第1章 習題解答

　　1.計算機系統由哪兩大部分組成？

　　答：計算機系統是能按照人的要求接受和存儲信息，自動進行數據處理和計算，并輸出結果信息的機器系統。計算機系統由兩大部分組成：硬件（子）系統和軟件（子）系統，其中硬件子系統是系統賴以工作的實體，它是有關的各種物理部件的有機的結合。軟件子系統由各種程序以及程序所處理的數據組成，這些程序的主要作用是協調各個硬件部件，使整個計算機系統能夠按照指定的要求進行工作。

　　硬件子系統包括中央處理器、主存存儲器、輸人輸出控制系統和各種外圍設備。

　　軟件子系統包括系統軟件、支援軟件和應用軟件三個部分。

　　2.什么是計算機的操作系統？

　　答：操作系統（Operating System縮寫 OS）是一種系統軟件。它對程序的執行進行控制，還使用戶能方便地使用硬件提供的計算機功能，也使硬件的功能發揮得更好。它是一種用于管理計算機系統資源和控制程序執行的系統軟件，它擴充系統的功能，為用戶提供方便的使用接口和良好的運行環境。

　　3.操作系統管理哪些資源？

　　答：操作系統管理計算機系統的資源，其中硬件資源主要包括中央處理器、主存儲器和各種外圍設備；軟件資源包括了程序和數據，通常這些程序和數據是以文件的方式存儲和使用的。它說明資源的使用情況，實現多用戶共享計算機系統的各種資源。

　　4.為什么要把“I/O指令”等定義為特權指令？

　　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誤。例如，用戶程序中要啟動磁帶后取磁帶上的信息，但可能操作員錯拿了另一用戶的磁帶，把它以磁帶機上，這時用戶程序啟動磁帶機后從磁帶上得到的信息實際上不是自己需要的，就可能造成程序執行后得到結果不正確。更糟糕的是當用戶程序啟動磁帶機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誤啟動外圍設備的工作不是用戶程序直接做，而是由操作系統來做。

　　5.操作系統是如何防止用戶使用特權指令的？

　　答：為了防止用戶程序中使用特權指令，計算機硬件結構區分兩種操作模式：目態和管態，其中目態下只能使用除特權指令以外的指令，管態下可以使用全部指令。當在目態下使用特權指令時，硬件就發出信號：“程序使用非法指令”，且不允許程序繼續執行下去。所以可以把用戶程序置在目態下運行，而操作系統中必須使用特權指令的那部分程序可在管態下運行，這樣可保證計算機系統的安全可靠。

　　6.操作系統為什么要提供“系統調用”？

　　答：系統調用是操作系統為用戶程序提供的一種服務界面，也可以說是操作系統保證程序設計語言能正常工作的一種支持。在源程序一級，用戶用程序設計語言描述算題任務的邏輯要求（如讀文件、寫文件等）。而這些要求的實現只通過調用操作系統提供的不同功能的子程序，即系統調用。

　　7.批處理操作系統、實時操作系統和分時操作系統各有什么特點？

　　答：批處理操作系統是將一批作業的程序和數據交給系統后，系統順序控制作業的執行，當一個作業執行結束后自動轉入下一個作業的執行。多道批處理操作系統，允許若干個作業同時裝入主存儲器，處理器輪流地執行各個作業，各個作業同時使用各自所需的外圍設備。

　　實時操作系統接收到外部信號后及時進行處理，并且要在嚴格的時限內處理完接收的事件。實時操作系統要求要有比分時操作系統更強的及時性。可靠性是實時系統最重要的設計目標之一。

　　分時操作系統的主要特點是：①交互性。用戶能夠直接與計算機系統交互。②及時性。由于支持人機交互，所以主機應該盡快地對用戶的要求給予響應。③獨立性。這主要是指多個用戶雖然在同時使用主機系統，但是他們相互之間是不干擾的。④多路性。分時操作系統在宏觀上看，整個系統同時在為多個用戶服務。

　　8.從資源管理的觀點來看，操作系統有哪些基本功能？

　　答：從資源管理的觀點看，操作系統的功能可分成五大部分，即：

　　①處理器管理。操作系統按照一定的調度算法分配處理機。

　　②存儲管理。負責分配、回收和保護存儲單元。

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

　　④設備管理。對設備進行分配、回收與控制。

　　⑤作業管理。負責作業的調度和作業控制。