計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理

前言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，操作系統(tǒng)在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的核心地位和在國(guó)家信息安全中的重要位置越來(lái)越受到人們的重視。這種社會(huì)認(rèn)識(shí)的進(jìn)步為操作系統(tǒng)教學(xué)提供了有利的條件和環(huán)境，同時(shí)也對(duì)操作系統(tǒng)教學(xué)改革提出了更高的希望和要求?，F(xiàn)在，對(duì)操作系統(tǒng)認(rèn)知能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)已成為操作系統(tǒng)教學(xué)改革的兩大主題?；谶@一認(rèn)識(shí)，本書(shū)在改版中保留了1版書(shū)在讀者定位、內(nèi)容篩選和寫(xiě)作方式等方面的特色，更加注重對(duì)操作系統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)方法和實(shí)際技能等方面的要求。全書(shū)可分為兩大部分，第一部分為第1～8章，介紹操作系統(tǒng)基本原理和方法，包括操作系統(tǒng)概述、操作系統(tǒng)用戶接口、進(jìn)程管理、處理機(jī)調(diào)度、死鎖及其對(duì)策、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理和文件系統(tǒng)；第二部分為第9章和第10章，介紹操作系統(tǒng)的發(fā)展與實(shí)踐，包括操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展和Windows實(shí)驗(yàn)。本次改版的主要變動(dòng)如下：（1）刪除1版書(shū)第9章Linux操作系統(tǒng)，新增第10章Windows實(shí)驗(yàn)。（2）將1版書(shū)第10章操作系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展變更為新的第9章，并刪除1版書(shū)10．1節(jié)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展對(duì)操作系統(tǒng)的影響以及10．3．2小節(jié)面向?qū)ο蟛僮飨到y(tǒng)技術(shù)，增加9．1．4小節(jié)嵌入式操作系統(tǒng)和9．2．2小節(jié)多線程技術(shù)。（3）對(duì)1版書(shū)第4章和第5章的次序做了調(diào)換，新的第4章為處理機(jī)調(diào)度，第5章為死鎖及其對(duì)策。在其他各章中，也有部分節(jié)和小節(jié)的變動(dòng)。（4）在內(nèi)容方面，刪除或壓縮一些較陳舊的方法和技術(shù)，相應(yīng)地增加一些新的方法和技術(shù)。書(shū)中除保留1版書(shū)每一章開(kāi)頭部分有學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)，結(jié)尾部分有學(xué)后自測(cè)和相應(yīng)的參考答案外，還在結(jié)尾部分增加本章小結(jié)，更便于讀者自學(xué)。

內(nèi)容概要

　　《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理》是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，全面系統(tǒng)地介紹操作系統(tǒng)的基本原理、方法與技術(shù)，并基于Microsoft Windows Server2003給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。全書(shū)分為兩大部分，第一部分包括第1-8章，介紹操作系統(tǒng)概述、操作系統(tǒng)用戶接口、進(jìn)程管理、處理機(jī)調(diào)度、死鎖及其對(duì)策、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理和文件系統(tǒng)；第二部分包括第9章和第10章，介紹操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展和Windows實(shí)驗(yàn)?！　　队?jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理》是在《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理》的基礎(chǔ)上改寫(xiě)而成的，語(yǔ)言通俗、結(jié)構(gòu)合理，每章開(kāi)頭有學(xué)習(xí)目標(biāo)，結(jié)尾有本章小結(jié)，所有練習(xí)題都附有相應(yīng)的參考答案?！　　