操作系统(21世纪高等学校计算机规划教材·精品系列)
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品牌: 宗大华
基本信息·出版社：人民邮电出版社
·页码：316 页
·出版日期：2009年10月
·ISBN：9787115202178
·条形码：9787115202178
·包装版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
·丛书名：21世纪高等学校计算机规划教材·精品系列
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内容简介《操作系统》是一部关于操作系统基本概念、管理策略及实现原理的教材，目的是尽可能清晰、全面地介绍现代操作系统涉及的内容和技术，展现现代操作系统的本质和特点，跟上现代操作系统发展的速度和步伐。全书共9章，第1章为操作系统概述，第2章介绍进程与线程，第3章介绍处理机管理，第4章和第5章介绍存储管理，第6章介绍文件管理，第7章介绍设备管理，第8章介绍并发进程的设计技术，第9章介绍死锁和系统安全。
《操作系统》内容涵盖《2009计算机考研大纲》和《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》中有关操作系统部分的要求；从认知的实际过程出发，对全书的内容做了精心安排；对于重点内容或难以理解之处，《操作系统》或通过举例、或不惜用较多的笔墨进行说明和解释；最后以附录的形式给出各章部分习题或详或简的参考答案。
《操作系统》可作为普通高等院校本科计算机专业及相关专业的操作系统教材和考研参考书，也可以作为IT行业有关人员的自学参考书。
作者简介宗大华，毕业于南开大学数学系，多年从事与操作系统有关的教学工作，任北京工业大学计算机系、计算机学院教授，教学副系主任、副院长；多次获得国家科技进步二等奖，北京市科学技术成果三等奖等；出版过《操作系统》、《汇编语言程序设计》、《C语言程序设计教程》、《数据结构》等20余部图书。其中《操作系统》被评为普通高等院校“十五”和“十一五”国家级规划教材。
编辑推荐《操作系统》：突出操作系统的理论性，对内容精心选择和安排；注重操作系统的实用性，配有大量的实例和习题；关切操作系统的基本性，深入浅出的分析和说明。
《操作系统》作者自上世纪70年代初开始接触计算机，随之长期从事有关操作系统的教学和科研工作，具有丰富的教学经验。《操作系统》主要对操作系统的基本概念、功能、实现原理，以及Linux操作系统的特点和实现技术进行讲述和介绍。
《操作系统》是一本适合大学本科以及准备考研学生使用的操作系统教材，内容涵盖“2009计算机考研大纲”中有关操作系统部分的要求，也涵盖《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》中有关操作系统部分的要求。
《操作系统》以浅显流畅的文笔，精炼而准确地描述操作系统的基本概念、原理、管理策略。正文配合教学内容给出很多例子，每章后配有大量习题。在《操作系统》的最后，以“附录”形式给出郡分习题或详或简的参考答案，利于读者自测使用。
《操作系统》将为授课教师提供完整的教学用PPT课件，有需要者请登录人民邮电出版社教学服务与资源网(http：／／www.ptpedu.com cn)免费下载。
目录
第1章 操作系统概述 1
1.1 操作系统的定义与功能 1
1.1.1 操作系统的定义 1
1.1.2 操作系统的功能 3
1.2 操作系统的接口与内核模式 5
1.2.1 操作系统的两种接口 5
1.2.2 操作系统内核的结构模式 9
1.3 操作系统的基本分类 11
1.3.1 批处理系统 11
1.3.2 分时系统 13
1.3.3 实时系统 14
1.3.4 网络系统 16
1.4 硬件支撑环境 17
1.4.1 计算机硬件的基本构成 17
1.4.2 中断 19
1.4.3 存储器的结构 22
1.5 Linux操作系统的诞生 24
1.5.1 操作系统的发展简史 24
1.5.2 Linux操作系统的诞生 25
习题 27
第2章 进程与线程 29
2.1 进程的概念 29
2.1.1 多道程序设计环境下的程序特点 29
2.1.2 进程的定义 32
2.1.3 进程的状态及状态变迁 34
2.2 进程的管理 37
2.2.1 进程控制块 37
2.2.2 进程控制块队列 40
2.2.3 进程控制的系统调用命令 41
2.3 线程 45
2.3.1 线程的概念 45
