操作系统原理：第五版练习解答与解析

"《操作系统精髓与设计原理·第五版》的练习题及答案，涵盖了计算机系统概述的内容，涉及I/O指令、程序执行流程以及微处理器的内存访问能力。" 在《操作系统精髓与设计原理·第五版》的练习题中，讨论了计算机系统的基本概念，特别是与I/O操作和程序执行流程相关的知识。首先，题目给出了一种理想机器模型，其中包含两条I/O指令，分别是用于从I/O设备加载数据到累加器（AC）和将AC中的数据保存到I/O设备。通过一个具体的例子展示了如何执行一系列操作：从设备5加载数据到AC，然后加上存储器940单元的内容，最后将结果保存到设备6。在这个过程中，我们看到了内存地址（如3005、5940和7006）与指令执行的对应关系。 接着，题目要求详细描述程序执行的步骤，具体到使用MAR（Memory Address Register，内存地址寄存器）和MBR（Memory Buffer Register，内存缓冲寄存器）。这里展示了指令从内存读取到执行的完整流程，包括PC（Program Counter，程序计数器）的更新，指令的加载，数据的计算以及存储。每个步骤都详细指出了何时将地址或数据传输到不同的寄存器，以及如何根据指令进行计算。 此外，问题1.4探讨了微处理器的内存访问能力。当一个16位的微处理器与不同位宽的存储器相连时，它能访问的内存地址空间会有所不同。对于16位存储器，处理器可以访问的最大地址空间是2^16个地址单位，而对于8位存储器，由于每个地址只能访问8位数据，所以尽管地址仍然是16位，但实际可访问的存储器空间是2^16个8位单元，相当于2^14个16位单元。 这些知识点体现了计算机体系结构的基础，包括指令执行机制、内存访问和I/O操作，这些都是操作系统设计和理解的核心。掌握这些概念对于学习和设计操作系统至关重要，因为它们涉及到处理器如何与硬件交互，以及如何有效地管理内存和外设通信。