计算机操作系统习题答案解析

"《计算机操作系统》（汤子瀛）习题答案，包含了多个关于操作系统核心概念和功能的问题解答，如操作系统的目标、作用、多道批处理系统的发展动力、脱机I/O与联机I/O的区别、分时系统的发展原因、实时任务的分类以及实时系统类型等。此外，还涉及了实现多道程序设计需要解决的关键问题，如处理机管理、内存管理、I/O设备管理、文件管理和作业管理，并对比分析了单道与多道批处理系统的特征优劣。" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，其设计的主要目标包括方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性体现在操作系统作为用户与计算机硬件之间的接口，使用户能够方便地使用计算机。有效性是指操作系统高效管理计算机资源，提高系统性能。可扩充性意味着操作系统应能适应新技术和新需求。开放性则是为了支持软件的互操作性和未来升级。 操作系统的作用主要体现在三个方面：首先，它是用户与计算机硬件之间的桥梁，提供用户界面；其次，操作系统是资源的管理者，负责内存、处理器、I/O设备和文件等资源的分配与调度；最后，操作系统通过提供虚拟化机制，可以被视为一种扩充机器，使得单一硬件系统能支持多个并发执行的任务。 多道批处理系统的发展源于提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需求。这种系统允许同时加载多个作业，通过作业调度实现资源的优化分配。与此相反，单道批处理系统仅处理一个作业，资源利用率相对较低。 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在主机不参与的情况下预先处理输入和输出，减少了CPU等待时间，提高了效率。联机I/O则由主机直接控制，适合实时交互。 分时系统的发展主要源于用户对于人机交互、资源共享和方便用户上机的需求。实时任务分为周期性和非周期性，以及硬实时和软实时两类，不同类型的实时任务对响应时间有不同要求。实时系统包括实时控制系统和实时信息处理系统。 实现多道程序设计需要解决的问题包括处理机调度，确保多任务公平有效地共享处理器；内存管理，动态分配和回收内存空间；I/O设备管理，处理设备请求并避免阻塞；文件管理，维护文件的创建、访问和存储；以及作业管理，协调作业的提交、执行和完成。 单道批处理系统与多道批处理系统的主要区别在于，前者一次性只处理一个作业，而后者能同时处理多个作业，提升了系统效率。然而，这也意味着多道批处理系统需要更复杂的调度算法和资源管理策略。