第2章 操作系统的运行环境
2.2 现代计算机为什么设置目态/管态这两种不同的机器状态？现在的lntel80386设置
了四级不同的机器状态（把管态又分为三个特权级），你能说出自己的理解吗？
答：现在的Intel 80386把执行全部指令的管态分为三个特权级，再加之只能执行非特权指令的目态，这四级不同的机器状态，按照系统处理器工作状态这四级不同的机器状态也被划分管态和目态，这也完全符合处理器的工作状态。
2.6 什么是程序状态字？主要包括什么内容？
答：如何知道处理器当前处于什么工作状态，它能否执行特权指令，以及处理器何以知道它下次要执行哪条指令呢？为了解决这些问题，所有的计算机都有若干的特殊寄存器，如用一个专门的寄存器来指示一条要执行的指令称程序计数器PC，同时还有一个专门的寄存器用来指示处理器状态的，称为程序状态字PSW。
主要内容包括所谓处理器的状态通常包括条件码--反映指令执行后的结果特征；中断屏蔽码--指出是否允许中断，有些机器如PDP-11使用中断优先级；CPU的工作状态--管态还是目态，用来说明当前在CPU上执行的是操作系统还是一般用户，从而决定其是否可以使用特权指令或拥有其它的特殊权力。
2.11 CPU如何发现中断事件？发现中断事件后应做什么工作？
答：处理器的控制部件中增设一个能检测中断的机构，称为中断扫描机构。通常在每条指令执行周期内的最后时刻中扫描中断寄存器，询为是否有中断信号到来。若无中断信号，就继续执行下一条指令。若有中断到来，则中断硬件将该中断触发器内容按规定的编码送入程序状态字PSW的相应位（IBM-PC中是第16~31位），称为中断码。
发现中断事件后应执行相中断处理程序，先由硬件进行如下操作：
1、将处理器的程序状态字PSW压入堆栈
2、将指令指针IP（相当于程序代码段落的段内相对地址）和程序代码段基地址寄存器CS的内容压入堆栈，以保存被子中断程序的返回地址。
计算机操作系统课后习题
计算机操作系统
1301205班
201221469x 向同
第⼀章操作系统引论
1.设计现代OS的主要⽬标是什么？
答：⽅便性、有效性、开放性和可扩充性。
2.OS的作⽤可表现在哪⼏个⽅⾯？
答：（1）OS作为⽤户与计算机硬件系统之间的接⼝；
（2）OS作为计算机系统资源的管理者；
（3）OS实现了对计算机资源的抽象。
3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？
答：OS⾸先在裸机上覆盖⼀层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第⼀层次抽象；在第⼀层软件上再覆盖⽂件管理
软件，实现了对硬件资源操作的第⼆层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件
操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
4.说明推动分时系统形成和发展的主要动⼒是什么？
答：主要动⼒是提⾼资源利⽤率和系统吞吐量，为了满⾜⽤户对⼈—机交互的需求和共享主机。
11.OS有哪⼏⼤特征？其最基本的特征是什么？
答：并发性、共享性、虚拟性和异步性。最基本的特征有：并发性和分享性。
12.在多道程序技术的OS环境下的资源共享与⼀般情况下的资源共享有什么不同？对独占资源应采取何种分享⽅式？
答：
13.什么是时分复⽤技术？举例说明它能提⾼资源利⽤率的根本原因是什么？
答：时分复⽤技术是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同⼀个信道传输；在接收端再⽤某种⽅法，将各个时间段
内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术。这种技术可以在同⼀个信道上传输多路信号。时分复⽤技术能提⾼资源利⽤率
的根本原因在于，它利⽤某设备为⼀⽤户服务的空闲时间，⼜转去为其他⽤户服务使设备得到最充分的利⽤。
14.是什么原因使操作系统具有异步性特征？
答：在多道程序环境下允许多个进程并发执⾏，但由于资源等因素的限制，进程的执⾏通常并⾮⼀⽓呵成，⽽是以⾛⾛停停的
⽅式运⾏。内存中的每个进程在何时执⾏，何时暂停，以怎样的速度向前推进，每道程序总共需要多少时间才能完成，都是不
