操作系统课后习题和答案

操作系统是计算机系统的核心组件，负责管理和协调计算机硬件及软件资源。在学习操作系统时，理解和掌握各种概念是至关重要的。以下是对标题和描述中涉及知识点的详细解释： 1. **目态/管态**： 目态（User Mode）和管态（Supervisor Mode）是现代计算机中设置的两种基本机器状态。目态主要用于用户程序执行，限制了对关键系统资源的访问，防止用户程序误操作导致系统崩溃。管态则允许操作系统执行特权指令，管理硬件资源和系统调用。Intel 80386处理器进一步将管态细分为三个特权级，增加了安全性，例如，不同级别的特权指令只对特定的级别开放。 2. **程序状态字（PSW）**： 程序状态字是一个特殊的寄存器，用于存储处理器当前的工作状态，包括条件码（指示指令执行结果）、中断屏蔽码（控制中断的发生）以及CPU工作状态（管态或目态）等信息。这些信息帮助处理器知道当前是否可以执行特权指令以及如何响应中断。 3. **中断处理**： 中断是计算机系统中的一种机制，用于处理突发事件。CPU通过中断扫描机构检测中断事件，一旦发现中断，会保存当前状态（如PSW、IP和CS），并将控制权转移给中断处理程序。中断处理程序会执行必要的操作，如更新寄存器，然后执行相应的中断服务。 4. **作业调度**： 在多道程序系统中，作业调度涉及到如何安排多个作业的执行。例如，对于A、B、C、D四个作业，需要根据它们的定时需求建立一个执行顺序，如ABCCAD，确保每个作业在规定的时间间隔后再次运行。 5. **重定位**： 重定位是将程序中的逻辑地址转换为实际内存地址的过程。主要有两种技术：静态重定位和动态重定位。静态重定位在程序装入内存时完成，所有地址在程序运行前被修正。动态重定位则在程序执行时由硬件实时完成，允许程序在内存中移动而不影响其执行。 6. **绝对装入与连接装入**： 绝对装入程序是指程序的地址在编译时已经确定，直接装入内存的指定位置。而在多道程序系统中，连接装入程序用于将主程序和多个子程序合并，并在内存中找到合适的位置装入，可能需要进行地址重定位。 7. **进程管理**： 进程是操作系统中执行的程序实例，具有动态性、并发性和独立性等特征。与程序相比，进程是程序在特定上下文中的一次执行过程，拥有自己的资源（如内存空间、文件句柄等），并由进程控制块（PCB）记录其状态信息。程序是静态的，而进程是动态的，有生命周期，包括创建、运行、等待、就绪和终止等状态。 以上知识点涵盖了操作系统的基础概念，包括处理器状态管理、中断处理、程序装入与重定位，以及进程管理。这些知识对于深入理解操作系统的运行机制至关重要。