《现代操作系统》第二版课后答案解析

"《现代操作系统》第二版中文版答案，主要涵盖了操作系统的基本概念、多道程序设计、输入输出管理、硬件保护、系统性能评估以及内存管理等多个方面的内容。该资料适用于天津大学计算机专业的操作系统课程，提供了课后习题的解答，帮助学生深入理解和掌握操作系统的核心原理。" 1. **操作系统的基本功能**：操作系统向用户提供了一台扩展的虚拟机器，并负责管理和调度I/O设备和其他系统资源，如内存、CPU等。 2. **多道程序设计**：多道程序设计是指在内存中同时运行多个进程，通过CPU快速在它们之间切换，提高CPU利用率，尤其在I/O操作期间，使得CPU不会因等待I/O完成而空闲。 3. **输入/输出（I/O）管理**：输入spooling技术用于预先将输入数据存储在磁盘上，以便在当前进程完成后，CPU可以处理其他进程。输出spooling则是在实际打印前先将文件复制到磁盘，减少了直接打印时的等待时间。 4. **多道程序设计的意义**：主要目的是提高CPU的利用率，尤其是在没有直接内存访问（DMA）的情况下，CPU可以在等待I/O操作完成时执行其他任务。 5. **硬件保护**：第二代计算机缺乏对操作系统安全性的硬件支持，现代操作系统通常有硬件级别的保护机制，防止恶意用户程序破坏系统。 6. **兼容性与家族思想**：例如Intel的 Pentium系列处理器，虽然具有不同的性能和功耗，但保持了体系结构的兼容性，允许软件在不同型号之间无缝运行。 7. **内存缓冲器计算**：不同类型的显示设备需要不同大小的缓冲器，例如25X80字符的单色文本屏幕和1024X768像素24位色彩的位图分别需要2000字节和2359296字节的缓冲器。 8. **内核模式与用户模式**：某些操作如硬件访问、中断处理等应限制在内核模式下进行，以保证系统的稳定性和安全性。 9. **个人计算机与大型机的区别**：个人计算机通常是交互式的，单一用户系统，而大型机更侧重批处理或分时共享，且对资源管理和保护有更高要求。 10. **系统性能评估**：一个每纳秒执行一条指令的机器可以被视为每秒执行十亿条指令的机器，即使有较复杂的指令管道，最终输出的指令速率保持不变。 11. **内存访问时间**：对于大型数据量，如原稿中的2800000字符，直接存储在CPU寄存器或高速缓存（Cache）中会极大地影响访问速度，寄存器最快，其次是Cache。 这些答案详细解析了操作系统的一些核心概念和技术，对于学习操作系统的学生来说，是宝贵的参考资料，有助于他们深入理解操作系统的运行机制。