操作系统入门：第1章练习与解答

在《操作系统精髓与设计原理·第五版》一书中，第一章计算机系统概述包含了对计算机基本概念和工作原理的介绍。本节提供了两个练习题，涉及指令执行流程和内存管理。 第一个问题是关于一个理想机器的I/O操作，其中定义了两条特殊的I/O指令。程序要求从设备5加载AC，然后将AC的内容与存储器单元940相加，最后将结果保存到设备6。给出的答案详细列出了每个步骤的操作过程，包括如何将设备地址、存储器地址以及数据值传输到不同的寄存器，如指令寄存器(IR)和地址寄存器(MAR)。通过这些步骤，展示了处理器如何与外部设备交互以及执行指令的过程。 第二个练习题是关于程序执行过程的更深入描述，要求使用MAR和MBR（内存缓冲寄存器）来扩展6步骤的描述。这部分内容涉及了指令周期的不同阶段，如指令的读取、解码、数据的获取和处理，以及程序计数器(PC)的更新，强调了内存管理在执行过程中的关键作用。 第三个问题探讨了微处理器地址空间的问题。当微处理器有16位地址和数据总线时，它可以直接访问的存储器大小取决于连接的存储器宽度。如果是16位存储器，最大可访问的地址空间为2^16个字节。而如果是8位存储器，由于数据总线限制，处理器只能访问单个8位存储单元，无法直接访问整个8位存储器。 这些练习题旨在帮助读者理解操作系统底层的工作原理，特别是内存管理、指令执行和I/O操作，这些都是操作系统设计和实现的基础。通过解答这些问题，学习者可以加深对计算机硬件和操作系统交互的理解，有助于提升对操作系统设计的理解和实践能力。