操作系统第三版：目标、抽象与多道批处理系统详解

操作系统第三版详细解答涵盖了第一章的关键知识点。首先，设计现代操作系统的主要目标包括有效性、方便性、可扩充性和开放性。操作系统作为用户和计算机硬件系统之间的关键桥梁，扮演着多重角色。它不仅是用户与硬件交互的接口，负责管理和调度资源，还通过抽象层隐藏硬件操作的复杂性，使得用户无需关心底层实现细节。 第二，操作系统实现了对计算机资源的多层抽象，如将裸机转化为扩充机器或虚机器，提供了对硬件操作的初始抽象，接着通过文件管理系统，进一步抽象出对文件操作的接口。这样做的目的是为了提升用户体验，让用户能够更高效地利用硬件资源。 多道批处理系统的形成和发展主要源于提高资源利用率和系统吞吐量的需求。用户提交的作业被组织成后备队列，多道程序设计技术允许同时运行多个作业，从而增加了CPU和内存的利用率，提高了I/O设备的使用效率，提升了系统的整体性能。此外，计算机技术的进步，特别是硬件的更新换代以及体系结构的发展，也是推动多道批处理系统发展的重要动力。 脱机I/O是指程序和数据的输入输出过程不依赖于主机的实时控制，通常在外围设备（如磁带机、打印机）独立执行，而联机I/O则是在主机控制下进行，用户可以直接与主机交互，实时获取处理结果。这两种方式的选择取决于应用需求和效率考虑。 通过本章的学习，读者可以深入理解操作系统如何通过抽象和优化设计，提高系统的可用性和性能，以及多道批处理系统如何适应和优化资源分配策略。掌握这些概念对于理解现代操作系统的工作原理和设计原则至关重要。