计算机操作系统第三版课后习题答案详细解析
1. 设计现代操作系统的主要目标：
- 有效性：确保系统的高效性能，如快速响应时间和低延迟。
- 方便性：提供用户友好的界面和易用性，简化用户与计算机的交互。
- 可扩充性：支持系统功能的扩展和升级，适应技术的发展和新硬件的接入。
- 开放性：鼓励兼容性和标准化，支持不同应用和系统的互操作。
2. 操作系统的作用：
- 用户接口：作为用户与硬件间的桥梁，提供图形化或命令行界面，使用户能够方便地使用计算机。
- 资源管理：负责调度硬件资源，如处理器、内存、I/O设备等，确保合理分配和有效利用。
- 抽象层：通过多层软件（如设备驱动、文件系统）将底层硬件操作隐藏起来，提供统一的抽象视图。
3. OS对计算机资源的抽象：
- I/O设备管理：通过添加设备驱动程序，使得操作系统可以直接控制硬件而不必关心其具体实现细节。
- 文件管理：将硬件的物理块映射为逻辑的文件，使得用户可以按文件而非硬件地址操作数据。
4. 多道批处理系统的发展动力：
- 提高资源利用率：通过并发处理多个作业，减少空闲时间。
- 用户便利：提供易于提交和管理任务的方式。
- 技术进步：硬件更新和体系结构发展促进了系统的改进。
5. 脱机/联机I/O：
- 脱机I/O：用户预先准备数据，由外围设备处理输入输出，不需主机干预。
- 联机I/O：实时与主机交互，用户直接控制，提高交互效率。
6. 分时系统的发展动力：
- 用户体验优化：缩短平均周转时间，提升人机交互。
- 资源共享：允许多用户同时使用，提高系统利用率。
7. 分时系统的关键问题及解决：
- 及时响应：通过多路卡和缓冲区技术，实现数据接收和处理的同步。
- 时间片轮转：为每个用户分配固定时间，保证公平调度。
8. 实时操作系统的重要性：
- 响应时间约束：对于需要严格时间限制的任务，如工业控制、航空导航等，实时OS能确保及时处理。
- 系统可靠性：在突发事件面前，实时OS能快速做出反应，保障关键任务的执行。
总结，计算机操作系统的设计与实现是信息技术的核心，关注效率、易用性、可扩展性和开放性。操作系统通过抽象和管理硬件资源，提供用户友好的接口，以适应不断变化的用户需求和技术环境。同时，不同的操作系统类型如批处理、分时和实时系统，针对特定的应用场景和性能要求有着不同的设计重点。
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