计算机操作系统课后题答案

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它的主要目标包括提供用户与硬件之间的接口、管理计算机资源和抽象化资源。在第一章“操作系统引论”中，讨论了设计现代操作系统的目标，如方便性、有效性、可扩充性和开放性。OS通过提供图形用户界面、命令行接口等方式让用户能够方便地与计算机交互。同时，操作系统作为资源管理者，有效地调度和分配内存、CPU时间、磁盘空间等硬件资源。它还通过抽象化技术，将复杂的硬件细节隐藏起来，使得程序员可以更专注于应用的开发。 分时系统和实时系统是两种重要的操作系统类型。分时系统通过多路卡和缓冲区实现多个用户的同时交互，每个用户在分配的时间片内运行自己的作业。实时系统则更强调响应时间和确定性，分为实时信息系统和实时控制系统，前者注重用户体验，后者则必须满足严格的截止时间要求。实时系统对可靠性的需求比分时系统更高。 操作系统的特征包括并发性、共享性、虚拟性和异步性。其中，并发性是操作系统最基本的特征，它允许多个进程同时进行，而共享性则意味着资源可以在多个进程间共享。虚拟性是指操作系统通过资源的抽象和模拟，创造出比实际更多的资源感觉。异步性源于进程执行的不连续性，由于资源竞争和调度，进程执行呈现走走停停的特点，但最终会得到相同的结果。 第二章“进程管理”探讨了进程这一核心概念。进程是程序在执行过程中的实例，具有动态性、并发性和独立性。前趋图用于描述程序语句间的执行顺序，例如S1到S4的前趋图展示了计算过程的依赖关系。并发执行会导致程序的间断性，因为进程之间存在相互制约，这可能影响封闭性和可再现性，即程序执行的结果不再可预测。为了管理和控制并发执行的程序，引入了进程概念，每个进程都有一个进程控制块（PCB），其中包含了描述和控制进程所需的所有信息。PCB是进程存在的唯一标识，进程的状态转换（就绪、执行、阻塞）由系统根据PCB中的信息进行调度。 进程状态的转换通常由事件触发，如进程调度分配CPU导致就绪到执行的转换，或者当前进程等待I/O操作导致执行到阻塞的转换。这些转换体现了操作系统对进程的动态管理和控制，确保了系统的高效运行和资源的有效利用。