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　　第1章 習(xí)題解答

　　1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由哪兩大部分組成？

　　答：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是能按照人的要求接受和存儲(chǔ)信息，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，并輸出結(jié)果信息的機(jī)器系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由兩大部分組成：硬件（子）系統(tǒng)和軟件（子）系統(tǒng)，其中硬件子系統(tǒng)是系統(tǒng)賴以工作的實(shí)體，它是有關(guān)的各種物理部件的有機(jī)的結(jié)合。軟件子系統(tǒng)由各種程序以及程序所處理的數(shù)據(jù)組成，這些程序的主要作用是協(xié)調(diào)各個(gè)硬件部件，使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠按照指定的要求進(jìn)行工作。

　　硬件子系統(tǒng)包括中央處理器、主存存儲(chǔ)器、輸人輸出控制系統(tǒng)和各種外圍設(shè)備。

　　軟件子系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件、支援軟件和應(yīng)用軟件三個(gè)部分。

　　2.什么是計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)？

　　答：操作系統(tǒng)（Operating System縮寫 OS）是一種系統(tǒng)軟件。它對(duì)程序的執(zhí)行進(jìn)行控制，還使用戶能方便地使用硬件提供的計(jì)算機(jī)功能，也使硬件的功能發(fā)揮得更好。它是一種用于管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源和控制程序執(zhí)行的系統(tǒng)軟件，它擴(kuò)充系統(tǒng)的功能，為用戶提供方便的使用接口和良好的運(yùn)行環(huán)境。

　　3.操作系統(tǒng)管理哪些資源？

　　答：操作系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源，其中硬件資源主要包括中央處理器、主存儲(chǔ)器和各種外圍設(shè)備；軟件資源包括了程序和數(shù)據(jù)，通常這些程序和數(shù)據(jù)是以文件的方式存儲(chǔ)和使用的。它說(shuō)明資源的使用情況，實(shí)現(xiàn)多用戶共享計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種資源。

　　4.為什么要把“I/O指令”等定義為特權(quán)指令？

　　答：若用戶程序中直接使用 I／O指令，則可能引起沖突或由于某些意外而造成錯(cuò)誤。例如，用戶程序中要啟動(dòng)磁帶后取磁帶上的信息，但可能操作員錯(cuò)拿了另一用戶的磁帶，把它以磁帶機(jī)上，這時(shí)用戶程序啟動(dòng)磁帶機(jī)后從磁帶上得到的信息實(shí)際上不是自己需要的，就可能造成程序執(zhí)行后得到結(jié)果不正確。更糟糕的是當(dāng)用戶程序啟動(dòng)磁帶機(jī)的目的是要把一些信息記到磁帶上，將可能覆蓋已在磁帶上的信息，即把另一用戶磁帶上的信息破壞了。為了防止類似于這樣一類的錯(cuò)誤啟動(dòng)外圍設(shè)備的工作不是用戶程序直接做，而是由操作系統(tǒng)來(lái)做。

　　5.操作系統(tǒng)是如何防止用戶使用特權(quán)指令的？

　　答：為了防止用戶程序中使用特權(quán)指令，計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)區(qū)分兩種操作模式：目態(tài)和管態(tài)，其中目態(tài)下只能使用除特權(quán)指令以外的指令，管態(tài)下可以使用全部指令。當(dāng)在目態(tài)下使用特權(quán)指令時(shí)，硬件就發(fā)出信號(hào)：“程序使用非法指令”，且不允許程序繼續(xù)執(zhí)行下去。所以可以把用戶程序置在目態(tài)下運(yùn)行，而操作系統(tǒng)中必須使用特權(quán)指令的那部分程序可在管態(tài)下運(yùn)行，這樣可保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全可靠。

　　6.操作系統(tǒng)為什么要提供“系統(tǒng)調(diào)用”？

　　答：系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)為用戶程序提供的一種服務(wù)界面，也可以說(shuō)是操作系統(tǒng)保證程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言能正常工作的一種支持。在源程序一級(jí)，用戶用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言描述算題任務(wù)的邏輯要求（如讀文件、寫文件等）。而這些要求的實(shí)現(xiàn)只通過(guò)調(diào)用操作系統(tǒng)提供的不同功能的子程序，即系統(tǒng)調(diào)用。

　　7.批處理操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和分時(shí)操作系統(tǒng)各有什么特點(diǎn)？

　　答：批處理操作系統(tǒng)是將一批作業(yè)的程序和數(shù)據(jù)交給系統(tǒng)后，系統(tǒng)順序控制作業(yè)的執(zhí)行，當(dāng)一個(gè)作業(yè)執(zhí)行結(jié)束后自動(dòng)轉(zhuǎn)入下一個(gè)作業(yè)的執(zhí)行。多道批處理操作系統(tǒng)，允許若干個(gè)作業(yè)同時(shí)裝入主存儲(chǔ)器，處理器輪流地執(zhí)行各個(gè)作業(yè)，各個(gè)作業(yè)同時(shí)使用各自所需的外圍設(shè)備。

　　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)接收到外部信號(hào)后及時(shí)進(jìn)行處理，并且要在嚴(yán)格的時(shí)限內(nèi)處理完接收的事件。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)要求要有比分時(shí)操作系統(tǒng)更強(qiáng)的及時(shí)性。可靠性是實(shí)時(shí)系統(tǒng)最重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一。

　　分時(shí)操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：①交互性。用戶能夠直接與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交互。②及時(shí)性。由于支持人機(jī)交互，所以主機(jī)應(yīng)該盡快地對(duì)用戶的要求給予響應(yīng)。③獨(dú)立性。這主要是指多個(gè)用戶雖然在同時(shí)使用主機(jī)系統(tǒng)，但是他們相互之間是不干擾的。④多路性。分時(shí)操作系統(tǒng)在宏觀上看，整個(gè)系統(tǒng)同時(shí)在為多個(gè)用戶服務(wù)。

　　8.從資源管理的觀點(diǎn)來(lái)看，操作系統(tǒng)有哪些基本功能？

　　答：從資源管理的觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)的功能可分成五大部分，即：

　　①處理器管理。操作系統(tǒng)按照一定的調(diào)度算法分配處理機(jī)。

　　②存儲(chǔ)管理。負(fù)責(zé)分配、回收和保護(hù)存儲(chǔ)單元。

　　③文件管理。涉及到文件存儲(chǔ)空間的分配與回收、文件目錄管理、文件讀寫與保護(hù)。

　　④設(shè)備管理。對(duì)設(shè)備進(jìn)行分配、回收與控制。

　　⑤作業(yè)管理。負(fù)責(zé)作業(yè)的調(diào)度和作業(yè)控制。