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,同时提供用户与计算机之间的接口。《计算机操作系统第三版课后答案_梁小丹.pdf》这份资料可能包含了关于操作系统原理的详细解答,涵盖了操作系统设计的目标、功能、特征以及进程管理等多个方面。
1. **操作系统设计目标**:
- **方便性**:简化用户操作,提供友好的用户界面和易用的工具。
- **有效性**:高效利用硬件资源,提高系统整体性能。
- **可扩充性**:能够适应硬件和软件的扩展,支持新的技术和应用。
- **开放性**:允许第三方开发者编写和集成应用程序,支持标准和接口。
2. **OS的作用**:
- **用户接口**:提供图形用户界面(GUI)、命令行界面(CLI)等,使用户能方便地与硬件交互。
- **资源管理**:管理内存、处理器、磁盘等资源,确保资源的公平分配和有效利用。
- **资源抽象**:将复杂的硬件操作抽象为简单易用的系统调用或服务,隐藏底层实现细节。
3. **分时系统关键问题**:
- **及时交互**:通过多路卡和缓冲区实现用户输入的即时接收和处理。
- **时间片轮转**:将CPU时间分配给多个进程,保证每个进程能在短时间内得到执行。
4. **分时系统与实时系统的比较**:
- **交互性**:分时系统强,实时系统弱。
- **及时性**:实时系统要求严格的时间限制,分时系统更灵活。
- **可靠性**:实时系统对可靠性的要求更高,因为它往往涉及关键任务。
5. **操作系统的特征**:
- **并发性**:多个进程可以同时执行,是操作系统的基础特征。
- **共享性**:资源可以被多个进程共享。
- **虚拟性**:通过时间片轮转等技术,使用户感觉拥有独占的资源。
- **异步性**:进程执行的非顺序性,由于资源竞争和中断导致的执行间断。
6. **进程管理**:
- **进程并发执行的间断性**:由于资源竞争和协作关系,进程执行可能会被暂停,表现出间断性。
- **封闭性和可再现性丧失**:并发执行导致资源状态变化难以预测,影响程序的封闭性和可再现性。
- **进程与程序的区别**:进程是动态的,有生命周期;程序是静态的,不并发执行。进程具有独立性,可以独立获取资源和调度。
7. **进程控制块(PCB)**:
- **PCB的作用**:存储进程状态、调度信息等,使进程成为可调度的实体。
- **唯一标志**:系统通过PCB管理和调度进程,没有PCB的程序不能作为独立实体存在。
8. **进程状态转换**:
- **就绪到执行**:进程调度分配了处理机。
- **执行到阻塞**:等待特定事件,如I/O操作完成。
- **阻塞到就绪**:等待的事件发生,进程变为就绪状态,等待再次被调度。
这些知识点构成了操作系统理论的基础,对于理解操作系统的工作原理和设计至关重要。通过深入学习和掌握,可以为理解和解决实际的系统问题打下坚实基础。