2.3.2 线程的实现 48
2.3.3 线程与进程的关系 49
2.4 Linux的进程 51
2.4.1 Linux进程 51
2.4.2 Linux的几种链接信息 54
2.4.3 Linux进程的生存过程 56
习题 59
第3章 处理机管理 61
3.1 处理机调度概述 61
3.1.1 处理机调度的3个层次 61
3.1.2 进程调度的功能、时机和基本策略 63
3.1.3 调度算法的性能评价指标 64
3.2 作业调度算法 66
3.2.1 先来先服务调度算法 66
3.2.2 短作业优先调度算法 69
3.2.3 最短剩余时间优先调度算法 70
3.2.4 最高响应比调度算法 71
3.3 进程调度算法 73
3.3.1 先来先服务调度算法 73
3.3.2 轮转调度算法 73
3.3.3 优先级调度算法 75
3.3.4 多级队列调度算法 77
3.3.5 多级反馈队列调度算法 78
3.4 实时处理与实时调度算法 79
3.4.1 实时处理的特征 79
3.4.2 最早截止时间优先调度算法 81
3.4.3 速率单调调度算法 82
3.5 Linux的处理机调度 84
3.5.1 涉及调度的进程分类 84
3.5.2 Linux的可运行队列 85
3.5.3 Linux的进程调度算法 87
习题 89
第4章 基本存储管理 92
4.1 存储管理预备知识 92
4.1.1 用户程序的4个处理阶段 92
4.1.2 地址重定位 94
4.1.3 程序的链接 97
4.1.4 存储管理的功能 98
4.2 分区存储管理 98
4.2.1 固定分区存储管理 99
4.2.2 可变分区存储管理 102
4.2.3 其他管理技术：覆盖、交换、伙伴系统 109
4.3 分页式存储管理 111
4.3.1 分页式存储管理的基本思想 111
4.3.2 分页式存储管理的地址转换 113
4.3.3 页帧的分配与回收 117
4.4 分段式和段页式存储管理 119
4.4.1 分段式存储管理 119
4.4.2 段页式存储管理 124
习题 125
第5章 虚拟存储管理 129
5.1 请求页式虚拟存储管理基础 129
5.1.1 虚拟存储器 129
5.1.2 请求页式虚拟存储管理 131
5.2 请求页式的替换策略 137
5.2.1 替换策略综述 137
5.2.2 请求页式静态替换策略 137
5.2.3 关于静态替换策略的进一步讨论 139
5.2.4 请求页式动态替换策略 144
5.3 请求段式虚拟存储管理 147
5.3.1 请求段式虚拟存储管理 147
5.3.2 段的动态链接 148
5.4 Linux的存储管理 150
5.4.1 Linux存储管理的硬件基础 150
5.4.2 Linux多级页表的地址转换 152
5.4.3 内存空间的管理 155
5.4.4 管理虚拟存储空间的数据结构 156
习题 158
第6章 文件管理 161
6.1 文件系统概述 161
6.1.1 文件系统概述 161
6.1.2 文件系统的功能 164
6.1.3 文件的逻辑结构 165
6.1.4 记录的成组与分解 166
6.2 文件的目录结构 167
6.2.1 目录 167
6.2.2 目录的层次结构 169
6.2.3 路径名 171
6.3 文件在磁盘上的组织 172
6.3.1 磁盘存储空间的管理 172
6.3.2 文件的物理结构 175
6.3.3 文件的存取方式 178
6.3.4 “按名存取”的实现 179
6.4 文件的使用 180
6.4.1 文件的操作 180
6.4.2 文件共享 182
6.4.3 文件保护 184
6.5 Linux的文件管理 185
6.5.1 Linux文件系统概述 186
6.5.2 Linux的文件类型 188
6.5.3 Linux的二次扩展文件系统——Ext2 190
6.5.4 Linux的虚拟文件系统——VFS 194
习题 197
第7章 设备管理 199
7.1 设备管理概述 199
7.1.1 I/O系统的组织结构 199
7.1.2 计算机设备的分类 201
7.1.3 设备管理的目标与功能 205
7.1.4 设备管理的数据结构 205
7.2 I/O的4种实现方式 208
7.2.1 程序循环控制I/O 208
7.2.2 中断驱动I/O 209
7.2.3 直接内存访问I/O 210
7.2.4 通道管理I/O 212
7.3 缓冲技术、虚拟设备与SPOOLing技术 214
7.3.1 I/O缓冲 214
7.3.2 虚拟设备与SPOOLing技术 217
