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《操作系统》习题解答 习题1 1.术语解释 裸机 虚拟机 操作系统 程序接口 命令接口 非特权指令 特权指令 核心态 用户态 系统调用 微内核 批处理系统 分时 实时 指令的执行周期 中断 中断源 中断请求 中断屏蔽 中断禁止 GPL POSIX 时间片 答案： ·未配置任何软件的计算机称为“裸机”。 ·在裸机上安装一层软件，使机器的功能得以扩展，这时展现在用户面前的“机器”，就是所谓的虚拟机。 ·操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程以及方便用户使用计算机的一个大型系统软件。 ·在用户编写的程序中，可使用系统调用命令获得操作系统提供的各种功能服务，这是操作系统在程序一级给予用户的支持，称其为程序接口。 ·用户可使用操作系统提供的各种操作命令，通过键盘（或鼠标）控制和完成程序的运行，这是操作系统在作业控制一级给予用户的支持，称为命令接口。 ·操作系统和用户程序都能使用的硬指令，称为非特权指令。 ·只能由操作系统使用的硬指令，称为特权指令。 ·所谓核心态，是指CPU处于可执行包括特权指令在内的一切机器指令的状态。 ·所谓用户态，是指CPU处于只能执行非特权指令的状态。 ·操作系统里预先编制了很多不同功能的子程序。用户在自己的程序里调用这些子程序，以求得操作系统提供的功能服务。就把这些功能服务子程序称为“系统功能调用”程序，简称“系统调用”。 ·微内核即是把操作系统的内核分为基本功能和非基本功能两部分，在内核里只保留基本功能部分，在核心态下运行；非基本功能部分则从内核剥离下来，让它们以各种服务的形式，在用户态下运行。这一的操作系统内核，称为微内核。 ·若在某系统中，用户作业被分批处理，在处理一批的过程中不允许用户与计算机发生交互作用，即使作业在运行中出现错误，也只能等到整批作业处理完毕后在机下修改。这样的系统，就是所谓的“批处理系统”。 ·所谓分时，即指多个用户通过各自的终端同时访问系统，由操作系统控制每个用户程序以很短的时间为单位交替执行。 ·所谓实时，是指能够及时响应随机发生的外部事件并对事件做出快速处理的一种能力。 ·一个单一的指令需要的处理过程，称为指令的一个“执行周期”。 ·所谓“中断”，是指在CPU执行程序过程中，由于内部或某个外部事件的发生，让CPU暂时中止正在执行的程序而转向该突发事件的处理，处理完毕后返回被中止的程序继续执行的这样一个处理过程。 ·凡能引起中断的设备或事件均称为“中断源”。 ·中断源向CPU发出中断信号，称为中断请求。 ·中断屏蔽是指在提出中断请求后，CPU不予响应的情况。 ·中断禁止是指在可能引起中断的事件发生时，系统不接收该中断信号，使之不可能提出中断请求或导致中断。 ·GPL是“通用公共许可协议（General Public License,的缩写）”，其意是要求整个系统的源代码可以自由获取，并且在GPL许可的范围内自由修改、传播。 ·POSIX（Portable Operating System Interface for Computing Systems,的缩写），是由IEEE和ISO/IEC开发的一系列标准。该标准基于已有Unix的实践和经验，描述系统调用的服务接口，并保证编制的应用程序可在多种操作系统上以源代码一级的形式进行移植和运行。 ·指程序在被中断前可以执行的最大时间段。 2．为了管理系统中的各种资源，需要共同解决的问题是哪些？ 答：计算机系统拥有四类资源：处理机（即CPU），存储器，外部设备，程序和数据。前三种属于硬资源，后一种属于软资源。 在计算机的运行过程中，对每种资的管理，需要共同解决的问题是： （1）记住资源当前状态：是否被使用，谁在使用。 （2）制定资源分配策略：如何分配，何时分配，分配多少，应该分配给谁。 （3）实施资源分配：根据分配策略完成分配。 （4）完成资源回收：使用结束收回资源，以便进行下次分配。 3．应用程序与系统程序有什么区别？ 答：可把软件大致划分为应用软件和系统软件两类。应用软件是为解决某类需要或某个特定问题而编制的程序，它涉及计算机应用的各个领域。系统软件不是针对特定需要或特殊问题编制的程序，而是对计算机系统的资源实施管理、控制，为其他程序的运行提供支持和服务的通用软件，系统软件都是由计算机生产厂家提供的。 4．CPU的核心态与用户态有何区别？ 答：当CPU处于核心态时，可以执行包括特权指令在内的一切机器指令；当CPU处于用户态时，禁止使用特权指令，只能执行非特权指令。如果在用户态下发现取到了一条特权指令，中央处理机就会拒绝执行，产生“非法操作”中断。 5．操作系统的单内核模式和微内核模式有什么区别？ 答：单内核模式也称集中模式或整体模式，整个