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习题1


第 1 章习题参考答案

习题 1
1. 试述操作系统的定义和宗旨。
答: 操作系统定义——操作系统是一个大型的软件系统,它负责计算机的全部软件、硬件资 源的管理,控制和协调并发活动,实现信息的存储和保护,并为用户使用计算机系统提供方 便的用户界面。操作系统使得计算机系统实现了高效率和高度自动化。 操作系统宗旨——操作系统在计算机系统中充当

计算机硬件系统与应用程序之间的界 面,所以,操作系统既面向系统资源又面向用户。面向系统资源,操作系统必须尽可能提高 资源的利用率;面向用户,操作系统必须提供方便易用的用户界面。

2. 试述批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统的特点分别是什么?
管理方式 批处理 分时 实时 批处理 分时间片 实时响应 放在首位考虑的因素 交互性(高中低) 响应时间(高中低)

系统吞吐量 交互性 安全性和可靠性

无 高 低

低 中 高

3. 无论哪种操作系统都将系统效率放在第一位吗?试举例说明。
答:不是,比如实时操作系统将系统安全性和可靠性放在第一位,而将效率放在第二位。

4. 什么是多道程序设计技术?它有什么特征?
答:多道程序设计技术——在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序,它们在操作系统 管理程序的控制下相互穿插地运行。其特征是宏观上并行,微观上串行。

5. 操作系统的主要特征是什么?为什么会有这些特征?
答:操作系统的主要特征是并发和共享。由于多道程序并发执行,使得系统资源不再由一个 程序独占,而由多道程序共享,操作系统必须解决因多道程序并发执行而导致的共享资源所 带来的一系列问题,才有可能保证多道程序正确地并发执行。

6. 处理机的态最少要分为几个态?为什么?Pentium 是如何实现态的区分的?
答:由于操作系统与用户程序并存于内存,且处于并发执行中,可能导致用户程序对系统程
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第 1 章习题参考答案

序的破坏。为了保护操作系统不受用户程序破坏,处理机的态最少要分为 2 个态,即系统态 和用户态来区别操作系统程序和用户程序。 Pentium 和 386CPU 通过段寄存器中的低 2 位来实现态的区分,最多可以将 CPU 上运行 程序区分为 4 个不同的态。

7. 时钟分为几种类型?其主要作用分别是什么?
答:时钟分为绝对时钟和相对时钟。 绝对时钟用于记录当前时间(年、月、日、时、分、秒) 。 相对时钟,又称间隔时钟,也称定时器。当其初值由程序员设定后,每隔一个时间单位 自动减 1,直至减到 0 时引发时钟中断,并自动转移到相应中断处理程序。用于唤醒并激活 定时时钟事件。

8. 什么是中断?它在操作系统中起什么样的作用?
答:中断是指当某个事件(例如 I/O 结束、电源故障、程序出错、请求系统服务等等) 发生时,CPU 中断当前程序的执行,转而执行处理该事件的服务程序,处理完毕后返回被中 断的程序继续执行的过程。 中断机制的最大长处是方便处理随机事件。无论什么情况下,只要有随机事件发生,操 作系统都可以通过中断机制中断当前程序的执行,转而执行处理该事件的服务程序。 所以,中断是实现操作系统功能的基础,是构成多道程序运行环境的根本措施,是程序 得以运行的直接或间接的“向导” ,是各种事件被激活的驱动源。操作系统实现离不开中断技 术的支持。

9. 按中断的功能来分,中断可以分为哪几类型?
① 答:I/O 中断 当外部设备或通道 I/O 结束或出错时, 由设备或通道通过控制总线给 CPU 发中断请求信 号。 ② 外部中断 由控制台发来的中断信号或时钟中断信号等非通道式装置产生的中断。 ③ 机器故障中断 当机器发生故障时产生的中断,例如电源故障、通道与内存交换信息时内存出错、从内 存取指令错等等,是产生于机器内部的硬件中断。 ④ 程序性中断 程序性中断是在程序执行过程中因 CPU 或内存出现了意外事件而引发的。 例如: 执行除 法指令时除数为 0,内存保护错等等。这种中断也称为异常,属于软件中断。 ⑤ 访管中断 在用户程序中由于请求操作系统服务(执行系统调用)而产生的中断。这种中断也称为
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第 1 章习题参考答案

自陷,也属于软件中断。

10. 当打印机结束打印时产生的中断属于哪种中断?当程序执行过程中因程序出 错产生的中断又属于哪种中断?
答: 当打印机结束打印时产生的中断属于 I/O 中断。 ⑥ 当程序执行过程中因程序出错产生的中断属于程序性中断。

11. 中断过程由硬件和软件配合完成,其中硬件和软件分别完成中断过程中的哪 些部分?
答:中断过程是由硬件和软件配合完成:硬件实现中断响应,软件实现中断处理。

12. 80386 提供了哪几种工作模式?操作系统如何设置某种工作模式?
答:为了保持兼容性,32 位 x86CPU 提供了三种工作模式: 实模式(Real Mode) 、 保护模式(Protected Mode) 虚拟 86 模式(Virtual Mode) 。 不同模式的选择由 CPU 中控制寄存器 CR0 中的 PG 和 PE 两位的状态值决定: PE 0 0 1 1 PG 0 1 0 1 实模式 V86 模式,不支持分段,支持分页 保护模式,支持分段,不支持分页 保护模式,支持分段,支持分页 工作模式

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