队?jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理》可作為高等學(xué)校本科應(yīng)用型計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材，也可供相關(guān)專業(yè)的工程科技人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章 操作系統(tǒng)概述 1.1 操作系統(tǒng)的定義 1.1.1 操作系統(tǒng)的虛擬飢觀點(diǎn) 1.1.2 操作系統(tǒng)的資源管理觀點(diǎn) 1.1.3 操作系統(tǒng)的用戶服務(wù)觀點(diǎn) 1.1.4 操作系統(tǒng)的進(jìn)程管理觀點(diǎn) 1.2 操作系統(tǒng)的形成過(guò)程 1.2.1 人工操作階段 1.2.2 單道批處理階段 1.2.3 多道程序系統(tǒng)階段 1.2.4 進(jìn)一步發(fā)展階段 1.3 操作系統(tǒng)的基本類(lèi)型 1.3.1 多道批處理系統(tǒng) 1.3.2 分時(shí)系統(tǒng) 1.3.3 實(shí)時(shí)系統(tǒng) 1.3.4 通用操作系統(tǒng) 1.4 操作系統(tǒng)的特征 1.5 操作系統(tǒng)的服務(wù) 1.5.1 操作系統(tǒng)的公共服務(wù) 1.5.2 操作系統(tǒng)的服務(wù)方式 1.6 操作系統(tǒng)的功能 1.6.1 用戶接口 1.6.2 處理機(jī)管理 1.6.3 存儲(chǔ)管理 1.6.4 設(shè)備管理 1.6.5 文件管理 1.7 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1.7.1 整體式系統(tǒng) 1.7.2 層次式系統(tǒng) 1.7.3 客戶/服務(wù)器系統(tǒng) 本章小結(jié) 學(xué)后自測(cè)1 參考答案1 第2章 操作系統(tǒng)用戶接口 2.1 用戶接口概述 2.1.1 程序的執(zhí)行和作業(yè)的概念 2.1.2 作業(yè)管理概述 2.2 命令接口 2.2.1 脫機(jī)命令接口 2.2.2 聯(lián)機(jī)命令接口 2.3 程序接口 2.3.1 系統(tǒng)調(diào)用概述 2.3.2 系統(tǒng)調(diào)用類(lèi)型 2.3.3 系統(tǒng)調(diào)用過(guò)程 2.4 圖形接口 本章小結(jié) 學(xué)后自測(cè)2 參考答案2 第3章 進(jìn)程管理 3.1 進(jìn)程的基本概念 3.1.1 進(jìn)程的引入 3.1.2 進(jìn)程的定義和特征 3.2 進(jìn)程的描述 3.2.1 進(jìn)程控制塊 3.2.2 進(jìn)程控制塊的組織方式 3.3 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 3.3.1 進(jìn)程的基本狀態(tài) 3.3.2 進(jìn)程基本狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 3.4 進(jìn)程控制 3.4.1 進(jìn)程控制機(jī)構(gòu) 3.4.2 進(jìn)程控制原語(yǔ) 3.5 進(jìn)程互斥與同步 3.5.1 互斥的概念 3.5.2 進(jìn)程同步的概念 3.5.3 互斥與同步機(jī)制 3.5.4 用PV原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)互斥與同步的方法 3.5.5 用PV原語(yǔ)解決經(jīng)典的互斥與同步問(wèn)題 3.6 進(jìn)程間通信 3.6.1 進(jìn)程間通信的類(lèi)型 3.6.2 消息傳遞 3.6.3 消息傳遞的實(shí)例——消息緩沖通信 3.7 線程的概念 3.7.1 線程的引入和定義 3.7.2 線程的屬性和狀態(tài) 3.7.3 進(jìn)程與線程的比較 本章小結(jié) 學(xué)后自測(cè)3 參考答案3 第4章 處理機(jī)調(diào)度 4.1 調(diào)度的層次與分類(lèi) 4.1.1 調(diào)度的層次 4.1.2 調(diào)度的分類(lèi) 4.2 調(diào)度算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)和性能指標(biāo) 4.2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo) 4.2.2 性能指標(biāo) 4.3 調(diào)度算法 4.3.1 先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法 4.3.2 短作業(yè)(進(jìn)程)優(yōu)先調(diào)度算法 4.3.3 高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法 4.3.4 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法 4.3.5 優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法 4.3.6 多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法 4.4 實(shí)時(shí)系統(tǒng)調(diào)度 4.4.1 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度的基本條件 4.4.2 實(shí)時(shí)調(diào)度的分類(lèi) 4.4.3 常用的幾種實(shí)時(shí)調(diào)度算法 本章小結(jié) 學(xué)后自測(cè)4 參考答案4 第5章 死鎖及其對(duì)策 5.1 死鎖的概念 5.1.1 資源 5.1.2 死鎖定義 5.2 死鎖的產(chǎn)生及對(duì)策 5.2.1 死鎖產(chǎn)生的原因 5.2.2 死鎖產(chǎn)生的必要條件 5.2.3 死鎖的描述 5.2.4 處理死鎖的方法 5.3 死鎖的預(yù)防 5.3.1 破壞互斥條件 5.3.2 破壞占用并等待條件 5.3.3 破壞不剝奪條件 5.3.4 破壞環(huán)路等待條件 5.4 死鎖的避免 5.4.1 系統(tǒng)狀態(tài)的安全性 5.4.2 銀行家算法 5.4.3 銀行家算法舉例 5.5 