计算机操作系统典型例题解析之四
【例1】可变分区存储管理系统中，若采用最佳适应分配算法，“空闲区表”中的空闲区可按（A ）顺序排列。
A、长度递增 B、长度递减 C、地址递增 D、地址递减
分析：最佳适应算法要求每次都分配给用户进程能够满足其要求的空闲区中最小的空闲区，所以为了提高算法效率，我们把所有的空闲区，按其大小以递增的顺序形成一空闲分区链。这样，第一个找到的满足要求的空闲区，必然是符合要求中最小的。所以本题的答案是A。
【例2】虚拟存储技术是（B ）。
A、扩充主存物理空间技术B、扩充主存逻辑地址空间技术
C、扩充外存空间的技术D、扩充输入/输出缓冲区技术
分析：所谓虚拟存储器，是指仅把作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统。具体地说，所谓虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。实际上，用户所看到的大容量只是一种感觉，是虚的，故称之为虚拟存储器。虚拟存储技术是一种性能非常优越的存储器管理技术、故被广泛地应用于大、中、小型机器和微型机中。所以本题的答案是B。
【例3】很好地解决了“零头”问题的存储管理方法是（A ）。
A、分页存储管理方式 B、分段存储管理方式C、多重分区管理 D、可变式分区管理
分析：“零头”也就是内存碎片，是指内存中无法被利用的小空闲区。在有些内存管理方式下，系统运行一段时间后，内存的碎片会占据相当的数量的空间。分段存储管理方式、多重分区管理、可变式分区管理都会因为内存分配回收产生“零头”，而分页存储管理方式，按事先划分好的内存块为单位分配回收内存，所以不会产生“零头”。所以本题的答案是A。
【例4】系统“抖动”现象的发生是由（B ）引起的。
A、交换的信息量过大 B、置换算法选择不当C、内存容量不足 D、请求分页管理方案
分析：“抖动”现象是指刚被换出的页很快又要被访问，为此，又要换出其他页，而该页又很快被访问，如此频繁地置换页面，以致大部分时间都花在页面置换上。交换的信息量过大，内存容量不足都不是引起系统“抖动”现象的原因，而选择的置换算法不当才是引起“抖动”现象的根本原因，例如，先进先出算法就可能产生“抖动”现象。所以本题的答案是B。
《操作系统（英文版）》第1-6章学习笔记
本笔记只为学习者提供有限帮助，并不一定覆盖所有的重点。课程的重点请参考课堂讲义。
第一章
1.1
一个计算机系统的基本硬件单元有处理器、主存、I/O模块和系统总线。
1.2
处理器寄存器可分为2类，一类是用户可见的寄存器，程序员在程序中可以使用这些寄存器；另一类是控制和状态寄存器，一般被处理器和操作系统使用，用来控制处理器的操作和程序的运行。
用户可见的寄存器包括数据寄存器和地址寄存器，后者如栈指针（SP）等。
控制和状态寄存器包括程序计数器（PC）和指令寄存器（IR）等。
1.3
一个指令周期包括2个阶段：指令的读取和指令的执行。指令的读取就是从PC寄存器的值所指的内存中读取指令，将它放入IR寄存器，同时将PC的值加1（就是下个周期要读取的指令的地址）。指令的执行就是执行这一条指令，可能是数据在处理器和内存、I/O之间的传输，或者数据的处理等。
1.4
为什么要有中断？中断的主要目的是为了提高处理器的利用率。处理器的速度远大于I/O的速度，当一个进程进行一个I/O操作时，我们不希望进程一直等待I/O操作的完成而白白浪费处理器的时间。所以就让进程做其它的事，或者让处理器运行其它的进程；等I/O操作（I/O操作的大部分内容可以由I/O模块独立完成，而不需要处理器的参与）完成了，再用中断的方式通知进程。这是I/O中断的由来。
当然系统中还有其它的中断，比如时钟中断。在多任务系统中，为了让多个进程看起来并行地运行，我们将处理器的时间分成一小段一小段（比如50ms），每一个进程运行时都给它一小段的时间，时间到了，就算它还没运行完，也要把处理器让给其它的进程，这样每个进程看起来都在往前走。“时间到了”这个事件就是一个时钟中断。
当中断发生时，当前正在运行的进程就要暂停，它的当前的状态就要先保存起来（象PC之类的数值），处理器将执行中断处理程序（ISR）中的指令。处理器执行完了ISR中的指令，就恢复被暂停的那个进程的状态，并且继续运行这个进程。
