操作系統(tǒng)原理、設(shè)計及應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《操作系統(tǒng)原理、設(shè)計及應(yīng)用》面向操作系統(tǒng)的原理及應(yīng)用，按照計算機系統(tǒng)-軟件系統(tǒng)-資源管理和并發(fā)（并行）處理的順序，介紹計算機操作系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本應(yīng)用技術(shù)。從資源管理的角度，詳細介紹常規(guī)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其運行原理，從多道程序和并發(fā)（并行）處理的角度，深入淺出地闡述事件驅(qū)動和任務(wù)（進程）調(diào)度的思路、過程及目的。　　《操作系統(tǒng)原理、設(shè)計及應(yīng)用》內(nèi)容涵蓋了操作系統(tǒng)的主要內(nèi)容，包括系統(tǒng)與軟件結(jié)構(gòu)、事件處理與任務(wù)調(diào)度、存儲分配與管理、設(shè)備與I／0處理、數(shù)據(jù)與文件系統(tǒng)以及操作系統(tǒng)的安全性等。　　《操作系統(tǒng)原理、設(shè)計及應(yīng)用》由淺入深，循序漸近，以教材方式組織內(nèi)容，適合讀者自學(xué)。此外，每章還配有習(xí)題與思考題，可作為計算機通信、計算機工程、軟件工程、信息系統(tǒng)、信息安全等專業(yè)的本科教材，也可以作為廣大計算機應(yīng)用者和大專院校師生的參考書。

書籍目錄

第1章 計算機操作系統(tǒng)概論1.1 操作系統(tǒng)的概念1.1.1 操作系統(tǒng)與計算機同在1.1.2 對操作系統(tǒng)的認(rèn)識1.1.3 操作系統(tǒng)的功能1.1.4 操作系統(tǒng)的服務(wù)1.2 操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法1.2.1 學(xué)習(xí)和研究操作系統(tǒng)1.2.2 理解操作系統(tǒng)的特征1.2.3 理解操作系統(tǒng)的硬件關(guān)聯(lián)1.3 操作系統(tǒng)的形成與發(fā)展1.3.1 操作系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)1.3.2 操作系統(tǒng)的進展與演變1.4 操作系統(tǒng)的分類1.4.1 分類的原則與觀點1.4.2 單用戶操作系統(tǒng)1.4.3 操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.5 當(dāng)前主流操作系統(tǒng)簡介1.5.1 Windows系列操作系統(tǒng)1.5.2 UNIX系列操作系統(tǒng)本章小結(jié)習(xí)題第2章 進程與并發(fā)控制2.1 并發(fā)與進程2.1.1 并發(fā)概述2.1.2 程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行2.1.3 進程及其運行環(huán)境2.2 進程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換2.2.1 進程的執(zhí)行軌跡2.2.2 兩狀態(tài)進程模型2.2.3 五狀態(tài)進程模型2.2.4 進程的掛起狀態(tài)2.3 操作系統(tǒng)對進程的控制2.3.1 操作系統(tǒng)內(nèi)核2.3.2 操作系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)2.3.3 進程的構(gòu)成及進程的組織2.3.4 進程控制塊PCB2.3.5  PCB實例解析2.3.6 操作系統(tǒng)內(nèi)核級安全：執(zhí)行模式2.3.7 操作系統(tǒng)對進程的控制2.4 線程——另一種并發(fā)實體2.4.1 進程與線程2.4.2 多線程并發(fā)2.4.3 線程的類型2.4.4 多線程實例2.5 進程調(diào)度2.5.1 調(diào)度的目標(biāo)、原則和方式2.5.2 調(diào)度的類型2.5.3 進程調(diào)度算法2.5.4 實時系統(tǒng)與實時任務(wù)調(diào)度2.5.5 進程調(diào)度實例2.6 進程并發(fā)控制：互斥與同步2.6.1 并發(fā)控制2.6.2 互斥與同步的解決策略2.6.3 互斥與同步解決方法之一：軟件方法2.6.4 互斥與同步解決方法之二：硬件方法2.6.5 互斥與同步解決方法之三：信號量方法2.6.6 互斥與同步解決方法之四：管程2.7 經(jīng)典進程互斥與同步問題之一：生產(chǎn)者／消費者問題2.8 經(jīng)典進程互斥與同步問題之二：讀者／寫者問題2.9 互斥與同步解決方法之五：消息傳遞2.9.1 進程通信的方式2.9.2 共享存儲區(qū)方式2.9.3 消息傳遞機制2.9.4 利用消息傳遞實現(xiàn)互斥2.9.5 利用消息傳遞解決生產(chǎn)者／消費者問題2.10 進程互斥與同步實例2.11 進程死鎖2.11.1 引起死鎖的原因2.11.2 解決死鎖的方法2.11.3 預(yù)防死鎖2.11.4 避免死鎖2.11.5 檢測并解除死鎖2.12 經(jīng)典進程互斥與同步問題之三：哲學(xué)家進餐問題本章小結(jié)習(xí)題第3章 數(shù)據(jù)存儲與管理3.1 概述3.1.1 存儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)3.1.2 程序的裝入和鏈接3.1.3 設(shè)計需求3.2 存儲管理3.2.1 單一連續(xù)分配3.2.2 分區(qū)管理3.2.3 對換3.2.4 離散分配方式3.3 虛擬存儲技術(shù)3.3.1 虛擬存儲技術(shù)概述，3.3.2 請求分頁存儲管理方式3.3.3 段頁式虛擬存儲技術(shù)，本章小結(jié)習(xí)題第4章 設(shè)備與I／O管理4.1 概述4.1.1 設(shè)備管理的作用4.1.2  I／O設(shè)備的類型4.1.3 設(shè)備管理的層次結(jié)構(gòu)4.2 設(shè)備的硬件層次結(jié)構(gòu)4.2.1 主機與通道和控制器的連圭4.2.2 控制器與通道4.2.3 輸入／輸出部件4.3 設(shè)備管理軟件層次結(jié)構(gòu)4.3.1 設(shè)備驅(qū)動程序4.3.2 設(shè)備的I／O控制方式4.3.3 DMA控制方式4.3.4 設(shè)備驅(qū)動程序舉例4.3.5 設(shè)備管理的結(jié)構(gòu)4.4 提高設(shè)備管理性能的相關(guān)技術(shù)4.4.1 緩沖技術(shù)4.4.2 SPOOLing技術(shù)4.4.3 設(shè)備無關(guān)性4.5 設(shè)備分配及分配算法4.5.1 分配獨占設(shè)備和算法4.5.2 分配共享設(shè)備和算法4.5.3 設(shè)備分配中的安全性4.6 I／O設(shè)備的調(diào)用……第5章 文件系統(tǒng)原理與應(yīng)用第6章 操作系統(tǒng)安全參考文獻重要操作系統(tǒng)網(wǎng)站