死鎖的檢測(cè)和解除 5.5.1 利用資源分配圖檢測(cè)死鎖 5.5.2 利用死鎖檢測(cè)算法檢測(cè)死鎖 5.5.3 死鎖的恢復(fù) 本章小結(jié) 學(xué)后自測(cè)5 參考答案5 第6章 存儲(chǔ)管理 6.1 存儲(chǔ)管理的基本概念 6.1.1 存儲(chǔ)器的層次 6.1.2 地址重定位 6.1.3 存儲(chǔ)管理的目的和功能 6.1.4 存儲(chǔ)分配方式 6.2 存儲(chǔ)管理技術(shù) 6.2.1 單一連續(xù)區(qū)管理 6.2.2 固定式和可變式分區(qū)存儲(chǔ)管理 6.2.3 可重定位分區(qū)存儲(chǔ)管理 6.2.4 分區(qū)的存儲(chǔ)保護(hù) 6.3 虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本概念 6.3.1 虛擬存儲(chǔ)器 6.3.2 實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器的基本原理 6.4 分頁(yè)存儲(chǔ)管理 6.4.1 分頁(yè)存儲(chǔ)管理的實(shí)現(xiàn)原理 6.4.2 簡(jiǎn)單分頁(yè)存儲(chǔ)管理 6.4.3 請(qǐng)求式分頁(yè)存儲(chǔ)管理 6.4.4 請(qǐng)求式調(diào)頁(yè)存儲(chǔ)管理的頁(yè)面置換算法 6.4.5 頁(yè)面抖動(dòng)和工作集模型 6.4.6 頁(yè)面保護(hù) 6.4.7 頁(yè)式存儲(chǔ)管理的優(yōu)缺點(diǎn) 6.5 請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理 6.5.1 段式存儲(chǔ)管理的基本思想 6.5.2 段式存儲(chǔ)管理的實(shí)現(xiàn)原理 6.5.3 段的共享與保護(hù) 6.5.4 分段與分頁(yè)的區(qū)別與聯(lián)系 6.5.5 段式存儲(chǔ)管理的優(yōu)缺點(diǎn) 6.6 段頁(yè)式存儲(chǔ)管理 6.6.1 段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的基本思想 6.6.2 段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的地址變換過(guò)程 6.6.3 段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的優(yōu)缺點(diǎn) 本章小結(jié) 學(xué)后自測(cè)6 參考答案6 第7章 設(shè)備管理 7.1 概述 7.1.1 I/O設(shè)備的種類(lèi) 7.1.2 設(shè)備控制器 7.1.3 I/O控制方式 7.1.4 設(shè)備管理的功能 7.2 設(shè)備管理的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 7.2.1 中斷技術(shù) 7.2.2 緩沖技術(shù) 7.2.3 設(shè)備分配技術(shù) 7.3 設(shè)備管理軟件的層次 7.3.1 用戶層I/O軟件 7.3.2 與設(shè)備無(wú)關(guān)的I/O軟件 7.3.3 設(shè)備驅(qū)動(dòng)趕序 7.3.4 中斷處理程序 7.4 虛擬設(shè)備 7.4.1 SPOOLing概念 7.4.2 SPOOLing系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 7.4.3 虛擬設(shè)備實(shí)例 7.5 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)調(diào)度 7.5.1 磁盤(pán)結(jié)構(gòu) 7.5.2 磁盤(pán)調(diào)度算法 本章小結(jié) 學(xué)后自測(cè)7 參考答案7 第8章 文件系統(tǒng) 8.1 文件系統(tǒng)概述 8.1.1 文件的概念 8.1.2 文件系統(tǒng)的概念 8.2 文件的邏輯結(jié)構(gòu)及其存取方法 8.2.1 文件的邏輯結(jié)構(gòu) 8.2.2 文件的邏輯存取方法 8.3 文件的物理結(jié)構(gòu)及其存取方法 8.3.1 文件的物理結(jié)構(gòu) 8.3.2 文件的物理存取方法 8.4 文件存儲(chǔ)空間管理 8.4.1 文件存儲(chǔ)空間管理的基本方法 8.4.2 成組鏈 8.5 文件目錄管理 8.5.1 文件目錄的概念 8.5.2 文件目錄的基本結(jié)構(gòu) 8.5.3 文件路徑名 8.5.4 便于共享的目錄結(jié)構(gòu) 8.6 文件系統(tǒng)的安全性 8.6.1 系統(tǒng)安全性保護(hù) 8.6.2 存取控制權(quán)限保護(hù) 8.6.3 保密 8.7 文件的操作與使用 8.7.1 文件創(chuàng)建和刪除 8.7.2 文件打開(kāi)和關(guān)閉 8.7.3 文件的讀和寫(xiě) 8.7.4 文件的硬鏈接和解除硬鏈接 本章小結(jié) 學(xué)后自測(cè)8 參考答案8 第9章 操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展 9.1 操作系統(tǒng)新類(lèi)型 9.1.1 微型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 9.1.2 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 9.1.3 分布式操作系統(tǒng) 9.1.4 嵌入式操作系統(tǒng) 9.2 操作系統(tǒng)新技術(shù) 9.2.1 微內(nèi)核技術(shù) 