操作系统是计算机科学中的核心课程,汤子瀛教授的《计算机操作系统》第三版是该领域的一本经典教材。这里我们探讨一下书中的部分知识点。
1. **操作系统的目标**:设计现代操作系统的主要目标包括有效性(提高资源利用率)、方便性(提供用户友好的接口)、可扩充性(适应未来技术的发展)和开放性(支持不同软件和硬件的兼容性)。
2. **操作系统的作用**:操作系统作为用户与计算机硬件之间的接口,使得用户能够方便地使用系统;同时,它管理计算机的全部资源,如处理器、内存、I/O设备和文件,确保资源的有效利用和合理分配。
3. **资源抽象**:操作系统通过多层软件实现对硬件资源的抽象,如I/O设备管理和文件管理系统,这使得用户无需了解硬件的具体操作,只需通过高级接口与系统交互。
4. **多道批处理系统**:这种系统的出现主要源于提高计算机资源利用率、方便用户、器件更新换代以及计算机架构的演进等需求。它允许多个作业在内存中并发执行,提高了系统效率。
5. **I/O方式**:脱机I/O是在外围设备的控制下,主机不参与的输入输出方式;联机I/O则是在主机直接控制下进行数据传输,用户可以实时监控进程。
6. **分时系统**:分时系统主要受到用户对更短响应时间、人机交互能力和资源共享的需求驱动。它使得多个用户可以同时使用计算机,提高系统使用效率。
7. **分时系统的关键问题**:实时响应用户命令和控制任务执行。解决方案包括多路卡接收数据、缓冲区存储命令、时间片轮转机制等。
8. **实时操作系统**:实时OS是为了满足实时控制和实时信息处理的需求,确保对外部事件的快速响应。分为硬实时和软实时,前者对截止时间要求严格,后者则相对宽松。
9. **硬实时和软实时任务**:硬实时任务如火箭控制系统,错过截止时间可能导致严重后果;而软实时任务如网页更新,偶尔延迟影响不大。
10. **早期微机操作系统**:8位和16位微机时代,占主导地位的是单用户单任务系统,如CP/M和MS-DOS。
11. **Windows主要版本**:Windows 1.0是初探图形界面;Windows 95支持32位,改进了用户界面;Windows 98是多进程系统,加强内存管理;Windows XP基于Windows 2000,增强安全性和整合防火墙;Windows Vista引入大量新功能,如Aero界面和搜索服务。
12. **分时系统与实时系统的比较**:实时系统在及时性上以严格的截止时间要求为基准,交互性上仅限于特定服务,而分时系统提供更广泛的用户服务;在可靠性方面,实时系统通常需要更高的可靠性保障。
这些知识点涵盖了操作系统的基本原理、发展历程和主要特性,对于理解操作系统的核心功能和设计原则至关重要。