操作系统基础概念与进程管理解析

"计算机操作系统习题答案.doc" 计算机操作系统是计算机科学中的核心课程，尤其在研究生入学考试中占有举足轻重的地位。操作系统的主要目标包括：方便性，使用户能够轻松地与计算机交互；有效性，高效利用硬件资源；可扩充性，适应技术的发展和新功能的添加；以及开放性，允许第三方开发和集成新的软件和服务。 操作系统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，提供了友好的图形用户界面和命令行界面，使得非专业用户也能操作计算机；其次，操作系统作为资源的管理者，负责内存分配、处理器调度、设备管理和文件管理，确保资源的有效利用；最后，操作系统通过抽象化硬件资源，提供了一种独立于具体硬件的编程模型，使得软件开发更加便捷。 在分时系统中，关键问题是实现用户与作业的交互和及时响应。这通常通过多路卡和缓冲区技术来实现，使得多个终端可以同时接收和处理用户的输入。为了保证及时性，分时系统会为每个作业分配时间片，让每个作业轮流执行，从而在短时间内对所有作业进行一轮处理。 分时系统和实时系统在交互性、及时性和可靠性上有不同特点。分时系统强调交互性，适合于终端用户执行各种任务，而实时系统则更注重及时响应，分为实时信息系统和实时控制系统，前者要求响应时间在人可接受范围内，后者则有严格的截止时间要求。实时系统的可靠性要求比分时系统更高，因为它们往往应用于安全关键领域，如航空航天和医疗设备。 操作系统的特征主要包括并发性、共享性、虚拟性和异步性。其中，并发性和共享性是最基本的特征。并发性允许多个进程同时执行，而共享性则意味着资源可以被多个进程同时访问。异步性源自于并发执行过程中进程的执行顺序不可预测，但通过进程控制和同步机制，系统能够保证正确性和一致性。 在进程管理中，前趋图是一种表示进程间关系的工具。例如，给定的四条语句S1至S4可能构成如下前趋图： ``` S1 -- S2 | S3 | S4 ``` 这意味着S1执行后，S2和S3可以并发执行，S3完成后，S4才能执行。这种图示法有助于分析和设计进程间的同步和通信机制。 以上内容涉及了操作系统的基本概念、目标、作用，以及进程管理中的并发性和异步性等知识点，这些都是操作系统理论体系的重要组成部分。