计算机操作系统课后习题详解

"计算机操作系统课后习题答案，包含了汤子瀛教授的计算机操作系统课程的练习题解答，以PDF格式提供，重点讨论操作系统的基本概念、功能和管理机制，包括操作系统的目标、作用、多道批处理系统的发展动力、I/O操作方式、分时系统的需求、实时任务的分类以及多道程序设计面临的挑战等。" 在计算机操作系统中，设计现代OS的主要目标是为了实现四个关键要素：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为用户提供简单易用的界面；有效性确保系统资源高效利用；可扩充性使得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无缝集成。 操作系统的作用主要体现在三个方面：首先，它作为用户与计算机硬件之间的接口，使得用户可以不需直接操作硬件就能完成各种任务；其次，操作系统管理计算机系统的各种资源，如CPU、内存、I/O设备等，确保它们的合理分配和使用；最后，OS通过提供虚拟机的概念，起到了扩充机器的功能，使得单一硬件能执行多种任务。 推动多道批处理系统发展的重要动力是对计算机资源利用率和系统吞吐量的持续提升。脱机I/O和联机I/O是两种不同的输入/输出方式，脱机I/O通过外围机预先处理输入和输出，减少CPU等待时间，提高效率；而联机I/O则由主机直接控制输入输出操作。 分时系统的发展源于用户对交互性、资源共享和便捷上机的需求。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两类，前者根据任务执行的周期性划分，后者根据任务对截止时间的严格程度区分。实时系统主要包括实时控制系统和实时信息处理系统。 在实现多道程序设计时，需要解决五个核心问题：处理机管理（包括进程调度）、内存管理（如分区、分页、分段等技术）、I/O设备管理（中断处理、缓冲技术等）、文件管理（文件的创建、读写、删除等操作）以及作业管理（作业的提交、执行和终止）。单道批处理系统和多道批处理系统的主要区别在于是否支持多任务并发以及资源利用率，多道批处理系统显著提升了系统资源的使用效率。