操作系统1-4章 习题.pdfVIP

 列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。 答：1、主存储器：存储数据和程序； 2、算术逻辑单元：能处理二进制数据； 3、控制单元：解读存储器中的指令并且使 他们得到执行； 4、输入/输出设备：由控制单元管理。  定义处理器寄存器的两种主要类别 答： 1、用户可见寄存器：优先使用这些寄存器，可以减少 对主存储器的访问次数。对高级语言而言，由优化编译 器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器。一些高级 语言，如C语言，允许程序员建议编译器把哪些变量保 存在寄存器中。 2、控制和状态寄存器：用以控制处理器的操作，且主 要被具有特权的操作系统例程使用，以控制程序的执行。  1.3 一条机器指令能指定的四种不同操作是什么？  答： 1、处理器－寄存器：数据可以从处理器传送到存储器， 或者从存储器传送到处理器。 2、处理器－I/O ：通过处理器和I/O模块间的数据传送， 数据可以输出到外部设备，或者从外部设备输入数据。 3、数据处理，处理器可以执行很多关于数据的算术操 作或逻辑操作。 4、控制：某些指令可以改变执行顺序。  1.4 什么是中断？ 答：中断：其他模块（I/O，存储器）中断处 理器正常处理过程的机制。  1.5 多中断的处理方式是什么？  答：处理多中断有两种方法。  第一种方法：正在处理一个中断时，禁止再中断。  第二种方法：是定义中断优先级，允许高优先级的 中断打断低优先级的中断处理器的运行。  1.6 内存层次的各个元素间的特征是什么？  答： 存储器的三个重要特性是：价格，容量和访问时间。  1.7 什么是高速缓冲存储器？  答： 比主存小而快的存储器，用以协调主存跟处理器， 作为最近储存地址的缓冲区。  1.8 列出并简要地定义I/O操作的三种技术。  答：  可编程I/O ：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应 的I/O模块发布命令（用以执行这个指令）；在进一步的动作之前，处理 器处于繁忙的等待中，直到该操作已经完成。  中断驱动I/O ：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相 应的I/O模块发布命令，并继续执行后续指令，直到后者完成，它将被I/O 模块中断。如果它对于进程等待I/O 的完成来说是不必要的，可能是由于 后续指令处于相同的进程中。否则，此进程在中断之前将被挂起，其他工 作将被执行。  直接存储访问：DMA模块控制主存与I/O模块间的数据交换。处理器向 DMA模块发送一个传送数据块的请求，（处理器）只有当整个数据块传送 完毕后才会被中断。  1.13、一台计算机包括包括高速缓冲存储器、主存储器和 一个用做虚拟存储器的磁盘。如果要存取的字在高速缓冲 存储器中，存取它需要20ns；如果该字在主存储器中而不 在高速缓冲存储器中，把它载入高速缓冲存储器需要60ns （包括最初检查高速缓冲存储器的时间），然后再重新开 始存取；如果该字不在主存储器中，从磁盘中取到内存需 要12ms，接着复制到高速缓冲存储器中还需要60ns，再重 新开始存取。高速缓冲存储器的命中率为0.9，主存储器的 命中率为0.6，则该系统中存取一个字的平均存取时间是 多少（单位为ns ）？ 考虑三种情况： 字所在的位置 概率 访问所需时间（ns ） 在缓存中 0.9 20 不在缓存，在主存中 （0.1 ）（0.6 ）= 0.06 60+20 = 80 12ms+60+20 = 不在