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操作系统精髓与设计原理课后答案--第1页

操作系统精髓与设计原理课后答案

第1章计算机系统概述

1.1列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。

主存储器，存储数据和程序；算术逻辑单元，能处理二进制数据；控制单元，解读存储器中的指令并

且使他们得到执行；输入/输出设备，由控制单元管理。

1.2定义处理器寄存器的两种主要类别。

用户可见寄存器：优先使用这些寄存器，可以使机器语言或者汇编语言的程序员减少对主存储器的访

问次数。对高级语言而言，由优化编译器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器。一些高级语言，

如C语言，允许程序言建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。

控制和状态寄存器：用以控制处理器的操作，且主要被具有特权的操作系统例程使用，以控制程序的

执行。

1.3一般而言，一条机器指令能指定的四种不同操作是什么？

处理器－寄存器：数据可以从处理器传送到存储器，或者从存储器传送到处理器。

处理器－I/O：通过处理器和I/O模块间的数据传送，数据可以输出到外部设备，或者从外部设备输入

数据。

数据处理：处理器可以执行很多关于数据的算术操作或逻辑操作。

控制：某些指令可以改变执行顺序。

1.4什么是中断？

中断：其他模块（I/O，存储器）中断处理器正常处理过程的机制。

1.5多中断的处理方式是什么？

处理多中断有两种方法。第一种方法是当正在处理一个中断时，禁止再发生中断。第二种方法是定义

中断优先级，允许高优先级的中断打断低优先级的中断处理器的运行。

1.6内存层次的各个元素间的特征是什么？

存储器的三个重要特性是：价格，容量和访问时间。

1.7什么是高速缓冲存储器？

高速缓冲存储器是比主存小而快的存储器，用以协调主存跟处理器，作为最近储存地址的缓冲区。

1.8列出并简要地定义I/O操作的三种技术。

可编程I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令（用以

执行这个指令）；在进一步的动作之前，处理器处于繁忙的等待中，直到该操作已经完成。

中断驱动I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令，并

继续执行后续指令，直到后者完成，它将被I/O模块中断。如果它对于进程等待I/O的完成来说是不

必要的，可能是由于后续指令处于相同的进程中。否则，此进程在中断之前将被挂起，其他工作将被

执行。

直接存储访问：DMA模块控制主存与I/O模块间的数据交换。处理器向DMA模块发送一个传送数据

块的请求，（处理器）只有当整个数据块传送完毕后才会被中断。

1.9空间局部性和临时局部性间的区别是什么？

空间局部性是指最近被访问的元素的周围的元素在不久的将来可能会被访问。临时局部性（即时间局

部性）是指最近被访问的元素在不久的将来可能会被再次访问。

1.10开发空间局部性和时间局部性的策略是什么？

空间局部性的开发是利用更大的缓冲块并且在存储器控制逻辑中加入预处理机制。时间局部性的开发

是利用在高速缓冲存储器中保留最近使用的指令及数据，并且定义缓冲存储的优先级。

第2章操作系统概述

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2.1操作系统设计的三个目标是什么？

方便：操作系统使计算机更易于使用。

有效：操作系统允许以更有效的方式使用计算机系统资源。

扩展的能力：在构造操作系统时，应该允许在不妨碍服务的前提下有效地开发、测试和引进新的系统

功能。

2.2什么是操作系统的内核？

内核是操作系统最常使用的部分，它存在于主存中并在特权模式下运行，响应进程调度和设备中断。

2.3什么是多道程序设计？

多道程序设计是一种处理操作，它在两个或多个程序间交错处理每个进程。

2.4什么是进程？

进程是一个正在执行的程序