操作系统OS：概念、目标与历史发展

"操作系统OS——计算机操作系统-西安电子科技大学出版社-第三版-课后习题答案" 操作系统（OS）是计算机系统的核心组成部分，它的主要目标包括有效性、方便性、可扩充性和开放性。有效性指的是提高系统资源的使用效率，方便性是提供用户友好的接口，使用户能够轻松操作计算机，可扩充性意味着系统能够适应新技术和新应用的需求，开放性则是指系统允许添加新的功能和服务，同时支持标准接口以利于与其他系统集成。 OS在以下几个方面发挥着重要作用： 1. **用户与硬件之间的接口**：OS提供了图形用户界面（GUI）和命令行接口（CLI），让用户无需直接接触复杂的硬件就能执行任务。 2. **资源管理**：OS负责管理计算机的内存、处理器、硬盘、网络等资源，确保它们被有效和公平地分配。 3. **资源抽象**：通过系统软件的多层抽象，OS隐藏了硬件操作的复杂性，使得用户可以更简单地访问和使用资源。 计算机资源的抽象体现在： OS通过I/O设备管理软件和文件管理系统来实现硬件操作的抽象，使得用户只需关注高级操作，而无需关心底层硬件的具体操作。 多道批处理系统的发展主要受到以下因素推动： 1. 提高计算机资源利用率，通过同时执行多个作业减少空闲时间。 2. 用户友好，使得用户提交作业后无需等待结果，提高了工作效率。 3. 随着技术进步，硬件的更新换代促进了系统的改进。 4. 计算机体系结构的演进，如中断机制的发展，使得批处理成为可能。 脱机I/O和联机I/O的区别在于是否需要主机直接参与数据传输。脱机I/O在没有主机干预的情况下由外围设备完成输入输出，而联机I/O则需要主机全程参与。 分时系统的发展动力主要包括： 1. CPU的分时使用，降低了作业的周转时间，提高了用户满意度。 2. 人机交互功能，允许用户实时监控和控制作业。 3. 主机资源共享，允许多个用户同时使用一台计算机，降低了计算成本。 实现分时系统的关键挑战是快速响应用户命令和及时处理。解决方法包括采用多路卡接收用户输入，使用缓冲区存储数据，以及采用时间片轮转调度算法，确保每个用户都能在短时间内获得CPU执行时间。 实时操作系统（RTOS）的引入是为了满足那些必须在规定时间内响应和处理特定事件的应用需求，例如工业控制、航空导航等。实时性是RTOS的核心特性，它保证了系统对实时性要求高的任务的高效处理。