1.3_操作系统运行环境习题
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到限制； 处于核心态执行中的进程则能访问所有的内存空间 和对象 ※ 进程在核心态运行时是不可被剥夺的， 用户态运行时是可被剥夺的。
因为屏蔽所有中断十分重要，不能随便让目态用户程 序使用，它只能由处于管态的操作系统来自行处理
【答案】C
【例】
程序可执行特权指令。
（A）同组用户
（B）操作系统
（C）特权用户
因此为了安全期间，这类指令只能用于操作 系统或其他系统软件，而一般不直接提供 给用户使用。
【答案】对
【例】当处理机处于管态时，只能执行特权 指令。（ ）
【解析】“特权指令”仅能由操作系统使用； 其它指令为“非特权指令”，用户只能使 用非特权指令，操作系统可以使用全部指 令。
【答案】错误
【例】处理机为什么要区分核心态和用户态两种操 作方式？什么情况下进行两种方式的转换？
（E）系统所使用的调度算法
【解析】程序状态字（PSW）是用来控制指令执行 顺序并且保留和指示与程序有关的系统状态。一 般包括三部分内容：程序基本状态（指令地址、 条件码、管目态位等）；中断码；中断屏蔽位。
【答案】BCD
【例】特权指令只能在管态下执行，而不能 在目态下执行。（）
【分析】所谓特权指令：具有特殊权限的指 令，由于这类指令的权限很大，所以如果 使用不当，会破坏系统或其他用户信息。
【分析】多道程序设计是指允许多个程序同时 进入一个计算机系统的主存储器并进行计算的 方法。这些程序共享处理机时间和外部设备及 其他资源。当一道程序因某种原因（如I/O请 求）而暂停执行时，CPU立即执行另一道程 序。
多道程序设计技术的实现基础是计算机系统具有处理 机和外围设备并行工作的能力，这种能力的出现是 在中断和通道技术出现后才有的。
（D）一般用户
【解析】“特权指令”是指仅能由操作系统使 用的指令
【答案】（B）
【例】“清除内存”指令是系统中的
指
令。
（A）通道
（B）用户
（C）特权
（D）非特权
【解析】“清除内存”指令，显然是不容许用 户使用的，否则将会引起混乱，因此该指 令应为特权指令。
【答案】（C）
【例】计算机处于目态时，不能执行____指令
若中央处理机处于“目态”，仅可以执行非特权指令，在备
选答案中，（A）读系统时钟、（C）读用户内存自身数 据、（D）写用户内存自身数据，是非特权指令，它们的 执行不会构成对系统的破坏
（B）写系统时钟、（E）清除整个内存，则可能造成对系统 的破坏，所以在目态下不能执行。
【答案】ACD
【例】若中央处理机处于“管态”，可以执 行的指令有_________。
【例】中断响应应将保留处理机状态字和指令计数 器的内容，这项工作是由计算机的____完成的。
【分析】中断响应首先的过程必须保护被中断进程 的CPU环境
硬件自动将PSW处理机状态字和程序计数器PC中 的内容，保存在中断保留区（栈）中，然后对被 中断进程的CPU现场进行保留，包含所有的CPU 寄存器，如通用寄存器，段寄存器等。因为在中 断处理时可能会用到这些寄存器。
通道能完成主存储器和外围设备之间的信息传送，与 中央处理器并行地执行操作。采用通道技术主要解 决了输入输出操作的独立性和各部件工作的并行性。 由通道管理和控制输入输出操作，减少了外围设备 和中央处理器的联系，从而把中央处理器从琐碎的 输入输出操作中解放出来。
中断是指某个事件（如电源掉电，浮点运算溢出，外 部设备传输完成或出错等）发生时，由相应的中断 机构终止正运行的程序执行，处理事件程序对应事 件进行处理，处理完后返回断点继续执行。
当系统处于核心态时，可以使用所有指令，资源， 并具备改变CPU状态的能力；当处于用户态，只 能使用非特权指令
如果CPU执行用户程序时（用户态），出现了中断， 系统将自动转到中断处理程序。CPU就由用户态 转到核心态，中断处理结束后，返回继续执行用 户程序，CPU又由核心态转到用户态
【例】为什么说直到出现中断和通道技术后， 多道程序概念才变得真正可用？
1.3 操作系统运行环 境习题
【例】无论在哪一种操作系统中，（ ）命令 只在核心态执行。
A 读时钟日期 B 改变内存分配位图 C 屏蔽所有中断 D 改变磁盘空间分配位图
在操作系统中，执行状态分为两种： × 用户态执行 执行用户的代码 × 核心态执行 执行操作系统的代码
这两种状态的主要区别有： ※处于用户态执行，进程所能访问的内存空间和对象受
如图，程序在指令N位置被中断，程序计数器中的 内容是N+1,所有寄存器的内容都被保留在栈中
【答案】硬件
【例】若中央处理机处于“目态”，可以执行的指令有 _________。
（A）读系统时钟
（B）写系统时钟
