计算机操作系统基础问答与解析

"习题1参考答案Ⅰ问答题包含了关于计算机操作系统的基础理论和核心概念，主要涉及操作系统的目标、角色、操作系统与硬件、其他软件及用户的关系，操作系统作为虚拟计算机系统的作用，操作系统的定义、功能、特征，以及并发与并行的概念和多道程序设计的优势。 1. 操作系统的两个主要目标是方便性和有效性。方便性指的是操作系统应提供友好的用户界面和便捷的服务，使用户能够轻松操作计算机；有效性则强调通过高效管理和调度系统资源，提高硬件的利用率和整体系统的性能。 2. 操作系统与硬件的关系密切，它是硬件上的第一层软件，起到管理和协调硬件资源的作用，使得硬件的功能得以充分发挥。与其他系统软件的关系体现在操作系统作为基础，为其他系统软件和应用软件提供运行的平台和接口。对于用户，操作系统提供了人机交互的桥梁，简化了用户与复杂硬件之间的交互。 3. 操作系统可以视为一个虚拟计算机系统，因为它在裸机之上构建了一个抽象层，通过软件手段扩展了计算机的功能，使得用户可以方便地使用和控制硬件资源。 4. 操作系统是一种核心系统软件，负责管理和控制计算机的所有资源，包括处理器、存储器、设备和文件。其基本功能包括处理器管理（任务调度、进程控制等）、存储器管理（内存分配、地址映射等）、设备管理（I/O控制、设备驱动等）、文件管理（文件创建、删除、读写等）以及用户接口和网络通信管理。基本特征包括并发性（多任务同时执行）、共享性（资源可被多个用户或进程共享）、虚拟性（通过软件实现资源的虚拟化）和不确定性（由于并发执行，程序执行顺序难以预知）。 5. 并发性和并行性的区别在于并发性是宏观的时间重叠，多个程序在一段时间内看似同时执行，而并行性则是微观层面的真正同时执行，通常涉及多处理器或多核心系统，每个硬件单元都在同一时间处理不同的任务。 6. 多道程序设计是操作系统中的一种关键技术，允许内存中同时存在多个程序，它们轮流使用CPU，提高了CPU的利用率，增强了系统的响应速度和整体效率。多道程序设计的好处包括提升CPU利用率、增加系统吞吐量、减少I/O等待时间，以及提高资源的利用率，从而优化了整个计算机系统的性能。