计算机操作系统：设计目标、作用及多道批处理系统发展动力

计算机操作系统是一种用于管理和协调计算机硬件和软件资源的系统软件。操作系统的设计目标主要包括有效性、方便性、可扩充性和开放性。有效性指操作系统需要能够高效地利用计算机资源，提供高性能的服务。方便性指操作系统需要提供简单易用的界面和操作方式，使用户能够方便地使用计算机。可扩充性指操作系统需要能够方便地扩展和添加新的功能。开放性指操作系统需要能够与其他的软件和硬件系统进行良好的兼容和互操作。 操作系统的作用主要表现在以下几个方面。首先，操作系统作为用户与计算机硬件系统之间的接口，提供了用户与计算机之间的交互方式和操作界面。其次，操作系统作为计算机系统资源的管理者，负责管理和分配计算机的各种资源，如内存、处理器、磁盘等。最后，操作系统实现了对计算机资源的抽象，通过对硬件资源的层层抽象，隐藏了底层硬件的复杂性，为上层应用程序提供了简单和统一的编程接口。 操作系统实现对计算机资源的抽象，主要是通过在计算机硬件上安装多层系统软件来实现的。操作系统首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象。其次，在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。通过多层系统软件的协同工作，操作系统增强了系统功能，同时隐藏了对硬件操作的细节，实现了对计算机资源的抽象。 推动多道批处理系统形成和发展的主要动力来自四个方面的社会需求和技术发展。首先，不断增加计算机资源的利用率是推动多道批处理系统发展的重要动力，因为多道批处理系统能够同时运行多个作业，充分利用计算机的处理能力。其次，方便用户也是推动多道批处理系统发展的动力，因为多道批处理系统能够为多个用户提供并发执行的环境，提高了用户的工作效率。第三，器件的不断更新换代也促使多道批处理系统的发展，因为新的设备和技术要求更强大和高效的操作系统来支持。最后，计算机体系结构的不断发展，如分时操作系统的出现，也推动了多道批处理系统的发展。 脱机I/O是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围设备的控制下，将纸带或卡片上的数据传输到计算机中。脱机I/O的优点是可以减少对计算机的占用时间，提高计算机资源的利用率。联机I/O则是指计算机与外围设备直接进行数据传输和交互，无需使用纸带或卡片等介质。联机I/O的优点是能够实时地与外围设备进行通信和交互，提供更快速和高效的数据传输。