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" 计算机操作系统是计算机科学中的核心课程，主要关注如何管理和协调计算机系统的硬件与软件资源，以提供高效、便捷、可靠的环境给用户使用。汤子瀛的《计算机操作系统》一书是学习这一领域的经典教材，其配套的习题答案对学习者理解和掌握操作系统概念至关重要。 1. **设计现代OS的主要目标**： - 方便性：使用户能够轻松地与系统交互。 - 有效性：最大化地利用系统资源，提高效率。 - 可扩充性：允许添加新的硬件和软件功能，适应技术发展。 - 开放性：提供标准接口，支持第三方开发，允许不同系统的互操作性。 2. **OS的作用**： - 用户与硬件的接口：为用户提供友好的界面，屏蔽底层硬件的复杂性。 - 资源管理者：管理内存、处理器、硬盘等硬件资源，保证它们的有效分配和使用。 - 扩充机器：通过提供虚拟化技术，扩展硬件功能，提供更高级的服务。 3. **多道批处理系统的发展动力**： 主要是为了提高计算机资源的利用率和系统吞吐量。通过让多个作业同时在内存中运行，可以减少CPU的空闲时间，使得整体工作效率得到提升。 4. **脱机I/O和联机I/O**： - 脱机I/O：在低速输入设备与CPU之间引入外围机，预先批量处理输入/输出，减少了CPU等待时间，提升了I/O速度。 - 联机I/O：在主机控制下直接进行的输入输出操作，更加实时但可能效率较低。 5. **分时系统的发展动力**： 主要源于用户对人机交互、资源共享和用户友好性的需求。分时系统允许多个用户同时在线，每个用户都有感觉仿佛独占系统的体验。 6. **实时任务和实时系统的类型**： - 实时任务类型：周期性实时任务（有固定时间间隔的任务）和非周期性实时任务（偶发事件驱动的任务）；硬实时任务（必须在严格截止时间内完成）和软实时任务（错过截止时间会有负面影响，但不会导致系统崩溃）。 - 实时系统类型：实时控制系统（如工业自动化）和实时信息处理系统（如金融交易系统）。 7. **实现多道程序需解决的问题**： - 处理机管理：如何调度和分配CPU给多个进程。 - 内存管理：如何有效地分配和回收内存空间。 - I/O设备管理：如何处理I/O请求，避免设备等待。 - 文件管理：如何存储、检索和保护文件。 - 作业管理：如何接收、处理和终止用户的作业。 8. **单道与多道批处理系统的对比**： - 单道批处理系统：一次性只执行一个作业，优点是简单，缺点是资源利用率低，响应时间长。 - 多道批处理系统：同时运行多个作业，提高了资源利用率和吞吐量，但调度和管理复杂，响应时间相对于用户交互而言较长。 通过理解和解答这些习题，学习者能深入理解操作系统的本质，掌握其核心原理和机制，对于计算机专业学生和从业人员来说，这是必不可少的基础知识。