操作系统第三版-汤晓丹：并发、共享与分时系统解析

"《操作系统第三版》是由汤晓丹编著的一本计算机科学教材，主要讲解操作系统的原理和实践。本书包含多个章节，涵盖了操作系统的核心概念和功能，如操作系统的目标、作用、分时系统和实时系统的特性比较，以及操作系统的并发性、共享性、虚拟性和异步性等基本特征。此外，书中还涉及了进程管理，如进程的并发执行、进程控制和同步等问题。" 在操作系统的设计中，主要目标包括以下几个方面： 1. 方便性：操作系统应提供用户友好的界面，使得用户能够方便地与计算机进行交互，执行各种任务。 2. 有效性：优化资源的使用，提高系统效率，确保计算资源被高效利用。 3. 可扩充性：随着技术的发展，操作系统需要支持新的硬件和软件，以适应不断变化的需求。 4. 开放性：操作系统应允许用户和开发者访问和扩展其功能，支持标准的接口和协议，以促进软硬件生态系统的繁荣。 操作系统的作用主要体现在： 1. 用户接口：操作系统为用户提供了一种与硬件系统交互的途径，如图形用户界面（GUI）和命令行接口（CLI），简化了用户操作。 2. 资源管理：操作系统负责管理和调度计算机的硬件和软件资源，包括CPU、内存、硬盘等，以确保资源的有效利用和公平分配。 3. 抽象：操作系统通过抽象化硬件细节，提供更高层次的接口，使得程序员可以更专注于应用开发，而不是底层硬件的复杂性。 分时系统的关键在于实现用户与作业的交互及时性。这需要通过多路卡和缓冲区技术来实现，确保用户输入能被及时接收和处理。此外，通过时间片轮转策略，使得每个作业都有机会在短时间内运行，从而提供交互体验。 在分时系统和实时系统之间，交互性、及时性和可靠性存在显著差异： 1. 分时系统强调用户与系统的交互性，适合多用户同时在线操作，实时性相对较低，但可靠性要求较高，确保大多数用户需求得到满足。 2. 实时系统则分为实时信息处理系统和实时控制系统，前者与分时系统类似，需要快速响应用户请求，后者更注重及时性，必须在严格的时间限制内完成任务，且对可靠性的要求更高，因为失败可能导致严重后果。 操作系统的特征包括并发性、共享性、虚拟性和异步性。其中，最基本的是并发性和共享性。并发性是指系统中多个进程可以同时执行，而共享性意味着资源可以被多个进程同时访问。异步性是由于并发执行导致的，进程的执行顺序和完成时间无法预测，但系统通过适当的同步机制保证了正确性。 进程管理是操作系统的重要组成部分，包括进程的创建、撤销、状态转换以及进程间的通信。例如，给定的语句S1（a:=x）可能是进程执行的一部分，其前趋图可以描绘出这个赋值操作在程序执行流程中的位置和其他语句的关系。在实际操作中，这样的前趋图有助于理解进程的执行顺序和依赖关系。