计算机操作系统第三版课后习题详解

"计算机操作系统第三版的课后习题答案，包括了关于操作系统设计目标、作用、多道批处理系统、联机I/O与脱机I/O、分时系统、实时任务与实时系统类型，以及多道程序实现需解决的问题和单道与多道批处理系统的特点比较等内容。" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，其设计主要目标有四个：方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性是指操作系统应该为用户提供友好的交互界面，使得非专业人员也能轻松使用计算机。有效性是指操作系统应尽可能高效地利用硬件资源，提高计算机性能。可扩充性意味着操作系统需要适应硬件和软件的更新与扩展。开放性则保证了操作系统能够接纳新的技术和标准，与其他系统兼容。 操作系统的作用主要体现在三个方面：首先，它作为用户与计算机硬件之间的接口，使用户不必直接操作硬件，而是通过操作系统提供的服务进行操作。其次，操作系统是计算机系统资源（如CPU、内存、I/O设备等）的管理者，负责资源的分配、调度和保护。最后，操作系统能够通过提供虚拟化技术，将单一的物理系统抽象成多个逻辑系统，从而实现资源的共享和系统功能的扩展。 多道批处理系统的发展主要动力在于提高计算机资源利用率和系统吞吐量。这种系统允许一次性加载多个作业，通过作业调度算法，使得CPU在不同的作业间切换，减少空闲时间。与此对应，脱机I/O和联机I/O是为了解决I/O设备速度慢的问题。脱机I/O借助外围设备预先处理输入/输出，以提高效率，而联机I/O则是在主机控制下直接进行I/O操作。 分时系统的发展主要是为了满足用户的人机交互需求，让用户能够同时进行多个任务，并分享主机资源。实时任务分为周期性和非周期性，以及硬实时和软实时，前者指任务执行有固定的周期，后者则没有固定周期。实时系统则分为实时控制系统和实时信息处理系统，分别用于控制应用和快速信息处理。 实现多道程序需要解决五个关键问题：处理机管理（如进程调度）、内存管理（如分区分配、页面替换）、I/O设备管理（如中断处理、缓冲技术）、文件管理（如文件存储、访问控制）以及作业管理（如作业提交、作业控制）。单道批处理系统和多道批处理系统的区别在于，前者一次仅执行一个作业，后者则同时执行多个，多道批处理系统更有效地利用了系统资源，但增加了系统复杂性。