7.4 磁盘及磁盘的移臂调度策略 218
7.4.1 磁盘的格式化 218
7.4.2 磁盘的性能参数 221
7.4.3 磁盘的移臂调度策略 222
7.4.4 独立磁盘冗余阵列：RAID 225
7.5 Linux的I/O管理 228
7.5.1 Linux设备管理综述 229
7.5.2 Linux对字符设备的管理 231
7.5.3 Linux对块设备的管理 232
7.5.4 Linux的磁盘调度 233
习题 235
第8章 并发性：互斥和同步 238
8.1 互斥和同步 238
8.1.1 互斥和临界区 238
8.1.2 同步 240
8.2 实现互斥的方法讨论 243
8.2.1 实现互斥的硬件方法 243
8.2.2 实现互斥的软件方法 244
8.3 信号量与P、V操作 246
8.3.1 信号量与P、V操作定义 246
8.3.2 用P、V操作实现互斥 247
8.3.3 用P、V操作实现同步 250
8.3.4 用P、V操作实现资源分配 252
8.3.5 管程 254
8.4 互斥、同步的样例分析 258
8.4.1 读者-写者问题 258
8.4.2 哲学家就餐问题 262
8.4.3 理发师理发问题 266
8.5 高级进程通信 268
8.5.1 消息缓冲通信 268
8.5.2 信箱通信 269
习题 270
第9章 死锁、系统安全 273
9.1 死锁概述 273
9.1.1 死锁的概念 273
9.1.2 资源分配图 276
9.1.3 产生死锁的必要条件 277
9.2 死锁的预防、避免、检测与恢复 278
9.2.1 死锁预防 278
9.2.2 死锁避免 280
9.2.3 死锁检测与恢复 286
9.3 系统的安全与保护 290
9.3.1 安全与保护概述 290
9.3.2 具体的安全威胁 296
9.3.3 具体的安全防护措施 298
习题 302
附录 各章部分习题解答 305
参考文献 316
……[看更多目录]
序言操作系统是加载在计算机硬件上的第一层软件，是对计算机功能的首次扩充，其重要性不言而喻，它早已成为现代计算机系统中不可或缺的一种系统软件。人们通过操作系统管理和控制系统中的所有软硬件资源，使这些资源的使用更加合理、有效，也使计算机操作更加方便、安全、快捷。
本书是一部关于操作系统基本概念、管理策略及实现原理的教材，目的是尽可能清晰、全面地介绍现代操作系统涉及的内容和技术，展现现代操作系统的本质和特点，跟上现代操作系统发展的速度和步伐。
全书共9章，具体安排如下。
第1章为操作系统概述，简要介绍操作系统的定义和功能，硬件支撑环境，常采用的结构模式，以及分类。
第2章和第3章介绍处理机管理，引人进程和线程的概念、它们之间的联系与区别、各种作业调度算法、各种进程调度算法以及实时处理与实时调度算法。
第4章和第5章介绍存储管理，包含的内容有分区、分页式、分段式、段页式、请求分页式及请求分段式等存储管理策略，涉及存储区的分配和回收、存储区的共享和保护及地址重定位的实现等。
文摘插图：
第1章操作系统概述
21世纪的重要特征是数字化、网络化和信息化，而这些特征的出现，完全是基于20世纪最伟大的创造——汁算机。自1946年第一台计算机诞生至今，其技术得到了突飞猛进的发展。目前，计算机不仅被广泛应用于科学计算、过程控制、数据处理、军事技术等领域，而且也渗透到了日常办公、教育学习、家庭生活等诸方面。计算机已成为社会信息化的重要支柱和人类文明高度发展的重要象征。
操作系统（operating system）是一系列软件的汇集。可以这么说：凡接触过计算机的人，都听说过“操作系统”这个术语，也都使用过“操作系统”这个软件，从这一点即可看出操作系统在计算机中扮演角色和所起作用的重要性。
那么，到底什么是“操作系统”？它具有哪些功能？用户如何使用它？它需要有哪些硬件方面的支持？本章将逐一解答这些问题。
本章主要讲述以下几个方面的内容。
（1）操作系统的定义与功能。
（2）操作系统的基本分类。
（3）操作系统向用户提供的两种接口。
（4）操作系统运行所需的基本硬件支撑环境。
（5）Linux操作系统的形成过程。
1.1 操作系统的定义与功能
1.1.1操作系统的定义
在计算机的发展和应用过程中，人们最常听说和接触的操作系统有：磁盘操作系统DOS、图形界面操作系统Windows、多用户操作系统UNIX以及开放源代码操作系统Linux等。这表明，计算机科学与技术的不断创新，推动着操作系统不断地更新与改进。从另一个方面来说，也正是这种不断更新与改进，才使得操作系统至今还没有一个统一的定义和解释。
