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第五章随心记录问题部分
1、I/O设备大致分为哪两类
我的理解：
一共有两类 一类是 字符设备 另一类是 块设备
块设备把信息存储在固定大小的块中 每个块都有自己的地址
字符设备 以字符为单位发送或接受 不考虑块结构
2、DMA 设计的意义
我的理解：
DMA 英文全程为Direct Memory Access 从英文中就能看出来作用 设计的意义在于异步 不占用CPU的时间而处理输入输出
DMA能够独立于CPU而访问系统主线
3、中断信号作用
我的理解：
中断信号能够反应某个操作完成 某种状态结束或异常 并交由CPU处理 进行下一步操作
CPU必须保存当前状态 进程 PSW进入堆栈 有些中断信号可以屏蔽 而有些不可以 不可以屏蔽的信号则说明最高优先级 CPU必须放下当前工作 并且处理此信号
4、I/O可以用三种方式实现
我的理解：
可以由 CPU处理实现 中断驱动I/O 使用DMA的I/O
5、I/O系统所有层次 对于一种详细控制流解释
我的理解：
I/O系统从上至底层
用户I/O软件 与设备无关的操作系统软件 设备驱动软件 中断处理软件 硬件例如一个文件想要读取一个块 首先向操作系统发送请求 操作系统先看内存高速缓冲中是否存在当前块 如果有直接读取 返回值即可 没有则操作系统向磁盘驱动软件发出请求 驱动软件负责从硬件获取信息
当磁盘调用完成获取信息后 硬件产生中断 中断处理软件相应并获取提取设备信息 并唤醒 被阻塞的进程 使其继续进行
6、磁盘 磁道 磁面 扇区 柱面
我的理解：
一个硬盘含多个盘片 一个盘片有两个盘面 一个盘面就有一个磁头
磁道就是一个盘面中许许多多的 同心圆 由多个扇区组成的
柱面就是多个相同编号的磁道组成的类圆柱 柱面数 == 磁道数
7、柱面斜进
我的理解：
举个例子 假设我们没有用柱面斜进 那么0号扇区磁道 的外一个磁道的对应位置就是19扇区 一个磁道18扇区 并且扇区都是连续编号的 比如我们要读取19个扇区 其中0~18个扇区 在最内层的磁道上 当我们读取完后 我们需要把寻道到有19扇区的磁道上 但是此时磁盘仍然在旋转 如果当我们磁头已经移动到了含有19扇区的磁道时 寻道需要时间 此时偏移量可能都已经到了扇区20 21 22了 那么我们此时需要再重新旋转一圈才能重新回到19扇区位置 此时旋转一圈的时间花销则多了
那么我们不妨每次把之前的对应位置吗 每次相应位置斜进一点 此时就不会再出现这种需要再旋转一圈的额外花销了 比如我们把19扇区放到22扇区的位置 之后的每个扇区都向后移动三位 寻道完后 磁头刚好在20扇区位置 此时就只用移动一小点位置即可
8、单交错 双交错磁盘
我的理解：
例如我们需要读取磁盘 此时我们的扇区是连续分布的 不妨假设控制区只有一个扇区的缓冲区 而此时我们要求读取两个扇区 则在我们读取完一个扇区后 我们需要讲控制器中的缓存区移动到主存 这需要一定的时间 此时磁盘仍在转动 跟我们的柱面斜进一个问题 所以我们初始化的编号就可以采用单交错 如果复制速率很慢 还可以采用双交错
9、磁道臂优化算法
我的理解：
提前柱面假设一共有100个
有几种设想算法 1、FIFO 先来先服务算法 2、SSF （Shortest Seek First） 最短寻道优先算法 3、电梯算法FIFO就不介绍了
SSF算法 最短寻道优先算法 就是比如 此时柱面申请访问需求 有40 60 100 0 我们比如当前位于43号柱面位置 那么我们每一次的申请访问 都已访问中与当前距离最短的柱面来进行工作 但是问题是 如果一直存在着新访问需求在我们当前工作的附近 则相对0号 100号相对远的访问申请则一直得不到相应 一直无法工作 显然违背了公平性原则
能够解决上面问题的算法出现了 电梯算法 这个原则则是 我们需要一个位来存储我们的访问方向 例如1为 UP向上 0为 DOWN向下 那么每次我们接受的访问仅限于当前方向的 比如 0->100方向 或者 100->0 方向 仅当我们当前方向没有访问需求时 我们再进行掉头切换方向