9.2.2 多線程技術(shù) 本章小結(jié) 學(xué)后自測(cè)9 參考答案9 第10章 Windows實(shí)驗(yàn) 10.1 Windows Server 2003基礎(chǔ) 10.1.1 Windows Server 2003進(jìn)程和線程的實(shí)現(xiàn) 10.1.2 Windows Server 2003進(jìn)程狀態(tài)及進(jìn)程調(diào)度 10.1.3 Windows Server 2003內(nèi)存管理 10.1.4 Windows Server 2003文件系統(tǒng) 10.1.5 Windows Server 2003設(shè)備管理 10.1.6 客戶和服務(wù)器版南之間的差異 10.2 Windows Server 2003的注冊(cè)表管理機(jī)制和實(shí)驗(yàn) 10.3 Windows Server 2003進(jìn)程和線程實(shí)驗(yàn) 10.4 線程調(diào)度 10.5 內(nèi)存實(shí)驗(yàn) 10.6 系統(tǒng)安全實(shí)驗(yàn) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1．2．2單道批處理階段為了解決上述問(wèn)題，人們自然首先想到的是如何擺脫從一個(gè)用戶程序過(guò)渡到另一個(gè)用戶程序時(shí)的人工干預(yù)，使其轉(zhuǎn)換能自動(dòng)進(jìn)行。這就產(chǎn)生了由計(jì)算機(jī)對(duì)一批用戶程序進(jìn)行自動(dòng)處理的所謂批處理技術(shù)。、在批處理方式中，一個(gè)用戶程序及其所需要的數(shù)據(jù)和操作命令的總和被稱為一個(gè)作業(yè)。批處理技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代末期的第二代計(jì)算機(jī)中，它又可以分為早期批處理、脫機(jī)批處理和執(zhí)行系統(tǒng)等階段。1．早期批處理早期批處理方式是把若干個(gè)用戶作業(yè)集中起來(lái)組成一批作業(yè)，并在內(nèi)存中放置一個(gè)監(jiān)督程序，由監(jiān)督程序來(lái)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)這批作業(yè)的處理和從一個(gè)作業(yè)過(guò)渡到另外一個(gè)作業(yè)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。在這種處理方式下，先由操作員把一批用戶作業(yè)的卡片疊放到讀卡機(jī)上，然后由監(jiān)督程序開(kāi)始對(duì)該批作業(yè)進(jìn)行自動(dòng)處理。監(jiān)督程序的處理過(guò)程是：先把讀卡機(jī)上的這批作業(yè)全部輸入到磁帶上，然后按照某種策略從該批作業(yè)中選擇一個(gè)作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，對(duì)其進(jìn)行匯編或編譯，并把匯編或編譯結(jié)果裝入內(nèi)存執(zhí)行，運(yùn)行結(jié)束后輸出其計(jì)算結(jié)果。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)作業(yè)全部完成后，監(jiān)督程序會(huì)自動(dòng)選擇下一個(gè)作業(yè)運(yùn)行。重復(fù)上述過(guò)程，直到該批作業(yè)全部完成為止。這樣，在監(jiān)督程序處理第一批作業(yè)的同時(shí)，操作人員可以將第二批作業(yè)的卡片疊放到讀卡機(jī)上。當(dāng)監(jiān)督程序處理完第一批作業(yè)后，便可以自動(dòng)地從讀卡機(jī)上輸入和處理第二批作業(yè)。這樣，監(jiān)督程序就可以不停地對(duì)一批批、一個(gè)個(gè)作業(yè)進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)作業(yè)之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，解決了人工操作階段所存在的人工干預(yù)問(wèn)題和人工操作與計(jì)算機(jī)之間的串行工作問(wèn)題。

編輯推薦

《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理》為普通高等學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)特色教材之一?！队?jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理》特色：圍繞著操作系統(tǒng)管理功能這條主線，用資源管理的觀點(diǎn)統(tǒng)攬全書(shū)，并重點(diǎn)突出各種關(guān)鍵性系統(tǒng)資源的管理方法，做到主線清晰。注重操作系統(tǒng)原理與典型操作系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，把抽象的道理融入到鮮活的系統(tǒng)之中，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)概念、方法和應(yīng)用的有機(jī)統(tǒng)一。在體例編排方面，每章開(kāi)始部分都給出該章的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)，結(jié)束部分安排有相應(yīng)的學(xué)習(xí)自測(cè)。

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