操作系统习题答案解析 - 汤子瀛版

"计算机操作系统(汤子瀛)习题答案" 操作系统是计算机科学中的核心课程，对于大学本科大三的学生来说，深入理解操作系统原理和应用至关重要。汤子瀛主编的《计算机操作系统》教材是该领域的一本经典读物，旨在帮助学生掌握操作系统的基本概念、设计原则和实现机制。本资料提供了该教材的习题答案，涵盖了操作系统的主要知识点。 1. 操作系统设计的目标：设计现代操作系统的主要目标包括方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性意味着操作系统应提供简单易用的用户界面；有效性是指操作系统应高效利用计算机资源；可扩充性确保系统能够适应新技术和新需求；开放性则允许系统与其他软件和硬件系统互操作。 2. 操作系统的角色：操作系统扮演着多个关键角色，包括作为用户与计算机硬件之间的接口，使得用户能够通过图形用户界面或命令行与系统交互；作为系统资源（如处理器、内存、磁盘等）的管理者，负责资源的分配、调度和保护；以及作为扩充机器，提供抽象层以简化硬件的复杂性，使应用程序开发更为便利。 3. 多道批处理系统的发展动力：多道批处理系统的出现主要是为了提高计算机资源的利用率和系统的吞吐量。通过在内存中同时加载多个作业，CPU可以在一个作业完成前就开始执行另一个，从而减少了空闲时间。 4. 脱机I/O与联机I/O：脱机I/O是一种在主机控制之外，通过外围设备预先将数据输入到高速介质（如磁带），再在需要时快速输入到内存的技术，减少了CPU等待输入的时间。联机I/O则是在主机直接控制下进行的输入输出操作。 5. 分时系统的发展驱动力：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，提供更高效的交互体验。 6. 实时任务与实时系统：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，而非周期性任务则没有固定的时间模式。硬实时任务必须在严格的截止时间内完成，否则会导致严重后果；软实时任务虽然也有时间限制，但错过期限不会导致灾难性结果。 7. 实现多道程序需要解决的问题：在实现多道程序系统时，需要考虑如何有效地管理处理机（如进程调度）、内存（如分区和分页）、I/O设备（如中断处理和设备驱动）、文件（如文件存储和访问控制）以及作业（如作业提交、调度和终止）。 8. 单道与多道批处理系统对比：单道批处理系统仅在一个内存中执行一个作业，而多道批处理系统则同时执行多个作业。单道系统自动化程度高，但资源利用率较低；多道系统通过作业调度提高资源利用率，但增加了系统的复杂性。 这些习题答案涵盖了操作系统的基础理论，对于理解和掌握操作系统的核心概念非常有帮助，有助于学生深入学习并准备相关课程的考试。