操作系统第二单元思考题与练习题

Posted 2022-01-16 程序小黑

1、请简述处理器的组成和工作原理。你认为哪些部分和操作系统密切相关。为什么？

处理器由运算器、存储器、控制器组成，其中运算器负责算数运算、存储器负责数据存储、控制器负责流程控制。每一个部分都和操作系统密切相关。

2、为了支持操作系统、现代处理器一般都提供哪几种工作状态，以隔离操作系统程序和普通程序？每种状态各有什么特点？

两种工作状态，分别是目态和管态。

操作系统程序只能在管态运行，普通程序只能在目态运行。

管态可以执行用户指令和特权指令，而目态只能执行用户指令。

3、计算机系统中既有操作系统程序，又有用户程序，在什么情况下操作系统程序才能占用中央处理器。

状态切换后，处理器进入管态后。

4、为什么要把“启动I/O”等指令定义为特权指令

因为启动I/O的指令会触发系统中断

5、怎样限制用户程序使用特权指令。

区分目态和管态

6、什么是分级存储体系结构，它主要解决了什么问题。

多级存储体系结构是指能达到速度、容量、成本之间的综合权衡。主要解决了存储器速度和价格成反比，难以选择的问题

7、请简述局部性原理

局部性原理分为时间局部性和空间局部性。

程序中同一段代码多次调用，如循环，则具有空间局部性，如程序中的某变量在未来的某段时间中经常被调用，则具有时间局部性。

8、什么是存储保护，有哪些方法来实现存储保护

存储保护就是防止进程A访问进程B的空间，导致地址越界和未授权的访问内存。

1、系统空间的保护、内存中设置了系统区和用户区

2、设置界地址寄存器，区分某程序能访问的内存的上界和下界，如果超出范围，则触发越界中断

9、操作系统与硬件如何配合来实现存储保护？

界地址寄存器。区分某段程序能访问的内存的上界和下界，如果超出了上下界之间的范围，则触发越界中断。保护程序的地址空间。

10、常用的I/O控制技术有哪些，各有什么特点？

1、DMA方式：通过DMA控制器成块的控制数据在内存和IO设备之间的移动。

2、通道方式：独立的对IO数据进行处理，和CPU并行，不需要CPU干预。

11、缓冲技术在计算机系统中起着什么样的作用，他是怎么工作的。

缓冲技术：匹配计算机中高速设备和低速设备的交互。解决了设备之间速度不一样的问题

工作：每当用户输入数据时，现在缓冲区中寻找，如果已经在缓冲区，直接使用，否则由内存输入到缓冲区在由用户使用。

12、时钟对操作系统有什么重要的作用?

防止系统死循环，实现作业按时间片轮转。

13、硬件时钟怎么实现，其作用是什么？

在电路中的晶体振荡器每隔一段时间产生固定的脉冲频率，时钟电路中的时钟寄存器根据时钟电路产生的脉冲数对时钟寄存器加1，作用如12题

14、软件时钟怎么实现？其作用是什么？

由操作系统维护，常用作相对时钟。作用如12题

15、什么是中断、为什么说中断对现代计算机很重要？

中断是指操作系统对系统中或系统外的异步事件的响应。

中断可以实现主机和外部设备的并发执行。

16、中断的作用是什么？

1、使处理器充分发挥效率

2、进程间通信

3、提高计算机的实时能力。

17、中断向量是什么？其作用是什么？

中断向量是中断处理程序的入口地址，能帮助操作系统找到中断处理程序的地址从而执行中断处理程序。

18、中断响应主要做哪些事情？

中断响应：暂停当前指令执行转而去执行中断处理程序处理中断的过程。

19、中断处理的主要步骤是什么？

1、保存当前执行的指令的上下文在PSW中。

2、通过中断向量找到中断处理程序，执行中断处理程序

3、返回到原指令，还原上下文

20、为什么要对中断进行屏蔽

当出现多个中断时，通过中断屏蔽来设置优先级。

21、多个中断同时发生时，系统是怎么样来处理的。

1、中断屏蔽

2、中断嵌套

22、阐述硬件的中断装置的作用。

在CPU执行完每一条指令后查看是否有中断到来。

23、哪些中断事件一定会引发进程状态的变化，哪些中断事件可能引起进程状态的变化，有不引起进程状态变化的中断事件么？

mmp，这个我这真不知道。

24、操作系统为什么要提供系统调用

1、扩充机器指令

2、增强系统功能

3、方便用户使用

25、在操作系统中实现系统调用机制应该解决哪些问题？

1、参数传递

2、状态转换

3、结果返回

26、当应用程序执行到系统调用时，系统是如何处理的。

1、使用访管指令触发中断。

2、通过系统调用功能号寻找入口地址

3、由功能号驱动相关子程序运行。