操作系统精髓与设计原理【chapter one复习题】

CHAPTER ONE 计算机系统概述

复习题：

1.1 列出并简要的定义计算机4哥主要组成部分。

 处理器；内存；输入输出模块；系统总线；

1.2 定义处理器寄存器的两种主要类别 

数据寄存器；地址寄存器；

1.3 一般而言，一条机器指令能指定的4种不同的操作是什么？

处理器-存储器：数据是in 还是out 处理器与存储器之间；

       处理器-I/O：数据是in还是out处理器与I/O模块之间 ；

       数据处理：数据相关的算术操作/逻辑操作；

       控制：指令执行到哪里；jump/下一条指令等等；

1.4什么是中断?

      程序中断：在某些条件下由指令执行的结果产生，例如算术溢出、除数为0；

      时钟中断：由处理器内部的计时器产生，允许操作系统以一定规律执行函数；

      I/O中断：由I/O控制器产生，用于发信号通知一个操作的正常完成或各种错误条件；

      硬件故障中断：由诸如掉电或存储器奇偶校验错误之类故障产生；（开机自检的时候：内存前64k奇偶校验）

1.5 多中断的处理方式是什么？

共两种：1、当正在处理中断的时候，处理器禁止其他任何的中断；

                2、定义中断的优先级，优先级高的中断可以打断低优先级的中断；

1.6 内存层次的各个元素的特征是什么？

存储器三个重要特性是：容量、存取时间、价格；使用时候需要择衷处理；

1、存取时间越快，每一个bit价值越高；

2、容量越大，每一个bit的价格越低；

3、容量越大，存取速度越慢；

1.7什么是高速缓存？

告诉缓存，就是cpu与内存之间的二级缓存，主要是利用1、局部性原理；2、高速缓存的速度高于内存；3、CPU与高速缓存的传输单位时字节或者字，内存与高速缓存的传输单位时块；因此可以提高传输效率

1.8 列出并简要的定义I/O操作的三种技术。

可编程I/o：CPU下发I/o操作指令，轮询的检查I/O是否处理完毕：这种比较浪费CPU；

中断驱动I/o：CPU下发I/O操作指令之后，CPU去做别的事情，当I/O准备好以后中断CPU当前的操作，CPU开始接收I/O，不过由于I/O的读取速度和CPU还是差好多数量级，效率仍然较低；

DMA（直接内存存取）：CPU下发I/O命令直接给DMA下发命令，由DMA模块直接和磁盘交互，DMA模块把数据读取到内存中，然后中断通知CPU；

1.9 空间局部性和时间局部性的区别是什么？

空间局部性：执行涉及很多簇集的存储器单元的趋势；处理器顺序访问指令的倾向，程序顺序访问数据单元的倾向；

时间局部性：处理器访问最近使用过的存储器单元的趋势；（例如：执行一个循环时，处理器重复执行相应的指令）

1.10 开发空间局部性和时间局部性的策略是什么？

.时间局部性策略：通过将进来使用的指令和数据值保存到告诉缓存中并使用高速缓存的层次结构实现。

空间局部性策略：使用较大的告诉缓存并将预取机制集成到告诉缓存控制逻辑中来实现。