计算机操作系统第三版答案深入解析
1. **设计目标**:现代操作系统的主要目标在于提供方便性(Ease of Use),有效性(Efficiency),可扩充性(Scalability)和开放性(Openness)。它们旨在简化用户与硬件的交互,提高资源管理效率,并支持系统扩展,同时鼓励技术的共享和互操作。
2. **OS功能**:
- OS作为用户与硬件的接口:它抽象了底层硬件复杂性,让用户可以通过简单的指令与计算机交互。
- 资源管理者:OS负责内存、处理器、存储和I/O设备等系统资源的分配、调度和保护,确保高效利用。
- 扩展机器:OS通过驱动程序和其他软件组件支持硬件的附加功能,如虚拟化和网络连接。
3. **多道批处理系统**:推动其发展的重要动力在于提升计算机资源利用率和系统吞吐量,通过并发执行多个任务减少等待时间,提高整体效率。
4. **I/O类型**:
- 脱机I/O:为解决人机速度差异,预先将数据输入磁带,由外围机控制读写,提高输入输出速度,减少CPU空闲时间。
- 联机I/O:在主机控制下进行,实时响应用户请求,但速度受限于主机处理能力。
5. **分时系统**:
- 动力:用户交互需求增加,共享主机,提高用户可用性。
- 关键问题与解决方案:及时接收用户输入和处理作业,采用多路卡和内存优化策略。
6. **实时操作系统**:为实时控制和信息处理领域设计,强调响应时间和准确性,适用于对时间敏感的应用,如工业自动化和航空航天。
7. **分时系统与实时系统比较**:
- 交互性:分时系统交互性强,适合终端用户;实时系统交互较弱,但更关注任务的及时完成。
- 及时性:分时系统以人类可接受的等待时间为标准,实时系统则根据控制对象的时间约束。
- 可靠性:实时系统对系统稳定性和故障处理有更高要求。
8. **OS特征**:操作系统的基本特征包括模块化、虚拟化、并发性、异步性、隔离性和安全性。其中,模块化使得系统易于维护和扩展,虚拟化则允许多个独立的环境共存,并发性支持多任务并行,异步性提高效率,隔离性保障资源安全,安全性是现代操作系统不可或缺的一部分。