操作系统第三版课后答案

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理和控制计算机的硬件资源，同时也为用户提供便捷、高效的软件环境。《操作系统》第三版，由汤子瀛和汤小丹主编，详细讲解了操作系统的基本概念、设计目标和实现机制。以下是根据书中的内容解析的一些关键知识点： 1. **操作系统的目标**：设计现代操作系统的主要目标包括方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性是指操作系统应简化用户与硬件的交互；有效性是指提高系统资源的使用效率；可扩充性是指操作系统应能适应新技术和新硬件的加入；开放性则意味着操作系统应支持各种软件开发和应用。 2. **OS的作用**：OS作为用户与硬件之间的接口，管理计算机系统的资源，并通过虚拟化技术扩展机器的功能。 3. **多道批处理系统的发展**：多道批处理系统的发展主要是为了提高计算机资源利用率和系统吞吐量，通过批量处理多个作业，减少了CPU的空闲时间。 4. **I/O方式**：脱机I/O是在外围机的控制下，预先将数据输入到磁带，CPU需要时直接从磁带高速读取，减少了CPU等待输入的时间。联机I/O则是由主机直接控制输入输出操作。 5. **分时系统的发展**：分时系统形成和发展的主要动力是满足用户的人机交互需求，使得多个用户可以同时在线，共享主机资源。 6. **实时任务与实时系统**：实时任务分为周期性和非周期性，硬实时和软实时，分别对应着严格的截止时间和相对灵活的截止时间。实时系统包括实时控制系统和实时信息处理系统。 7. **多道程序实现的问题**：处理机管理、内存管理、I/O设备管理、文件管理和作业管理是实现多道程序需解决的关键问题。 8. **单道与多道批处理系统对比**：单道批处理系统虽然自动且顺序，但资源利用率较低，无交互性；多道批处理系统则提高了资源利用率，但平均周转时间较长。 9. **分时系统的关键问题**：分时系统需要及时接收用户输入并快速处理。通过多路卡实现接收的及时性，通过内存调度实现处理的及时性。 10. **引入实时操作系统的原因**：实时操作系统是为了满足实时控制和实时信息处理领域对响应速度和精度的严格要求。 11. **OS的特征**：并发性、共享性、虚拟性和异步性是操作系统的主要特征，其中并发和共享是最基本的特征。 12. **内存管理**：内存管理主要包括内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。内存分配确保程序空间，内存保护防止相互干扰，地址映射转换逻辑地址，内存扩充利用虚拟存储技术扩大可用内存。 13. **处理机管理**：包括进程控制、进程同步、进程通信和调度。进程控制管理进程生命周期，进程同步协调进程间执行，进程通信交换信息，调度决定哪个进程获取处理机。 14. **设备管理**：设备管理涉及缓冲管理、设备分配、设备处理和虚拟设备。主要任务是高效完成I/O请求，分配设备，提高CPU和设备利用率，提升I/O速度，以及提供用户友好的接口。 以上内容涵盖了操作系统的基本概念、发展历程、目标、核心功能以及实现策略，对于理解和学习操作系统有着重要的指导意义。