計算機操作系統(tǒng)原理

前言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，操作系統(tǒng)在現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中的核心地位和在國家信息安全中的重要位置越來越受到人們的重視。這種社會認識的進步為操作系統(tǒng)教學(xué)提供了有利的條件和環(huán)境，同時也對操作系統(tǒng)教學(xué)改革提出了更高的希望和要求?，F(xiàn)在，對操作系統(tǒng)認知能力和動手能力的培養(yǎng)已成為操作系統(tǒng)教學(xué)改革的兩大主題?；谶@一認識，本書在改版中保留了1版書在讀者定位、內(nèi)容篩選和寫作方式等方面的特色，更加注重對操作系統(tǒng)知識結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)方法和實際技能等方面的要求。全書可分為兩大部分，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、進程管理、處理機調(diào)度、死鎖及其對策、存儲管理、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)展與實踐，包括操作系統(tǒng)的進一步發(fā)展和Windows實驗。本次改版的主要變動如下：（1）刪除1版書第9章Linux操作系統(tǒng)，新增第10章Windows實驗。（2）將1版書第10章操作系統(tǒng)進一步發(fā)展變更為新的第9章，并刪除1版書10．1節(jié)計算機系統(tǒng)發(fā)展對操作系統(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1版書第4章和第5章的次序做了調(diào)換，新的第4章為處理機調(diào)度，第5章為死鎖及其對策。在其他各章中，也有部分節(jié)和小節(jié)的變動。（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)。書中除保留1版書每一章開頭部分有學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)重點與難點，結(jié)尾部分有學(xué)后自測和相應(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

