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7.6设备的分配与回收习题【例】为了记录设备的分配情况，操作系统应设置一张（）和三个控制块；设备控制块，（）和（）【解答】系统设备或设备类表控制器控制块通道控制块【例】通常，用户申请分配设备时，不是具体指定要哪台设备，而是指出要申请分配哪一类设备多少台，且在用户程序中用（）来提出使用设备的要求【解答】设备类相对号【例】设备分配应保证设备有（）和（）【解答】高利用率无死锁问题【例】管理和分配设备常用的技术有（），（）和（）三种【解答】独占共享虚拟【例】设备管理中采用的数据结构有（），（），（），（）等四种【解答】系统设备表设备控制表控制器控制表通道控制表【例】设备分配的方式有两种：静态分配和动态分配，无论哪种都存在死锁问题。（）【解答】错误静态分配方式是在用户作业开始执行之前，由系统一次分配该作业所要求的全部设备，控制器和通道。一旦分配之后，这些设备，控制器和通道就一直为该作业所占用，直到该作业被撤销。静态分配不会产生死锁，但设备的使用效率低。因此，静态分配方式并不符合设备分配的总原则【例】说明操作系统在分配设备时，应考虑哪些因素？【解答】1考虑设备的固有属性。在分配设备时，首先应考虑与设备有关的设备属性。设备的固有属性可分为两类：*独占：设备在一段时间内，只允许多个进程独占•共享：设备允许多个进程同时共享•此外，还有一种情况，即设备本身是独占设备，但经过处理改造成虚拟设备。对上述独占，共享，虚拟3类设备应采取不同的分配策略•*独享设备：对独享设备应采用独享分配策略，即将一个设备分配给某进程后，便一直由其独占，直至该进程完成或释放该设备，然后系统才能将该设备分配给其他进程使用。应注意，这种分配方式会使设备利用不充分，还回引起死锁•*共享设备：对于共享设备，可将它同时分配给多个进程，这些进程对设备的访问需进行合理的调度•*虚拟设备：虚拟设备属于共享设备，可将它分配给多个进程是用，并对这些进程访问该设备的先后次序进行控制2设备分配算法。对设备的分配算法，与进程的调度算法有些相似之处，但相对要简单些，通常只采用以下两种分配算法•:先来先服务：当有多个进程对同一设备提出I/O请求时，该算法是根据进程对某设备请求的先后次序，将这些进程排成一个设备请求队列，设备分配程序总是把设备分配给对首进程•*优先级别高者优先：在进程调度中的这种策略，是优先权高的进程优先获得处理权。对这种高优先权进程所提出的I/O请求，也赋予高优先权，有助于进程尽快完成。在利用该算法形成设备队列时，将优先权高的进程排在设备队列前面，而对于优先级相同的I/O请求，则按先来先服务的原则排队。3设备分配的安全性。从进程运行的安全性上考虑，设备分配有以下两种方式。•安全分配方式：在这种分配方式中，每当进程发出I/O请求后，便进入阻塞状态，直到I/O操作完成才被唤醒。在采用这种分配策略时，一旦进程获得某中设备资源后便阻塞，使它不可能再请求任何资源，而在它运行时又不保持任何资源，因此，这种分配方式是安全的。其缺点是进程进展缓慢•*不安全分配方式：在这种分配方式中，进程发出I/O请求后仍然继续运行，需要时又可发出第二个I/O请求，第三个I/O请求。仅当进程请求的设备已被另一进程占用时，进程才进入阻塞状态。这种分配的优点是一个进程可同时操作多个设备，从而使进程推进迅速。其缺点是分配不安全，因为它可能具有“请求和保持”条件，造成死锁。因此，在设备分配程序中，还应增加一个功能，用于对本次设备分配是否发生死锁进行安全性计算，当计算结果说明分配是安全的情况，才进行分配【例】用于设备分配的数据结构有哪些？它们之间的关系是什么？【解答】在进行设备分配时需要的数据结构有：×设备控制表DCT:系统为每个设备配置一张设备控制表，用于记录本设备的情况，如设备类型，设备表示号，设备状态，设备队列，控制器表×控制器控制表COCT:系统为每个控制器设备一张用于记录本控制器情况的控制器控制表×系统设备表SDT:记录系统中全部设备的情况，每个设备占一个标目，包括设备类型，设备标识符，设备控制表，设备驱动程序入口等。在配有通道，控制器系统的设备管理中，还要有通道控制表CHCT,用来记录通道的特性，状态及其管理信息。系统设备表中有对应的设备控制表的指针，设备控制表中有与该设备相连的控制器的控制表的指针，控制器控制表中有与该控制器相连的通道的通道控制表。也就是说，从设备表可以找到该设备的设备控制表，然后找到相连的控制器控制表，最后找到相连的通道的通道控制表