（C）读用户内存自身数据 （D）写用户内存自身数据
（E）清除整个内存
【解析】计算机系统都有自己的指令系统，在多道程序设计 系统中，指令系统分为“特权指令”与“非特权指令”。 特权指令仅能由操作系统使用，如设置时钟、清内存等为 特权指令；其它指令为非特权指令，用户只能使用非特权 指令。
【分析】大多数操作系统将CPU执行状态分为管态 和目态
管态（特权态，系统态，核心态）CPU在管态下可 以执行指令系统的全集。通常，操作系统在管态 下运行
目态（常态，用户态）机器处于目态时，程序只能 执行非特权指令。用户程序只能在目态下运行， 如果用户程序在目态下执行特权指令，硬件将发 生中断，由操作系统获得控制，特权指令执行被 禁止，可以防止用户程序破坏系统
【分析】计算机中不允许用户直接使用的指令称为 特权指令，如I/O指令，置中断指令，设置PSW程 序状态字寄存器等指令。这些指令会直接控制外 围设备硬件或引起系统状态改变，如果用户随意 使用这些指令，很容易造成系统的混乱。
为了避免用户使用特权指令，计算机硬件机构区分 了两种操作模式：目态和管态。用户的程序启动 后自动在目态，处于目态的程序不能使用特权指 令。而操作系统中必须使用特权指令的那部分程 序运行在管态。
【答案】特权指令
【例】现代计算机中，CPU工作方式有目态 和管态两种。目态是指运行 ① 程序，管 态是指运行 ② 程序。执行编译程序时， CPU处于 ③ 。
【解析】 CPU工作方式分为目态和管态，主 要是为了把用户程序和操作系统程序区分 开，以利于程序的共享和保护。
【答案】①用户，②操作系统，③目态
（A）读系统时钟
（B）写系统时钟
（C）读用户内存自身数据 内存自身数据
（D）写用户
（E）清除整个内存
【解析】若中央处理机处于“管态”，此时 可以执行系统的全部指令
【答案】ABCDE
【例】程序状态字（PSW）通常应包括_________。
（A）作业说明书地址
（B）程序基本状态
（C）中断码
（D）中断屏蔽位
从目态转换为管态的惟一途径是中断 从管态到目态通过修改程序状态字来实现，它将伴
随Fra Baidu bibliotek操作系统程序到用户程序的转换
【解答】在CPU中运行的操作系统程序和用户程序 对应的机器指令集不同。操作系统程序使用所有 指令，但用户程序只能使用部分指令。
从资源管理和程序控制执行的角度出发，将指令系 统分为两大部分：特权指令和非特权指令。在程 序执行时候，根据执行程序对资源和机器指令的 使用特权，把机器设置为两个状态：核心态和用 户态
因为屏蔽所有中断十分重要，不能随便让目态用户程 序使用，它只能由处于管态的操作系统来自行处理
【答案】C
【例】
程序可执行特权指令。
（A）同组用户
（B）操作系统
（C）特权用户
因此为了安全期间，这类指令只能用于操作 系统或其他系统软件，而一般不直接提供 给用户使用。
【答案】对
【例】当处理机处于管态时，只能执行特权 指令。（ ）
【解析】“特权指令”仅能由操作系统使用； 其它指令为“非特权指令”，用户只能使 用非特权指令，操作系统可以使用全部指 令。
【答案】错误
【例】处理机为什么要区分核心态和用户态两种操 作方式？什么情况下进行两种方式的转换？
（E）系统所使用的调度算法
【解析】程序状态字（PSW）是用来控制指令执行 顺序并且保留和指示与程序有关的系统状态。一 般包括三部分内容：程序基本状态（指令地址、 条件码、管目态位等）；中断码；中断屏蔽位。
【答案】BCD
【例】特权指令只能在管态下执行，而不能 在目态下执行。（）
【分析】所谓特权指令：具有特殊权限的指 令，由于这类指令的权限很大，所以如果 使用不当，会破坏系统或其他用户信息。
【分析】多道程序设计是指允许多个程序同时 进入一个计算机系统的主存储器并进行计算的 方法。这些程序共享处理机时间和外部设备及 其他资源。当一道程序因某种原因（如I/O请 求）而暂停执行时，CPU立即执行另一道程 序。
多道程序设计技术的实现基础是计算机系统具有处理 机和外围设备并行工作的能力，这种能力的出现是 在中断和通道技术出现后才有的。
（D）一般用户
【解析】“特权指令”是指仅能由操作系统使 用的指令
【答案】（B）
【例】“清除内存”指令是系统中的
指
令。
（A）通道
（B）用户
（C）特权
（D）非特权
【解析】“清除内存”指令，显然是不容许用 户使用的，否则将会引起混乱，因此该指 令应为特权指令。
【答案】（C）
【例】计算机处于目态时，不能执行____指令
若中央处理机处于“目态”，仅可以执行非特权指令，在备
选答案中，（A）读系统时钟、（C）读用户内存自身数 据、（D）写用户内存自身数据，是非特权指令，它们的 执行不会构成对系统的破坏
（B）写系统时钟、（E）清除整个内存，则可能造成对系统 的破坏，所以在目态下不能执行。
