计算机操作系统基础与习题解析

"计算机操作系统_(汤子瀛)_习题答案.pdf" 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各种资源，以提供高效、便捷的服务。汤子瀛的《计算机操作系统》是一本经典的教材，其配套的习题答案涵盖了操作系统的基本概念、设计原则和实现机制。 1. 操作系统的目标 操作系统的设计主要追求四个目标：方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性是指操作系统应该让用户能够容易地与计算机交互；有效性意味着操作系统应最大化资源的使用效率；可扩充性是指操作系统应适应新技术的引入和发展；开放性则意味着操作系统应支持不同软件和硬件的接入，允许扩展和升级。 2. 操作系统的作用 - 用户与硬件之间的接口：操作系统提供了用户界面，使得用户无需直接与复杂的硬件打交道，就能完成各种任务。 - 资源管理者：操作系统负责管理内存、处理器、硬盘等硬件资源，确保它们被合理分配和使用。 - 扩充机器：操作系统通过提供各种服务和抽象，增强了计算机的功能，使其能处理更复杂的工作。 3. 多道批处理系统的发展动力 多道批处理系统的发展源于提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需求。通过批量处理多个作业，可以减少CPU的空闲时间，提高整体效率。 4. 脱机I/O与联机I/O - 脱机I/O是在外围机的控制下，提前将数据从低速设备输入到磁带，然后在需要时快速从磁带输入到内存，避免了CPU等待I/O操作，提高了效率。 - 联机I/O则是由主机直接控制的输入输出操作，更适合实时交互的场景。 5. 分时系统的发展动力 分时系统主要是为了满足用户的人机交互需求，允许多个用户同时在线，共享主机资源，提供了更加灵活和友好的用户环境。 6. 实时任务与实时系统的类型 - 实时任务可以分为周期性和非周期性，以及硬实时和软实时。周期性任务按照固定时间间隔执行，而非周期性任务的执行时机不确定。硬实时任务有严格的截止时间要求，错过则可能导致严重后果；软实时任务则容忍一定的延迟。 - 实时系统包括实时控制系统（如工业自动化）和实时信息处理系统（如数据采集和分析），它们都强调对时间约束的满足。 7. 实现多道程序需解决的问题 实现多道程序需要解决处理机调度、内存分配、I/O设备管理、文件系统和作业管理等多个问题，以确保多个程序能并发、有序且有效地运行。 8. 单道与多道批处理系统的比较 - 单道批处理系统简单但效率有限，只处理一个作业，但能自动执行，提高了系统资源利用率。 - 多道批处理系统引入了作业调度，允许多个作业并发执行，进一步提高了资源利用率和系统吞吐量，但增加了系统复杂性。 以上内容详细阐述了操作系统的一些基础概念和关键特性，对于理解和学习操作系统原理具有重要的参考价值。通过深入理解这些知识点，可以更好地掌握操作系统的设计思想和实际应用。