OS復習——設備管理習題

在I/O系統中引入緩沖的主要原因是什么？某文件占10個磁盤塊，現要把該文件的磁盤塊逐個讀入主存緩沖區，并送用戶區進行分析。一個緩沖區與磁盤塊大小相等。把一個磁盤塊讀入緩沖區的時間為100μs，緩沖區數據傳送到用戶區的時間是50μs，CPU對一塊數據進行分析的時間為50μs。分別計算在單緩沖區和雙緩沖區結構下，分析完該文件的時間是多少？
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在I/O系統中引入緩存的主要原因是為了匹配CPU與外設的不同處理速度，減少對CPU的中斷次數，提高CPU和I/O設備之間的并行性，進而提高外設利用率。

使用單緩沖區：

? CPU和I/O進程輪流使用緩沖區，每處理一個磁盤塊需要150微秒的I/O時間，而CPU處理數據的50微秒可以和下一次I/O進程并行，因此處理10個磁盤塊的總時間為10*150+50=1550微秒。

使用雙緩沖區：

? CPU和I/O進程可同時分別使用兩個緩沖區中的一個，I/O進程用100微秒讀入一個磁盤塊，CPU恰好用100微秒時間完成讀取和處理，因此I/O進程和CPU正好可以完全并行。處理10個磁盤塊需要的時間為10*100+50+50=1100微秒。

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總結

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