Day 01-02 测验与作业
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Day 02 课前测验
题目 1：简述计算机三大核心硬件的作用，并解释内存、硬盘各自的优缺点，为何要有内存，内存为何称之为主存
三大核心硬件：
| 硬件 | 作用 |
|---|---|
| CPU | 控制器 + 运算器，负责指令的执行和逻辑运算 |
| 内存（RAM） | 临时存储正在运行的程序和数据，作为 CPU 与硬盘之间的桥梁 |
| 硬盘 | 持久存储程序和数据 |
内存 vs 硬盘：
| 内存 | 硬盘 | |
|---|---|---|
| 优点 | 存取速度极快 | 可持久保存数据 |
| 缺点 | 断电数据丢失 | 存取速度慢 |
为何要有内存？ CPU 速度远快于硬盘，如果 CPU 直接从硬盘取数据会严重等待。内存作为高速缓冲区，先把数据从硬盘加载到内存，CPU 再从内存读取，解决速度不匹配问题。
为何称之为主存？ 因为程序运行时，CPU 直接交互的存储器就是内存，它是程序运行的"主战场"，硬盘只是"仓库"。
题目 2：只站在计算机硬件体系结构的角度，解释一个程序是如何启动并运行的
- 加载阶段：硬盘中的程序代码和数据被读入内存
- 执行阶段：CPU 从内存中逐条取出指令并执行
题目 3：什么是虚拟内存？为何要有虚拟内存？虚拟内存何时发挥作用？
- 虚拟内存：在硬盘上划出一块空间（swap 分区）当作内存使用
- 为何要有：当物理内存不足时，防止系统崩溃，是一种保命措施
- 何时发挥作用：物理内存不够用时，系统会将内存中不常用的数据交换到 swap 分区，腾出物理内存给当前需要的程序
题目 4：CMOS 是干啥的？它有什么特点？
- 作用：存储 BIOS 的配置信息（如启动顺序、硬件参数等）
- 特点：与内存一样断电数据会丢失，但耗电量极低，由主板上的纽扣电池供电维持数据
题目 5：内存不足且虚拟内存也不够用时，会导致什么问题？硬盘空间不足会导致什么问题？
- 内存 + swap 都不够：系统触发 OOM Killer，强制杀掉占用内存大的进程；极端情况下系统崩溃
- 硬盘空间不足：无法写入新数据；日志无法记录；swap 无法扩展；数据库等应用报错
题目 6：什么是操作系统？为何要有操作系统？有了操作系统之后应用程序是如何操控硬件的？
- 操作系统：协调、管理、控制计算机硬件资源与应用软件的控制程序
- 为何要有：将复杂的硬件控制逻辑封装好，对上层应用提供简单统一的接口（系统调用），降低开发难度
- 应用如何操控硬件：应用程序通过系统调用接口向操作系统发起请求，操作系统在内核态下控制硬件完成操作，结果再通过系统调用返回给应用程序
Day 02 课后作业
1. 整理笔记（重点知识）
- ✅ 操作系统的构成（系统调用接口 + 内核）
- ✅ 内核态与用户态
- ✅ 多道技术（空间复用 + 时间复用）
2. 动手操作
- 安装 VMware Workstation，创建虚拟机
- 在虚拟机中安装 Rocky Linux、CentOS、Ubuntu