操作系统：目标、作用与关键技术发展

《计算机操作系统（第四版）》第一章课后习题答案包含了关于现代操作系统设计目标、作用以及不同类型的I/O系统、多道批处理系统、分时系统以及实时操作系统的重要概念和讨论。 1. **设计现代OS的主要目标**：现代操作系统的主要目标包括方便性，通过易学易用的界面提升用户体验；有效性，通过优化资源管理和提高系统效率来提升整体性能；可扩充性，确保系统能够适应硬件升级和技术变革；开放性，支持硬件和软件间的兼容性，便于网络连接和互操作；以及交互性，增强用户与计算机的互动能力。 2. **OS的作用**：操作系统作为用户与硬件的中介，使得用户能高效地使用硬件和运行程序；它是资源的管理者，负责分配和调度硬件资源；并通过抽象层隐藏硬件复杂性，简化用户操作。 3. **对计算机资源的抽象**：操作系统通过层次化的软件结构，如设备驱动、文件系统等，将硬件操作转化为更为直观的接口，从而实现对计算机资源的抽象，使用户无需关注底层硬件细节。 4. **多道批处理系统发展动力**：由于单道批处理系统资源利用率低，为了改善吞吐量和资源使用效率，多道程序设计技术诞生，进而催生了多道批处理系统。 5. **脱机I/O与联机I/O**：脱机I/O是在主机不参与的情况下，通过外围设备完成数据输入输出；联机I/O则由主机直接控制，提供更快的交互和响应速度。 6. **分时系统发展动力**：分时系统是为了满足用户对人机交互的需求，如CPU时间的共享，使得多个用户能同时使用系统。 7. **分时系统关键问题与解决**：关键在于实现实时响应用户交互。解决方法包括提供多终端、快速接收和处理用户命令，以及通过作业调度机制（如时间片轮转）让每个用户获得系统资源。 8. **引入实时操作系统的原因**：实时操作系统是为了应对对响应时间有严格要求的应用，如工业控制系统、航空导航等，它确保系统在限定的时间内完成任务，即使在并发环境中也能保证服务质量和安全性。 以上内容展示了操作系统理论基础中的核心知识点，这些知识点对于理解计算机系统的内部工作原理以及不同系统类型的设计原则至关重要。通过学习和掌握这些知识点，学生可以深入理解操作系统在现代信息技术中的核心地位和作用。