《计算机操作系统》(第三版)由著名学者汤小丹编著，本书深入浅出地介绍了操作系统的原理与设计方法。适合于计算机专业学生和相关技术人员阅读参考。
### 计算机操作系统知识点详解
#### 一、操作系统引论
**1. 设计现代OS的主要目标**
设计现代操作系统的四个主要目标包括方便性、有效性、可扩充性和开放性。
- **方便性**：提高用户的操作便利度，降低用户使用计算机系统的难度。
- **有效性**：提高计算机资源的利用率，提升系统的整体效率。
- **可扩充性**：系统能够容易地适应硬件的变化，支持新功能的添加。
- **开放性**：支持多种标准协议和接口，便于与其他系统交互。
**2. OS的作用**
操作系统的作用可以从以下几个方面来理解：
- **用户与计算机硬件系统之间的接口**：提供用户界面，简化硬件操作，使得用户可以通过简单的命令来控制复杂的硬件设备。
- **计算机系统资源的管理者**：管理包括处理器、内存、外设等在内的各种资源。
- **实现了对计算机资源的抽象**：将具体的硬件资源抽象为统一的资源模型，使得应用程序可以独立于具体的硬件细节。
**7. 实现分时系统的关键问题及解决方法**
- **关键问题**：实现用户与其作业的交互，确保用户命令能够被及时接收并处理，结果也能够迅速返回给用户。
- **解决方法**：
- 设置多路卡，使主机能够同时接收来自多个终端的数据。
- 为每个终端配置缓冲区，暂时存储用户键入的命令或数据。
- 将所有用户作业直接放入内存，并为每个作业分配一个时间片，确保每个作业都能在规定时间内运行。
**12. 分时系统与实时系统在交互性、及时性和可靠性方面的比较**
- **交互性**：分时系统具有较强的交互能力，主要用于终端用户的程序运行；而实时系统的交互能力相对较弱。
- **及时性**：实时信息系统的及时性类似于分时系统，由人的接受时间决定；而实时控制系统的及时性则取决于控制对象的要求，因此实时系统的及时性高于分时系统。
- **可靠性**：实时系统对系统的可靠性要求比分时系统更高。
**13. OS的特征及其最基本特征**
- **四大特征**：并发性、共享性、虚拟性、异步性。
- **最基本特征**：并发性和共享性，其中并发性是最核心的特征。
**18. 异步性特征的原因**
在多道程序环境下，进程执行过程中会受到资源等因素的限制，导致进程的执行呈现出“走走停停”的特点。这种异步执行方式使得进程的执行次序和完成次序难以预测，但只要运行环境不变，每次执行的结果应该是相同的。
#### 二、进程管理
**2. 前趋图示例**
给定以下四条语句的前趋图可以表示为：
```
S1
|
S2 S3
S4
```
**3. 并发执行产生间断性特征的原因**
程序并发执行时，各进程之间可能共享资源并相互合作，这会导致进程间的相互制约关系，从而使进程的执行表现出间断性。
**4. 程序并发执行失去封闭性和可再现性的原因**
- **封闭性**：在并发环境中，多个程序共享资源，资源状态可能被多个程序改变，导致程序执行失去封闭性。
- **可再现性**：失去封闭性的同时，程序的执行结果也会变得不可预测，进而失去可再现性。
**5. 引入进程概念的原因及其影响**
- **原因**：引入进程是为了让程序能够在多道程序环境下并发执行，并能对其进行有效的控制和描述。
- **影响**：使得程序可以在多道程序环境下并发执行，增强了系统的并发能力和资源管理能力。
**6. 进程与程序的区别**
- **动态性**：进程具有动态性，而程序是静态的指令集合。
- **并发性**：进程支持并发执行，而程序本身不具备并发执行的能力。
- **独立性**：进程是独立运行的基本单位，而程序需要构建进程才能独立运行。
**7. PCB的作用及其作为进程存在标志的意义**
- **作用**：PCB记录了描述进程状态的所有必要信息，它是进程实体的一部分，也是操作系统管理和控制进程的基础。
- **标志意义**：PCB是操作系统识别和控制进程的唯一标识符，没有PCB，操作系统无法感知进程的存在。
**8. 进程状态转换的典型原因**
- **就绪状态到执行状态**：进程调度程序为就绪状态的进程分配处理机资源。
- **执行状态到阻塞状态**：例如，当前进程尝试访问已被其他进程占用的临界资源。
- **执行状态到就绪状态**：当前进程的时间片用完或者主动放弃CPU资源。
5星