　　《計算機操作系統(tǒng)原理》是普通高等教育“十一五”國家級規(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)的實驗。全書分為兩大部分，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、進程管理、處理機調(diào)度、死鎖及其對策、存儲管理、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)的進一步發(fā)展和Windows實驗。　　《計算機操作系統(tǒng)原理》是在《計算機操作系統(tǒng)原理》的基礎(chǔ)上改寫而成的，語言通俗、結(jié)構(gòu)合理，每章開頭有學(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。　　《計算機操作系統(tǒng)原理》可作為高等學(xué)校本科應(yīng)用型計算機及相關(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 1.1.2 操作系統(tǒng)的資源管理觀點 1.1.3 操作系統(tǒng)的用戶服務(wù)觀點 1.1.4 操作系統(tǒng)的進程管理觀點 1.2 操作系統(tǒng)的形成過程 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 進一步發(fā)展階段 1.3 操作系統(tǒng)的基本類型 1.3.1 多道批處理系統(tǒng) 1.3.2 分時系統(tǒng) 1.3.3 實時系統(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 處理機管理 1.6.3 存儲管理 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 脫機命令接口 2.2.2 聯(lián)機命令接口 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)用類型 2.3.3 系統(tǒng)調(diào)用過程 2.4 圖形接口 本章小結(jié) 學(xué)后自測2 參考答案2 第3章 進程管理 3.1 進程的基本概念 3.1.1 進程的引入 3.1.2 進程的定義和特征 3.2 進程的描述 3.2.1 進程控制塊 3.2.2 進程控制塊的組織方式 3.3 進程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 3.3.1 進程的基本狀態(tài) 3.3.2 進程基本狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 3.4 進程控制 3.4.1 進程控制機構(gòu) 3.4.2 進程控制原語 3.5 進程互斥與同步 3.5.1 互斥的概念 3.5.2 進程同步的概念 3.5.3 互斥與同步機制 3.5.4 用PV原語實現(xiàn)互斥與同步的方法 3.5.5 用PV原語解決經(jīng)典的互斥與同步問題 3.6 進程間通信 3.6.1 進程間通信的類型 3.6.2 消息傳遞 3.6.3 消息傳遞的實例——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 進程與線程的比較 本章小結(jié) 學(xué)后自測3 參考答案3 第4章 處理機調(diào)度 4.1 調(diào)度的層次與分類 4.1.1 調(diào)度的層次 4.1.2 調(diào)度的分類 4.2 調(diào)度算法的設(shè)計目標(biāo)和性能指標(biāo) 4.2.1 設(shè)計目標(biāo) 4.2.2 性能指標(biāo) 4.3 調(diào)度算法 4.3.1 先來先服務(wù)調(diào)度算法 4.3.2 短作業(yè)(進程)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 時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法 4.3.5 優(yōu)先級調(diào)度算法 4.3.6 多級反饋隊列調(diào)度算法 4.4 實時系統(tǒng)調(diào)度 4.4.1 實現(xiàn)實時調(diào)度的基本條件 4.4.2 實時調(diào)度的分類 4.4.3 常用的幾種實時調(diào)度算法 本章小結(jié) 學(xué)后自測4 參考答案4 第5章 死鎖及其對策 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 死鎖的檢測和解除 5.5.1 利用資源分配圖檢測死鎖 5.5.2 利用死鎖檢測算法檢測死鎖 5.5.3 死鎖的恢復(fù) 本章小結(jié) 學(xué)后自測5 參考答案5 第6章 存儲管理 6.1 存儲管理的基本概念 6.1.1 存儲器的層次 6.1.2 地址重定位 6.1.3 存儲管理的目的和功能 6.1.4 存儲分配方式 6.2 存儲管理技術(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)存儲管理 6.2.3 可重定位分區(qū)存儲管理 6.2.4 分區(qū)的存儲保護 6.3 虛擬存儲系統(tǒng)的基本概念 6.3.1 虛擬存儲器 6.3.2 實現(xiàn)虛擬存儲器的基本原理 6.4 分頁存儲管理 6.4.1 分頁存儲管理的實現(xiàn)原理 6.4.2 簡單分頁存儲管理 6.4.3 請求式分頁存儲管理 6.4.4 請求式調(diào)頁存儲管理的頁面置換算法 6.4.5 頁面抖動和工作集模型 6.4.6 頁面保護 6.4.7 頁式存儲管理的優(yōu)缺點 6.5 請求分段存儲管理 6.5.1 段式存儲管理的基本思想 6.5.2 段式存儲管理的實現(xiàn)原理 6.5.3 段的共享與保護 6.5.4 分段與分頁的區(qū)別與聯(lián)系 6.5.5 段式存儲管理的優(yōu)缺點 6.6 段頁式存儲管理 6.6.1 段頁式存儲管理的基本思想 6.6.2 段頁式存儲管理的地址變換過程 6.6.3 段頁式存儲管理的優(yōu)缺點 本章小結(jié) 學(xué)后自測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 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)備無關(guān)的I/O軟件 7.3.3 設(shè)備驅(qū)動趕序 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)實現(xiàn) 7.4.3 虛擬設(shè)備實例 7.5 磁盤驅(qū)動調(diào)度 7.5.1 磁盤結(jié)構(gòu) 7.5.2 磁盤調(diào)度算法 本章小結(jié) 學(xué)后自測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 文件存儲空間管理 8.4.1 文件存儲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 8.6.2 存取控制權(quán)限保護 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 文件打開和關(guān)閉 8.7.3 文件的讀和寫 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8 參考答案8 第9章 操作系統(tǒng)的進一步發(fā)展 9.1 操作系統(tǒng)新類型 9.1.1 微型計算機操作系統(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9 參考答案9 第10章 Windows實驗 10.1 Windows Server 2003基礎(chǔ) 10.1.1 Windows Server 2003進程和線程的實現(xiàn) 10.1.2 Windows Server 2003進程狀態(tài)及進程調(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的注冊表管理機制和實驗 10.3 Windows Server 2003進程和線程實驗 10.4 線程調(diào)度 10.5 內(nèi)存實驗 10.6 系統(tǒng)安全實驗 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1．2．2單道批處理階段為了解決上述問題，人們自然首先想到的是如何擺脫從一個用戶程序過渡到另一個用戶程序時的人工干預(yù)，使其轉(zhuǎn)換能自動進行。這就產(chǎn)生了由計算機對一批用戶程序進行自動處理的所謂批處理技術(shù)。、在批處理方式中，一個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算機中，它又可以分為早期批處理、脫機批處理和執(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用戶作業(yè)集中起來組成一批作業(yè)，并在內(nèi)存中放置一個監(jiān)督程序，由監(jiān)督程序來負責(zé)實現(xiàn)對這批作業(yè)的處理和從一個作業(yè)過渡到另外一個作業(yè)的自動轉(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上，然后由監(jiān)督程序開始對該批作業(yè)進行自動處理。監(jiān)督程序的處理過程是：先把讀卡機上的這批作業(yè)全部輸入到磁帶上，然后按照某種策略從該批作業(yè)中選擇一個作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，對其進行匯編或編譯，并把匯編或編譯結(jié)果裝入內(nèi)存執(zhí)行，運行結(jié)束后輸出其計算結(jié)果。當(dāng)?shù)谝粋€作業(yè)全部完成后，監(jiān)督程序會自動選擇下一個作業(yè)運行。重復(fù)上述過程，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，操作人員可以將第二批作業(yè)的卡片疊放到讀卡機上。當(dāng)監(jiān)督程序處理完第一批作業(yè)后，便可以自動地從讀卡機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一批批、一個個作業(yè)進行處理，從而實現(xiàn)作業(yè)之間的自動轉(zhuǎn)換，解決了人工操作階段所存在的人工干預(yù)問題和人工操作與計算機之間的串行工作問題。

編輯推薦

《計算機操作系統(tǒng)原理》為普通高等學(xué)校計算機專業(yè)特色教材之一。《計算機操作系統(tǒng)原理》特色：圍繞著操作系統(tǒng)管理功能這條主線，用資源管理的觀點統(tǒng)攬全書，并重點突出各種關(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)的有機結(jié)合，把抽象的道理融入到鮮活的系統(tǒng)之中，強調(diào)實驗，實現(xiàn)操作系統(tǒng)概念、方法和應(yīng)用的有機統(tǒng)一。在體例編排方面，每章開始部分都給出該章的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)重點與難點，結(jié)束部分安排有相應(yīng)的學(xué)習(xí)自測。

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