计算机操作系统全解：汤晓丹版答案解析

"这是一份关于计算机操作系统全面答案的资料，包含了汤晓丹教授的相关内容，虽然排版可能不够理想，但涵盖了大部分题目，适用于学习和复习操作系统基础知识。" 计算机操作系统是计算机科学中的核心课程，它涉及计算机系统的核心管理与协调工作。本资料主要讨论了操作系统的设计目标、作用以及发展历程，特别关注了批处理、分时系统和实时系统等不同类型的OS。 1. 设计现代OS的主要目标包括：方便性，使得用户可以简单地与计算机交互；有效性，优化资源使用，提高系统效率；可扩充性，适应新技术和新需求；开放性，支持软件和硬件的兼容性，允许第三方开发和扩展。 2. OS的作用主要体现在三个方面：首先，它是用户与硬件之间的接口，提供友好的人机交互环境；其次，OS是资源的管理者，负责内存、处理器、设备等资源的分配和调度；最后，通过提供虚拟机的概念，OS可以扩展硬件功能，使计算机系统更强大。 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。通过将多个作业同时加载到内存中，CPU可以在一个作业完成时立即切换到另一个作业，减少空闲时间。 4. 脱机I/O和联机I/O是解决I/O设备速度慢问题的两种策略。脱机I/O借助外围设备预处理数据，减少CPU等待，提高效率；联机I/O则是由主机直接控制输入输出过程。 5. 分时系统形成和发展的主要驱动力是用户对人机交互、资源共享和便捷上机的需求。用户可以同时在多个终端上进行交互式操作，感觉就像独自使用计算机一样。 6. 实时任务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间隔执行，非周期性任务则随机触发。硬实时任务对截止时间有严格要求，错过截止时间可能导致严重后果；软实时任务则容忍一定的延迟。 7. 多道程序设计需解决五个关键问题：处理机管理，包括进程调度和上下文切换；内存管理，如分区管理和虚存技术；I/O设备管理，涉及中断处理和缓冲机制；文件管理，包括文件的创建、访问和保护；作业管理，涉及作业的提交、执行和终止。 8. 单道批处理系统和多道批处理系统的主要区别在于处理作业的方式。单道批处理系统一次只处理一个作业，而多道批处理系统则可以同时处理多个作业，提升了资源利用率，但可能带来更多的调度开销。 通过深入理解这些知识点，读者可以全面掌握操作系统的基本原理和功能，为后续的学习和实践打下坚实基础。