操作系统基础概念与进程管理解析

"操作系统第三版课后习题答案——汤子瀛著，西安电子工业大学出版社" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，其设计目标主要包括方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性使得用户能够轻松地与计算机进行交互，而有效性则意味着操作系统需要高效地管理和调度资源，以最大化系统性能。可扩充性是指操作系统应适应硬件和软件技术的发展，能够支持新的功能和设备。开放性则意味着操作系统需要遵循标准，允许第三方开发和集成各种应用。 操作系统主要扮演三个角色：首先，它是用户与计算机硬件之间的接口，提供图形用户界面、命令行界面等，使得非专业用户也能方便地使用复杂的硬件资源。其次，操作系统作为系统资源的管理者，包括CPU、内存、磁盘空间等，通过调度算法确保资源的公平分配和高效利用。最后，操作系统实现了对计算机资源的抽象，将底层复杂的硬件操作封装起来，提供给程序员简洁的编程接口。 分时系统的关键在于实现用户与作业的交互及时性。这需要系统能同时接收多个终端的输入，并通过缓冲区存储和处理用户命令。为了确保及时处理，分时系统采用时间片轮转的方式，每个作业在自己的时间片内运行，从而保证所有作业都能得到公平的机会。 在交互性、及时性和可靠性方面，分时系统与实时系统有所不同。分时系统注重用户交互，具有较高的交互能力，适用于多用户同时工作。而实时系统分为信息类和控制类，前者强调与分时系统类似的实用性及时性，后者则要求严格的截止时间，对系统的响应速度有极高的要求。实时系统对可靠性的需求也更高，因为它们通常应用于如飞行控制、医疗设备等关键领域。 操作系统具备并发性、共享性、虚拟性和异步性等特征。并发性是指多个进程可以同时执行，而共享性是指系统资源可以被多个进程共享。虚拟性则表现为通过资源的逻辑划分，使得用户感觉拥有独占的资源。异步性源于进程执行的间断性，由于资源竞争和调度，进程的执行顺序和时间无法准确预测，但系统会通过同步和通信机制确保正确性。 进程管理是操作系统的重要组成部分，前趋图是描述进程间执行顺序的工具。在进程管理中，通过前趋图可以分析和理解进程间的依赖关系，这对于理解和设计进程调度算法至关重要。例如，一条语句的执行可能依赖于另一条语句的完成，这种依赖关系在前趋图中通过箭头表示。画出具体的前趋图需要给出具体的语句内容，以便分析它们之间的执行顺序。 以上内容涉及了操作系统的基本概念、目标、功能以及操作系统特性，特别是并发性和异步性，这些都是操作系统设计和实现中的核心概念。同时，也介绍了进程管理中的基本概念，如前趋图，这是理解进程执行关系和调度策略的基础。