10、时钟驱动程序任务
我的理解：
时间硬件可以 周期性产生一个CPU中断 这里介绍的是时钟驱动程序任务
1、维护日时间 2、防止进程超时运行 3、对CPU使用情况记账 4、处理用户进程提出的alarm系统调用 5、为系统本身的各个部分提供监视定时器 6、完成概要剖析、监视、统计信息收集
我也记不到这个干了什么 还是就写一下吧写一下 :）
11、现代光学鼠标 怎么移动的
我的理解：
这个我觉得还是挺有趣的 因为我也一直不知道鼠标是怎么实现在电脑上实现移动映射的
我现在也翻不到是好多页了 我记得是书上写着 通过图像查看 在低分辨率下通过看图像 获取连续的低分辨率图像 来找到图像到图像的变化
第五章课后习题
1、访问时一般先尝试内存主线后尝试I/O主线 现在提出主意 同时访问可以加速 此主意如何
我的理解：
显然主意十分差 我们的内存主线明显访问比I/O主线快得多啊 而且如果内存中有的话 就直接取出来即可
谷歌翻译：
这不是一个好主意。内存总线肯定比I / O总线快，否则明智的做法为何要打扰它？考虑正常的内存重新存储会发生什么 寻求。内存总线首先完成，但是I / O总线仍很忙。如果CPU 等到I / O总线完成，它的内存性能降低到 I / O总线。如果它只是尝试使用内存总线作为第二个参考，它将失败 如果这是I / O设备参考。如果有办法 立即中止先前的I / O总线参考，尝试第二个I / O总线参考。 进行改进可能会起作用，但是从来没有这样的选择。总而言之，这是一个 馊主意。
2、通过DMA向内存写入输入 和 CPU直接进行内存复制 优点缺点比较
我的理解：
通过DMA向内存写入输入 明显在DMA工作时 CPU就释放了 并且这个时间可以去进行其他的操作 不会一直占用CPU 而缺点是 DMA明显先比CPU 写入输入的速率更慢 我认为更好的处理是 在CPU空闲时 直接负责内存复制 而CPU有进程需要处理时 将工作交给DMA来进行负责
谷歌翻译：
可以先发出读取命令来执行内存到内存的复制 它将把字从存储器传送到DMA控制器，然后发出一个 写入存储器以将字从DMA控制器传输到另一个 内存中的地址。这种方法的优点是CPU可以执行其他操作 并行进行有用的工作。缺点是此内存到内存复制 由于DMA控制器比CPU慢得多，并且 数据传输是通过系统总线而不是专用的 CPU内存总线。
3、CPU体系设计师 当得到中断信号通知时 让CPU停止发射指令 但允许当前指令完成再中断 是否有缺点
我的理解：
这样可能会使中断的持续等待时间有点长
谷歌翻译：
现代CPU的执行率取决于指令的数量。 每秒完成的指令与指令的持续时间无关现代操作系统 需要。如果一个CPU可以每秒完成10亿条指令，那么它就是1000 MIPS的计算机，如果一条指令花费30纳秒。因此，通常很少尝试 使说明迅速完成。保持中断直到最后一条指令 当前执行的完成可能会显着增加中断的等待时间。 此外，需要一些管理部门才能实现此权利。
4、以下各项工作是在四个I/O软件层 哪一层完成的
题目：
1、磁盘读操作计算磁道、扇区 2、为设备寄存器写命令 3、检查用户是否允许使用设备 4、二进制整数转化为ASCII码以便打印我的理解： (1)(2) 设备驱动程序 (3) 与设备无关的操作系统软件 (4) 用户级I/O软件
谷歌翻译：
（a）设备驱动程序。现代操作系统 （b）设备驱动程序。 （c）与设备无关的软件。 （d）用户级软件。5、为什么打印机的输出文件打印前全部假脱机输出在磁盘上
我的理解：
打印需要时间 操作系统不可能一直等待打印机结束再结束 这个时间代价是不可接受的 则我们在磁盘上存储打印文件 当缓冲池为空时 我们的设备才停止
谷歌翻译：如果在输出出现后立即分配了打印机，则可能需要处理 通过打印一些字符来使打印机工作，然后进入休眠状态一周。
6、光盘和磁盘的优点和缺点
谷歌翻译：
光盘的主要优点是它们具有更高的记录能力 密度比磁盘高。磁盘的主要优点是 它们比光盘快一个数量级。
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