操作系统第二章练习

第2章操作系统的基本概念一、单项选择题1. 操作系统是计算机系统中的（）软件。

A.应用B.系统C.支撑D.工具2. 在计算机系统中配置了批处理操作系统，则能够（）。

A.提高资源使用效率B.及时响应外部事件C.是用户直接干预作业的执行D.实现计算机间的通信3. 设计实时操作系统适应首先考虑（）。

A.系统效率B.交互能力C.可移植性D.可靠性4. 如用户要利用计算机系统直接调试和控制程序的执行，则应在其上配置（）操作系统。

A.批处理B.实时C.分时D.单用户5. 访管指令是一条（）指令。

A.特权B.只允许在目态执行的C.只允许在管态执行的D.在目态和管态均可执行的6. 单操作系统完成了用户请求的“系统功能调用”后，应让中央处理器（）工作。

A.维持在管态B.从管态转换到目态C.维持在目态D.从目态转换到管态二、多项选择题1. 在任何计算机系统中（）。

A.主存储器可被中央处理器直接访问B.当ＣＰＵ处于管态时只能执行特权指令C.操作系统只负责管理软件资源D.操作系统能接受用户输入的命令并控制用户程序的执行E.操作系统能为应用程序提供比裸机强的功能支持2. 各种类型的操作系统各有所长，它们追求的设计目标也不同，例如（）。

A.多到批处理系统是为了提高系统的资源用率B.分时系统允许用户直接与计算机系统交互C.实时系统首先要考虑实时性和可靠性D.网络操作系统必须实现激素算计之间的通信及资源共享E.分布时操作系统要让多台计算机协作完成一个共同的任务3. 程序状态字是用来控制指令执行顺序并且保留和知识与程序有关的系统状态。

所以，（）。

A. 每个程序都应该有一个PSWB. 程序状态字寄存器是用来存放当前运行程序的PSWC. 在多道程序设计系统中应设置多个程序状态自己村起来分别存放个成粗的PSW，以便多道并行执行D. 在用户程序的PSW中应置为管态，以便实用访管指令E. 处理器总是按程序状态字寄存器中的PSW控制程序的执行三、填空题1．计算机系统是由计算机________和计算机________两大部分组成。

2．不配有任何软件的计算机通常被称为___________。

3．计算机的软件可分成________、________和应用软件三类。

4．操作系统管理的计算机系统中的资源可分成_______资源和_______资源两大类。

5．操作系统的形成与发展与_________技术的发展密切相关。

6．20世纪50年代在IBM701计算机上实现了第一个操作系统，它是一种________操作系统。

7．_________操作系统能充分利用中央处理器与各种外围设备的并行工作能力。

8．_________操作系统使用户能直接操纵计算机系统进行交互式的工作。

9．在用于控制生产流水线的计算机系统中应配置________操作系统。

10．在实时操作系统控制下，计算机系统对接收到的_________信号应及时处理。

11．设计实时操作系统时必须首先考虑系统的_______和________，其次才考虑系统效率。

12．网络操作系统的功能是实现各台计算机之间的________以及网络中________的共享。

13．分布式操作系统能使系统中若干台计算机________完成一个共同的任务。

14．分布式操作系统是把_________分布在几台计算机上并行地运行。

15．把不允许用户程序中直接使用的指令称为_________指令。

16．中央处理器区分两种工作状态，它们是_______和_______。

17．中央处理器处于_______时拒绝执行特权指令。

18．________是用来控制指令执行顺序并且保留和指示与程序有关的系统状态。

19．每个程序都要有一个________来刻画本程序的执行状态。

20．中央处理器设置一个________寄存器用来存放当前运行程序的PSW。

21．由操作系统提供的可供用户程序执行中调用的子程序被称为__________。

22．用户程序中使用_________指令来请求调用操作系统功能。

23．当用户请求调用操作系统功能时应使中央处理器的工作状态从_________转换成________。

24．从资源管理的观点看，操作系统的功能可分成________、________、_______、_______和_______五大部分。

四、问答题1．操作系统为用户程序提供哪些良好的运行环境？2．操作系统怎样提高系统效率？3．什么是特权指令？把“I／O指令”定义为特权指令有什么好处？4．中央处理器有哪两种工作状态？为什么要区分两种工作状态？5. 程序状态字的作用是什么？它包含哪些基本内容？6．中央处理器怎样知道当前的程序应在目态执行，还是应在管态执行？ 7．为什么现代计算机系统都设计一条“访管指令”？第2章操作系统的基本概念答案一、单项选择题1．B 2．A 3．D 4．C 5．D 6．B二、多项选择题1．A，D，E2．A，B，C，D，E3．A，B,E三、填空题1．硬件，软件2．裸机3．系统软件，支撑软件4．硬件，软件5．软、硬件6．单道批处理7．多道批处理8．分时9．实时10．外部11．实时性，可靠性12．通信，资源13．相互协作14．一个任务15．特权16．目态，管态17．目态18．程序状态字（或PSW）19．程序状态字20．程序状态字21．系统功能调用22．访管23．目态，管态24．处理器管理，存储管理，文件管理，设备管理，作业管理四、问答题1. [分析]如果用户直接使用裸机（不配有任何软件的计算机硬件）是很麻烦的，他必须了解各种硬件资源的物理特性，这不仅不方便而且容易出错。

