它转换为具体要求后，发送给设备控制器，启动设备去执行。 四、 问答
1、 瓶颈产生的原因？如何解决因通道不足而产生的瓶颈问题？
由于通道价格昂贵，致使机器中所设置的通道数量势必较少，这往往又使它成了I/O的瓶颈，进而千成整个系统吞吐量的下降。解决瓶颈问题的有效方法是增加设备到主机间的通路而不增加通道。即把一个设备连接到多个控制器上，而一个控制器又连接到多个通道上。 2、 有哪几种I/O控制方式？各适用于何种场合？
程序I/O方式——即在处理机向控制器发出一条指令后要对设备状态进行循环测试。它是在没有引入中
断之前的早期计算机系统中使用的。
中断驱动I/O控制方式——当某个进程要启动某个I/O设备工作时，便由CPU向相应的设备控制器发出一条I/O命令，然后立即继续执行原来的任务，CPU与I/O设备并行工作。在现代计算机系统中，都毫无例外地引用了中断机构。
直接存储器访问DMA I/O控制方式——用于块设备的I/O控制方式，能更加提高CPU与I/O并行操作程度。
I/O通道控制方式——CPU只需进行一次干预，可以读取多个数据块且将它们分别传送到不同的区域，实现CPU、通道和I/O设备三者的并行操作。适用于一次读多个块且分别传送到不同区域或者相反的大型系统中。
3、 试说明DMA的工作流程。
DMA方式下进行数据输入的过程如下：（以从磁盘读入数据为例来说明）
当CPU要从磁盘读入一个数据块时，便向磁盘控制器发送一条读命令。该命令被送到其中的命令寄存器CR中。同时还须发送本次要将数据读入的内存起始目标地址，该地址被送入内存地址寄存器MAR中；本次要读数据的安节数则送入数据计数器DC中，还须将磁盘中的源地址直接送至DMA控制器的I/O控制逻辑上。然后，启动DMA控制器进行数据传送，以后，CPU便可去处理其它任务。此后，整个数据传送过程便由DMA控制器进行控制。当DMA控制器已从磁盘中读入一个字节的数据并送入数据寄存器DR后，再挪用一个存储器周期，将该字节传送到MAR所批示的内存单元中。接着便对MAR内容加1，将DC内容减1，若减1后DC内容不为0，表示传送未完，便继续传送下一个字节；否则，由DMA控制器发出中断请求。 4、 引入缓冲的主要原因是什么？
A、 缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。
B、 减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制。 C、 提高CPU和I/O设备之间的并行性。
5、 为何要引入设备独立性？如何实现设备的独立性？在考虑到设备的独立性时，应如何分配独享设备？
设备独立性是指应用程序独立于具体使用的物理设备。引入设备独立性可带来以下好处：设备分配时的灵活性，易于实现I/O重定向。
为了实现设备独立性，必须再在驱动程序之上设置一层软件，称为设备独立性软件，其主要功能有以下两方面：执行所有设备的公共操作，包括对独立设备的分配与回收，将逻辑设备名映射为物理设备名，对设备进行保护等；另一功能是向用户层软件提供统一接口。 6、 何谓设备虚拟？实现设备虚拟时所依赖的关键技术是什么？
通过SPOOLing技术将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑I/O设备，从而允许多个用户共享一台物理I/O设备。实现设备虚拟时所依赖的关键技术是SPOOLing技术。 7、 试说明SPOOLing系统的组成。
由三部分组成：输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程SPi和输出进程SPo。 8、 设备中断处理程序通常需完成哪些工作？ 设备中断处理程序的处理过程为：