OS复习——设备管理习题

1. 在I/O系统中引入缓冲的主要原因是什么？某文件占10个磁盘块，现要把该文件的磁盘块逐个读入主存缓冲区，并送用户区进行分析。一个缓冲区与磁盘块大小相等。把一个磁盘块读入缓冲区的时间为100μs，缓冲区数据传送到用户区的时间是50μs，CPU对一块数据进行分析的时间为50μs。分别计算在单缓冲区和双缓冲区结构下，分析完该文件的时间是多少？
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   在I/O系统中引入缓存的主要原因是为了匹配CPU与外设的不同处理速度，减少对CPU的中断次数，提高CPU和I/O设备之间的并行性，进而提高外设利用率。

使用单缓冲区：

​ CPU和I/O进程轮流使用缓冲区，每处理一个磁盘块需要150微秒的I/O时间，而CPU处理数据的50微秒可以和下一次I/O进程并行，因此处理10个磁盘块的总时间为10*150+50=1550微秒。

使用双缓冲区：

​ CPU和I/O进程可同时分别使用两个缓冲区中的一个，I/O进程用100微秒读入一个磁盘块，CPU恰好用100微秒时间完成读取和处理，因此I/O进程和CPU正好可以完全并行。处理10个磁盘块需要的时间为10*100+50+50=1100微秒。

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