汤子瀛《计算机操作系统》习题详解：目标、作用与特点

计算机操作系统(汤子瀛)是一本深入探讨操作系统理论和实践的教材，西安电子科技大学出版社出版。本书主要针对操作系统的基本概念、设计目标和功能展开讲解，并配以丰富的习题供读者理解和巩固所学知识。 第一章“操作系统引论”介绍了操作系统的核心要素。首先，设计现代操作系统的首要目标包括方便性（如用户界面友好）、有效性（高效利用系统资源）、可扩充性（适应不断变化的技术需求）和开放性（支持不同硬件平台和应用）。操作系统的作用主要体现在以下几个方面： 1. **用户与硬件的接口**：作为计算机硬件和用户之间的桥梁，操作系统负责管理和抽象复杂的硬件资源，使得用户能以直观的方式与其交互。 2. **资源管理者**：操作系统负责调度和分配内存、处理器、I/O设备等系统资源，确保各个任务的公平执行。 3. **扩充机器**：通过提供服务和接口，使硬件设备得以扩展和整合，支持更复杂的应用。 多道批处理系统的形成和发展，源于对提高计算机资源利用率和系统吞吐量的迫切需求。脱机I/O技术作为一种解决方案，通过预先处理输入输出操作，避免CPU长时间等待，显著提升了效率。相比之下，联机I/O则在主机控制下进行，对于实时性要求较低。 分时系统的发展源于用户交互需求的增长，它允许多个用户共享主机，提供更灵活的人机交互方式。实时任务根据执行的周期性和截止时间要求，分为周期性和非周期性实时任务，以及硬实时任务和软实时任务。实时系统包括实时控制系统和实时信息处理系统，它们对任务的响应时间有严格要求。 实现多道程序的关键在于解决一系列问题，如处理机管理（任务调度）、内存管理（合理分配内存）、I/O设备管理（并发访问）、文件管理（数据存储和检索）以及作业管理（任务调度和控制）。 单道批处理系统和多道批处理系统在设计上各有特点：单道批处理系统强调自动化和顺序性，但资源利用率较低；而多道批处理系统引入了调度机制，提高了系统效率，但可能存在资源冲突。这两者都是在解决早期人机矛盾和技术限制的过程中发展起来的，各有优缺点。随着技术进步，操作系统不断进化，以满足日益增长的性能和用户体验需求。