操作系统(汤子瀛)习题解析与答案

"计算机操作系统(汤子瀛)习题答案提供了对操作系统核心概念的深入理解，涵盖了从早期的批处理系统到现代操作系统的发展历程，强调了操作系统设计的主要目标和作用。" 计算机操作系统是计算机系统的核心组成部分，它管理和协调计算机硬件与软件资源的使用，确保系统的高效运行。汤子瀛教授的教材和习题集详细阐述了操作系统的基本概念、设计原理和实现方法。 1. 设计现代OS的主要目标包括： - 方便性：使用户能够方便地使用计算机，提供友好的用户界面。 - 有效性：优化资源分配，提高系统效率。 - 可扩充性：随着技术发展，操作系统应能适应新的硬件和软件需求。 - 开放性：允许第三方开发应用软件，并支持标准接口，促进系统间的互操作性。 2. OS的作用主要包括： - 用户与计算机硬件间的接口：提供图形用户界面（GUI）和命令行接口（CLI），使得用户无需直接与硬件交互。 - 资源管理者：管理内存、处理器、磁盘和其他硬件资源，保证多任务并行执行。 - 扩充机器：通过提供各种服务和抽象，扩展了计算机的功能，如进程管理、文件系统等。 3. 多道批处理系统的发展动力： 主要是为了解决CPU和I/O设备速度差异以及人机交互的问题，提高系统资源利用率和整体吞吐量。 4. 脱机I/O与联机I/O： - 脱机I/O：在主机外通过外围机进行数据传输，减少CPU等待时间，提高I/O效率。 - 联机I/O：主机直接控制输入输出操作，适合实时响应需求。 5. 分时系统的发展动力： 满足用户对交互性、资源共享和便捷上机的需求，使得多个用户可以同时在线使用同一台计算机。 6. 实时任务和实时系统的类型： - 实时任务分为周期性和非周期性，以及硬实时和软实时，前者有严格的截止时间限制，后者则相对宽松。 - 实时系统包括实时控制系统（如工业自动化）和实时信息处理系统（如数据采集和分析）。 7. 实现多道程序需解决的问题： - 处理机管理：调度算法确保公平且高效地分配CPU时间。 - 内存管理：分区、分页、分段等方式实现内存的动态分配和回收。 - I/O设备管理：中断处理、缓冲技术和设备驱动程序的使用。 - 文件管理：创建、删除、读写文件，实现文件的安全存储和访问控制。 - 作业管理：作业提交、调度、执行和终止的全过程管理。 8. 单道与多道批处理系统的对比： - 单道批处理：仅有一个作业在内存中运行，优点是简单，但资源利用率低。 - 多道批处理：内存中有多个作业，通过调度提高资源利用率，但增加了系统复杂性。 以上知识点涵盖了操作系统的基础理论和历史发展，对于学习和理解计算机操作系统有重要的指导价值。通过解答这些问题，读者可以深入掌握操作系统的核心概念及其在现代计算机系统中的应用。