计算机操作系统（汤子瀛）习题解析

"《计算机操作系统》(汤子瀛)是一本经典的教材，涵盖了操作系统的核心概念和原理。习题答案提供了对这些概念的深入理解和实践应用的检验。" 操作系统（OS）是计算机系统的核心组成部分，其设计目标主要包括方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性是指操作系统应提供用户友好的界面，使用户能轻松地与计算机交互。有效性是指通过有效的资源管理和调度，最大化系统性能。可扩充性意味着操作系统能够适应新技术和新需求，而开放性则指操作系统支持第三方软件开发和集成。 OS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，使得用户不必直接操作复杂的硬件，而是通过简单的命令或图形用户界面与系统交互。其次，OS作为系统资源的管理者，负责内存、处理器、硬盘等资源的分配和调度，确保多个进程公平、高效地使用资源。最后，OS可以看作是扩充机器，它提供各种服务和抽象，扩展了计算机的功能。 多道批处理系统的形成和发展主要源于提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需求。在这种系统中，多个作业同时存在于内存中，轮流使用CPU，显著减少了CPU的空闲时间。与此相反，单道批处理系统仅有一个作业在内存中运行，效率相对较低。 脱机I/O和联机I/O是两种不同的输入输出方式。脱机I/O通过外围机预先处理输入和输出，减少CPU等待时间，提高效率；而联机I/O则由主机直接控制，适合实时性要求不高的情况。 分时系统的发展主要受用户需求驱动，它允许多个用户同时在线，各自拥有独立的虚拟终端，实现了人-机交互的提升和资源共享。 实时任务分为周期性和非周期性，以及硬实时和软实时。周期性任务按照固定时间间隔执行，而非周期性任务则不定时触发。硬实时任务必须在严格的时间限制内完成，否则会导致严重后果；而软实时任务的完成时间稍有延迟也可接受。 实现多道程序需要解决处理机管理（如进程调度）、内存管理（如分区、分页、分段）、I/O设备管理（如中断、缓冲）、文件管理（如文件创建、访问控制）以及作业管理（如作业提交、执行、结束）等问题。 单道批处理系统简单但资源利用率低，而多道批处理系统通过引入作业调度和并发执行，提高了资源的使用效率，但增加了系统复杂性。两者都是为了优化系统性能，满足不同场景的需求。