操作系统第三版习题解析：重点概念与多道批处理

"(汤子瀛)第三版习题答案提供了前七章的部分习题解答，主要涵盖操作系统（OS）的基础理论和概念。" 操作系统（OS）是计算机系统的核心部分，其设计目标包括方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性意味着OS应简化用户与硬件之间的交互，提供直观易用的界面。有效性是指OS应优化系统资源的使用，提高计算机性能。可扩充性意味着OS应适应新技术和新需求，支持硬件和软件的升级。开放性则指OS应允许第三方开发应用程序，并兼容不同的标准和协议。 OS在计算机系统中扮演着多个角色。首先，它是用户与计算机硬件之间的接口，使得用户无需直接操作复杂的硬件就能执行任务。其次，OS作为资源管理者，负责调度和分配CPU时间、内存、磁盘空间等，确保各个进程公平有效地使用资源。此外，OS还能通过虚拟化技术，将单一物理系统扩展为逻辑上的多台机器，提供服务或支持并发执行。 推动多道批处理系统发展的主要动力是提高计算机资源利用率和系统吞吐量。多道批处理系统允许多个作业同时在内存中运行，减少了CPU空闲时间，通过脱机I/O技术解决了输入输出速度不匹配的问题，提升了效率。而联机I/O则是在主机控制下直接进行输入输出，适用于需要即时响应的场景。 分时系统的发展源于用户对人机交互、资源共享和方便用户上机的需求。实现分时系统的关键在于及时接收用户请求并快速处理，这通常通过多路卡技术实现接收，而通过内存调度保证及时处理。实时操作系统则是在对响应时间有严格要求的领域，如实时控制和实时信息处理，以满足特定截止时间的要求，其可靠性比分时系统更高。 OS的特征主要包括并发性、共享性、虚拟化、异步性和确定性。其中，最基本特征是并发性，它使得多个任务看似同时执行；共享性让多个进程可以使用同一资源；虚拟化技术创造出资源的“虚”副本；异步性是指系统中进程的执行是不连续的，它们在等待事件发生时被挂起；而在实时系统中，确定性是非常重要的，系统行为必须在规定时间内可预测。这些特征共同构成了OS的基础框架，支撑着各种复杂应用的运行。