计算机操作系统：目标、功能与多道系统比较

计算机操作系统是计算机系统的核心组成部分，它的设计和功能直接影响着系统的效率和用户体验。汤子赢版的计算机操作系统教程详细介绍了操作系统的基本概念和原理。以下是一些关键知识点的详细阐述： 1. 设计目标：现代操作系统的主要目标包括方便性（用户界面友好，易于操作）、有效性（高效处理任务），可扩充性（支持新硬件和软件的接入），以及开放性（支持多种编程语言和标准，便于开发者构建应用程序）。 2. OS作用： - 用户与硬件的接口：操作系统作为用户与计算机硬件之间的桥梁，使得用户能够通过操作系统来控制和管理硬件资源。 - 资源管理者：负责内存、处理器、I/O设备等系统资源的分配、调度和保护，确保资源的有效利用。 - 扩充机器：提供模块化的框架，使得系统可以扩展新的功能和服务，如网络服务、图形用户界面等。 3. 批处理系统发展动力：多道批处理系统的形成和发展主要源于对计算机资源利用率的提升和系统吞吐量的增强，早期是为了解决人机交互的矛盾以及CPU和I/O设备速度不匹配的问题。 4. I/O方式： - 脱机I/O：通过外部设备预先处理输入输出操作，减少CPU空闲时间，提高数据传输速度，适用于大量数据处理任务。 - 联机I/O：CPU直接控制I/O操作，实时响应用户请求，适合交互式应用，但效率相对较低。 5. 分时系统动力：分时系统的发展是为了更好地满足用户需求，如多人共享主机、实时交互和方便用户访问，提升了人机交互的效率和灵活性。 6. 实时任务和系统： - 实时任务按性质可分为周期性（如工业控制）和非周期性（如紧急响应），按截止时间要求分为硬实时（严格按时完成）和软实时（尽力满足时间要求）。 - 实时系统分为实时控制系统（如飞行控制）和实时信息处理系统（如视频流处理）。 7. 多道程序问题：实现多道程序设计需要解决处理机管理（调度）、内存管理（分配和回收）、I/O设备管理（并发访问）、文件管理（多个进程共享数据）和作业管理（任务调度和执行）等问题。 8. 单道与多道批处理系统比较： - 单道批处理系统：优点在于简单，无需调度，适合大批量数据处理；缺点是资源利用率低，交互能力弱。 - 多道批处理系统：通过调度提高系统利用率，增强了系统响应能力，但可能导致响应时间的不确定性，且对系统资源管理要求较高。 计算机操作系统是一个复杂而关键的系统，它在现代信息技术中扮演着至关重要的角色，不断进化以适应日益增长的用户需求和技术挑战。理解操作系统的工作原理和设计思想对于IT专业人士来说是必不可少的。