"操作系统概念第七版习题答案(中文版)完整版"
操作系统是计算机系统的核心组成部分,它负责管理和协调计算机硬件和软件资源,为用户提供服务。本资源提供的内容是针对《操作系统概念》第七版的习题解答,涵盖了多道程序、分时环境下的安全问题、资源管理、分时系统的优势、不同环境下操作系统功能的需求,以及对称多处理(SMP)与非对称多处理(AMP)的区别和优缺点。
在多道程序和分时环境中,安全性成为关注焦点。一方面,用户可能试图窃取或复制其他用户的程序和数据,这要求操作系统具备有效的权限控制和访问限制机制。另一方面,资源的合理分配也是关键,防止用户过度消耗CPU、内存、磁盘空间等资源,确保系统的稳定运行。在分时系统中,由于资源的共享性,很难保证如同专用机器那样的安全度,因为任何保护机制都可能存在漏洞,且程序的正确性难以保证。
资源管理在各种类型的操作系统中都至关重要。在大型电脑或迷你电脑系统中,内存、CPU、外存和网络带宽都需要严格管理,以确保高效运行。与服务器相连的工作站主要关注内存和CPU资源,因为它们通常执行计算密集型任务。而手持电脑,如智能手机和平板电脑,由于电池续航和硬件限制,特别需要管理功率消耗和内存资源。
分时系统在某些场景下优于个人计算机或单用户工作站。当任务繁重,需要并发处理多个任务,或者硬件性能强大时,分时系统能更有效地利用资源,快速响应用户需求。此外,如果多个用户需要共享资源,分时系统也能提供更好的解决方案。然而,对于轻量级的任务和满足个人日常需求的程序,个人计算机往往更合适,因为其性能足以应对,并且无需与其他用户竞争资源。
在不同的环境下,操作系统支持的功能有所不同。在手持设备上,实时系统需要虚拟存储器来优化有限的内存资源,但通常不需要分时系统,因为这类设备通常用于执行单一任务。而在实时系统中,为了确保任务的及时完成,虚拟存储器和分时调度都是必要的。批处理程序则在这些环境中都不是必需的,因为它主要用于后台批量处理大量任务,而不是实时响应。
对称多处理(SMP)和非对称多处理(AMP)是多处理器系统中的两种架构。SMP中所有处理器地位平等,都可以处理I/O,这提供了更好的负载均衡和性能。相反,AMP有一个主处理器负责控制,其他处理器作为从属,仅处理分配给它们的工作,I/O操作集中于主处理器。多处理器系统的主要优点包括成本节约(通过资源共享)、性能提升(并行处理)和可靠性增强(单点故障不会影响整个系统)。然而,其缺点在于设计和管理的复杂性,需要更复杂的同步和通信机制来确保处理器间的协作无误。