操作系统能为用户提供方便的使用接口和有效地管理软、硬件资源，为用户创造良好的运行环境。

[题解]操作系统为用户提供操作命令和系统功能调用等方便的使用接口，用户不必关心硬件的结构和特性；为用户提供按名存取文件信息的功能，用户不必关心文件的存放位置；使用户合理地共享资源，防止用户间的相互干扰，用户不必担心信息的丢失。

2．[分析]本题要求回答操作系统怎样提高计算机系统的效率，一般可以从面向用户和面向系统两个方面去考虑。

面向用户应考虑怎样缩短服务时间，提高工作效率；面向系统应尽量提高资源的使用效率。

[题解]操作系统能提高计算机系统的效率，主要表现在：为用户提供方便、友善的使用接口，减少了手工操作时间；充分利用硬件具有的中央处理器与各种外围设备的并行工作能力，缩短作业的执行时间，提高了系统的吞吐能力；实现多道并行工作，让多用户合理共享计算机系统的各种资源，提高了系统的资源利用率。

3．[题解]不允许用户在程序中直接使用的指令称为“特权指令”。

把“I／O指令”定义为特权指令有以下好处：（1）防止用户元意地启动一台正在工作的外围设备而引起冲突；（2）防止错误地存取文件信息而造成文件信息的丢失或处理结果的不正确；（3）减少用户为启动外围设备而必须了解外围设备特性、组织启动等工作，大大方便了用户。

4．[分析]计算机系统中往往同时存在操作系统程序和各种用户程序，任何程序都必须占用了中央处理器后才能执行。

为保证计算机系统能可靠地工作，限定用户程序中不能使用特权指令，而操作系统程序中可使用一切的机器指令。

因而，中央处理器必须区分能执行特权指令和拒绝执行特权指令两种不同的工作状态，分别称为管态和目态。

[题解]中央处理器有管态和目态两种工作状态。

当处于管态时，允许执行包括特权指令在内的所有指令；当处于目态时，将拒绝执行特权指令，凡用户程序占用中央处理器则置为目态工作，这样，万一用户程序中误用了特权指令，中央处理器会拒绝执行而保证系统的安全。

凡操作系统程序占用中央处理器则置为管态工作，这样，操作系统程序使用的指令不受限制，可为用户提供各种服务。

所以，中央处理器区分两种工作状态能使计算机系统安全可靠地工作。

5．[题解]程序状态字是用来控制指令执行顺序并且保留和指示与程序有关的系统状态。

它的基本内容包含三个部分：（1）程序的基本状态。

指示程序执行的基本情况，例如：指出处理器应该执行的下一条指令的存放地址；指令执行结果的特征；本程序应在目态还是管态执行，等等。

（2）中断码。

保存程序执行时当前发生的中断事件。

（3）中断屏蔽位。

指示对程序执行时所发生的中断事件要不要响应。

6．[分析]哪个程序能占用中央处理器是由操作系统调度决定的，当某个程序占用中央处理器时，中央处理器就应按该程序的程序状态字的指示要求来控制程序的执行。

由于一个中央处理器在任何时刻只能为一个程序所占用，所以，设置一个“程序状态字寄存器”，用来存放当前占用中央处理器的程序的程序状态字。

当中央处理器被另一程序占用时，则程序状态字寄存器中的程序状态字也要随之更改。

每个程序的程序状态字中都指出了本程序应在目态还是应在管态执行，因而中央处理器只要查看程序状态字寄存器就可知当前程序应在什么状态执行。

[题解]每个程序都有一个程序状态字（PSW），其中指出了该程序执行时应处的状态（目态或管态）；每个中央处理器设置了一个程序状态字寄存器，用来存放当前占用中央处理器的那个程序的PSW；操作系统调度到某个程序占用中央处理器时就会把该程序的PSW送入程序状态字寄存器中。

所以，在任何时刻，中央处理器只要查看程序状态字寄存器中的状态（目态或管态）就可知道当前程序应在目态执行，还是应在管态执行。

7．[分析]由于用户程序在目态下执行，不能使用特权指令，但用户经常要读／写文件或使用其它资源，而这些工作都要执行“启动I／O”等特权指令。

为了系统的安全和方便用户，凡需使用特权指令才能完成的工作都由操作系统来完成。

于是，操作系统编制了许多称为“系统功能调用”的子程序，供用户需要时调用。

现代计算机系统都设置了一条“访管指令”（可在目态下执行的指令），凡用户要读／写文件或使用其它资源时，可用“访管指令”来请求调用操作系统功能。

处理器执行到访管指令时就产生一个中断事件，然后，处理器将从目态下执行用户程序转换成在管态执行操作系统功能子程序，操作系统完成用户指定的工作后，再让处理器继续执行用户程序。

[题解]由于用户程序只能在目态执行，因此经常要调用操作系统的功能子程序来完成读／写文件等工作。

为了方便用户，硬件设计了一条可在目态下执行的“访管指令”作为用户调用操作系统功能的手段。

用户只要设置好参数且安排一条访管指令，那么系统就会按参数指出的要求让相应的功能子程序来完成指定的工作。