操作系统原理习题解析与答案

"操作系统原理习题答案，作者包括汤子瀛、哲凤屏和汤小丹，由西安电子科技大学出版社出版。此资源包含了计算机操作系统学习的相关习题解答，旨在帮助学生理解和掌握操作系统的基本原理和概念。" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，其主要目标包括：方便性，使得用户能够轻松地使用计算机；有效性，高效利用系统资源，如CPU和内存；可扩充性，适应新技术和新需求；开放性，允许与其他系统或软件进行互操作和扩展。 OS的作用主要体现在三个方面： 1. **用户接口**：操作系统为用户提供了一种与硬件交互的方式，使用户不必直接操作硬件，简化了用户的工作。 2. **资源管理**：操作系统管理计算机的所有资源，包括CPU、内存、硬盘、网络等，确保它们被有效地分配和使用。 3. **扩充机器**：通过提供各种服务和抽象，操作系统将计算机转变为功能更强大的“虚拟”机器。 多道批处理系统的发展源于提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需求。它允许同时在内存中保留多个作业，通过作业调度策略，优化资源分配，减少CPU的空闲等待时间。 联机I/O和脱机I/O是两种不同的输入/输出方式。联机I/O直接由CPU控制，而脱机I/O则通过外围设备预先处理输入和输出，以减少CPU等待时间，提高效率。 分时系统的发展主要是为了满足用户的人机交互需求，让用户可以共享主机资源，并提供了友好的交互环境。实时任务可以分为周期性和非周期性，以及硬实时和软实时两类，前者要求严格的时间限制，后者相对较宽松。实时系统包括实时控制系统和实时信息处理系统，分别侧重于控制和信息处理。 多道程序设计需要解决的关键问题包括： 1. **处理机管理**：如何调度和分配CPU时间给多个进程。 2. **内存管理**：如何有效地分配和回收内存资源。 3. **I/O设备管理**：如何协调多个进程对I/O设备的访问。 4. **文件管理**：管理和保护存储在磁盘上的文件。 5. **作业管理**：包括作业的提交、排队、调度和执行。 单道批处理系统和多道批处理系统各有特点。单道批处理系统一次只执行一个作业，提高了资源利用率，但缺乏交互性。多道批处理系统允许多个作业并发执行，增加了系统的吞吐量和并行性，但可能因调度引入的开销而降低响应时间。