软件与系统练习：操作系统、中断、实用程序

本练习有十道原创题，由易到难，涵盖软件与系统的全部五课。第 1 至 4 题测试基础概念，第 5 至 8 题把概念应用到情境，第 9 和 10 题综合多项技能。

请在纸上用完整句子作答，就像在考试中一样。

写完自己的答案后才打开解答。然后用最后的对照清单，检查每一道做错的题。两道追踪题可以用受限伪代码追踪训练器或安全的 Python 推理沙盒核对。

题目

1. 说出操作系统的两项功能。

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以下任选两项：管理文件、管理内存、多任务、通过驱动程序管理外围设备、提供用户界面、处理中断、安全。例如：操作系统为每个运行中的程序分配内存，并通过在磁盘上存储和整理文件来管理文件。

2. 把下列各项分为应用软件、操作系统功能或实用程序：视频编辑器、内存管理、备份工具。

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视频编辑器：应用软件。内存管理：操作系统功能。备份工具：实用程序。

3. 说明编译器做什么，解释器做什么。

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编译器在程序运行前把整个程序翻译成机器码，生成可执行文件。解释器一次翻译并运行程序的一条语句。

4. 什么是中断（interrupt）？

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发给处理器的、表示有事情需要关注的信号。它可以来自硬件，如按键，也可以来自软件。处理器暂停程序，处理该信号，然后继续。

5. 一位开发者发现，她的程序在显示三行输出后，带着错误信息停止了。用的是哪种翻译器？你是怎样看出来的？

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解释器。它一次运行一条语句，所以在到达出错语句之前，前三行已经运行过了。编译器会在任何输出出现之前就报告错误。

6. 一家音乐工作室想把程序交给客户，又不透露源代码。哪种翻译器合适？为什么？

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编译器。它生成机器码的可执行文件，所以工作室可以提供该文件而不提供源代码。可执行文件运行时也不需要安装编译器。

7. 追踪下面的片段，中断在指令 I2 执行时到达。给出 X 和 Y 的最终值。

I1: X ← 4
I2: Y ← X + 5
I3: X ← Y * 2

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I1：X = 4。I2：Y = 4 + 5 = 9。中断检查在 I2 之后进行，所以处理器保存程序计数器和寄存器，运行中断服务例程，然后恢复状态。I3：X = 9 × 2 = 18。

最终值：X = 18，Y = 9。中断不会改变结果，因为状态已被保存并恢复。检验：4 + 5 = 9，9 × 2 = 18。

8. 一所学校的电脑使用机械硬盘，虽然空闲空间很多，打开大文件却要很久。说出合适的实用程序，并解释它如何帮助。

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**磁盘碎片整理。**被拆成片段、存放在不同位置的文件会被重新排列，使每个文件存放在一起。读取磁头于是移动更少，文件打开更快。问题不在空闲空间，所以删除文件不是对症的做法。

9. 一个 500 MB 的视频被压缩成 350 MB。计算大小缩小的百分比，并说明压缩是否同时能防止文件丢失。

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节省 = 500 − 350 = 150 MB。150 ÷ 500 = 0.3，所以缩小了 30%。检验：500 的 30% = 150。

压缩不能防止丢失，因为仍然只有一份。要防止丢失需要备份。

10. 一家制造商在智能门锁中建入嵌入式系统。讨论影响其设计的两个限制，以及在这里使用嵌入式系统的一个缺点。

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**限制一，电力：**门锁可能用电池，所以处理器和程序必须省电，否则电池耗尽时门锁就会失效。

**限制二，内存与成本：**门锁的任务固定（检查密码或卡片，并移动锁舌），所以只需要一个小而便宜的处理器和少量内存。

**缺点：**程序存放在设备里，所以增加新功能或修复故障可能很困难，除非更换部件甚至整个门锁。它也不能运行其他程序。

把每一种错误记进错题记录与重测队列，几天后再做一道新题。

这样的练习在老师阅读你的答案时会进展得更快。想了解怎么进行，请看我们的线上一对一计算机科学补习。