《计算机操作系统》(汤子瀛)习题解析

"《计算机操作系统》(汤子瀛)是一本经典的计算机科学教材，其中包含了大量的习题，旨在帮助学生深入理解和掌握操作系统的核心概念。该习题集涵盖了操作系统设计的目标、作用、发展动力以及关键机制等多个方面。" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，其设计主要目标包括：方便用户使用（如提供图形用户界面）、提高系统资源的利用率（如通过多任务并行处理）、适应技术的扩展和更新（如支持新的硬件和软件）以及保持开放性以允许系统与其他系统和应用兼容。 OS的作用体现在三个方面：首先，它作为用户与硬件之间的接口，使得用户无需直接与底层硬件交互就能完成各种操作；其次，OS管理并调度计算机的资源，如CPU、内存和I/O设备，确保它们被高效地分配和使用；最后，OS可以视作一种抽象的机器，通过提供高级服务扩展了计算机的功能。 多道批处理系统的发展主要是为了提高计算机资源的利用率和系统吞吐量，通过在内存中同时加载多个作业，使得CPU在等待I/O操作完成时可以切换到其他作业，减少空闲时间。脱机I/O和联机I/O是处理输入输出效率问题的不同策略，前者通过预先把数据输入到磁带并在需要时快速读取，后者则由主机直接控制I/O操作。 分时系统的出现则源于用户对于交互式计算的需求，允许多个用户同时通过终端与主机交互，共享计算资源，提高了用户的工作效率。 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，前者有固定的执行周期，后者则不强制执行时间。实时系统通常用于控制和信息处理场景，要求在规定时间内完成特定任务。 多道程序设计需要解决处理机调度、内存分配、I/O设备控制、文件管理和作业控制等多个问题，以确保多个程序能够协同工作且系统运行稳定。与单道批处理系统相比，多道批处理系统增加了系统的复杂性，但显著提升了资源利用率和响应速度，降低了平均周转时间，同时也提供了更丰富的服务功能。然而，它可能导致响应时间增加，不适用于需要即时反馈的交互式应用。