【答案】ACD
【例】若中央处理机处于“管态”，可以执 行的指令有_________。
【例】中断响应应将保留处理机状态字和指令计数 器的内容，这项工作是由计算机的____完成的。
【分析】中断响应首先的过程必须保护被中断进程 的CPU环境
硬件自动将PSW处理机状态字和程序计数器PC中 的内容，保存在中断保留区（栈）中，然后对被 中断进程的CPU现场进行保留，包含所有的CPU 寄存器，如通用寄存器，段寄存器等。因为在中 断处理时可能会用到这些寄存器。
通道能完成主存储器和外围设备之间的信息传送，与 中央处理器并行地执行操作。采用通道技术主要解 决了输入输出操作的独立性和各部件工作的并行性。 由通道管理和控制输入输出操作，减少了外围设备 和中央处理器的联系，从而把中央处理器从琐碎的 输入输出操作中解放出来。
中断是指某个事件（如电源掉电，浮点运算溢出，外 部设备传输完成或出错等）发生时，由相应的中断 机构终止正运行的程序执行，处理事件程序对应事 件进行处理，处理完后返回断点继续执行。
当系统处于核心态时，可以使用所有指令，资源， 并具备改变CPU状态的能力；当处于用户态，只 能使用非特权指令
如果CPU执行用户程序时（用户态），出现了中断， 系统将自动转到中断处理程序。CPU就由用户态 转到核心态，中断处理结束后，返回继续执行用 户程序，CPU又由核心态转到用户态
【例】为什么说直到出现中断和通道技术后， 多道程序概念才变得真正可用？
1.3 操作系统运行环 境习题
【例】无论在哪一种操作系统中，（ ）命令 只在核心态执行。
A 读时钟日期 B 改变内存分配位图 C 屏蔽所有中断 D 改变磁盘空间分配位图
在操作系统中，执行状态分为两种： × 用户态执行 执行用户的代码 × 核心态执行 执行操作系统的代码
这两种状态的主要区别有： ※处于用户态执行，进程所能访问的内存空间和对象受
如图，程序在指令N位置被中断，程序计数器中的 内容是N+1,所有寄存器的内容都被保留在栈中
【答案】硬件
【例】若中央处理机处于“目态”，可以执行的指令有 _________。
（A）读系统时钟
（B）写系统时钟
（C）读用户内存自身数据 （D）写用户内存自身数据
（E）清除整个内存
【解析】计算机系统都有自己的指令系统，在多道程序设计 系统中，指令系统分为“特权指令”与“非特权指令”。 特权指令仅能由操作系统使用，如设置时钟、清内存等为 特权指令；其它指令为非特权指令，用户只能使用非特权 指令。
【分析】大多数操作系统将CPU执行状态分为管态 和目态
管态（特权态，系统态，核心态）CPU在管态下可 以执行指令系统的全集。通常，操作系统在管态 下运行
目态（常态，用户态）机器处于目态时，程序只能 执行非特权指令。用户程序只能在目态下运行， 如果用户程序在目态下执行特权指令，硬件将发 生中断，由操作系统获得控制，特权指令执行被 禁止，可以防止用户程序破坏系统
【分析】计算机中不允许用户直接使用的指令称为 特权指令，如I/O指令，置中断指令，设置PSW程 序状态字寄存器等指令。这些指令会直接控制外 围设备硬件或引起系统状态改变，如果用户随意 使用这些指令，很容易造成系统的混乱。
为了避免用户使用特权指令，计算机硬件机构区分 了两种操作模式：目态和管态。用户的程序启动 后自动在目态，处于目态的程序不能使用特权指 令。而操作系统中必须使用特权指令的那部分程 序运行在管态。
【答案】特权指令
【例】现代计算机中，CPU工作方式有目态 和管态两种。目态是指运行 ① 程序，管 态是指运行 ② 程序。执行编译程序时， CPU处于 ③ 。
【解析】 CPU工作方式分为目态和管态，主 要是为了把用户程序和操作系统程序区分 开，以利于程序的共享和保护。
【答案】①用户，②操作系统，③目态
（A）读系统时钟
（B）写系统时钟
（C）读用户内存自身数据 内存自身数据
（D）写用户
（E）清除整个内存
【解析】若中央处理机处于“管态”，此时 可以执行系统的全部指令
【答案】ABCDE
【例】程序状态字（PSW）通常应包括_________。
（A）作业说明书地址
（B）程序基本状态
（C）中断码
（D）中断屏蔽位
从目态转换为管态的惟一途径是中断 从管态到目态通过修改程序状态字来实现，它将伴
随Fra Baidu bibliotek操作系统程序到用户程序的转换
【解答】在CPU中运行的操作系统程序和用户程序 对应的机器指令集不同。操作系统程序使用所有 指令，但用户程序只能使用部分指令。
从资源管理和程序控制执行的角度出发，将指令系 统分为两大部分：特权指令和非特权指令。在程 序执行时候，根据执行程序对资源和机器指令的 使用特权，把机器设置为两个状态：核心态和用 户态