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中的重要資源包括硬件資源、軟件資源與用戶資源。其中，最重要的是與程序運行、數(shù)據(jù)處理、用戶操作密切相關(guān)的資源，通常包括處理機（處理器）、主存儲器、輸入／輸出設(shè)備、數(shù)據(jù)與信息、交互環(huán)境以及互連通信等。因此，常規(guī)操作系統(tǒng)的任務(wù)重點在這幾個方面；作為程序的實施，它對應(yīng)五大類功能模塊。此外，隨著計算機軟／硬件技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，現(xiàn)代操作系統(tǒng)還對網(wǎng)絡(luò)與通信資源、安全機制與設(shè)施資源、多媒體資源等的管理、處理和協(xié)調(diào)進行了新的功能擴充。（1）進程管理——工作流程控制和系統(tǒng)處理器的有效利用計算機系統(tǒng)的心臟是處理器，所有軟／硬件操作都必須由處理器分解執(zhí)行。在單處理器的計算機系統(tǒng)中，存在著用戶作業(yè)爭用處理器的情況。如何對使用處理器的請求做出適當(dāng)?shù)?、公平合理的分配是操作系統(tǒng)管理控制模塊要解決的問題。在傳統(tǒng)操作系統(tǒng)中，進程與任務(wù)都作為最小的工作單位。操作系統(tǒng)根據(jù)實際工作單位的粒度和級別的不同，分別采用了作業(yè)、任務(wù)、進程、線程等概念和結(jié)構(gòu)進行管理、派遣和調(diào)度，分配處理器時間，控制工作流程。（2）存儲管理——系統(tǒng)存儲空間的有效利用在計算機系統(tǒng)中，存儲器（一般稱為主存或者內(nèi)存）是程序運行、中間數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)存放的地方，由于硬件的限制，它們的存儲容量是有限的。此外，如果有多個用戶程序共享存儲器，它們彼此之間不能相互沖突和干擾。操作系統(tǒng)的存儲器管理模塊就是對用戶作業(yè)和進程進行分配并回收存儲空間，進行存儲空間的優(yōu)化管理。（3）I／0操作與設(shè)備管理——輸入／輸出設(shè)備與接口的有效利用隨著信息社會的發(fā)展，計算機外部設(shè)備得到了迅速發(fā)展，這些設(shè)備的多樣化大大改變了傳統(tǒng)計算機外部設(shè)備的觀念。如何有效地分配和使用設(shè)備，如何協(xié)調(diào)處理機與設(shè)備操作間的時間差異，提高系統(tǒng)的總體性能，是操作系統(tǒng)設(shè)備管理模塊的主要任務(wù)。（4）文件管理與信息存儲——系統(tǒng)信息與數(shù)據(jù)的有效利用計算機要處理大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)要以文件的方式存儲在海量存儲設(shè)備（如磁盤、磁帶、光盤）中，操作系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)與信息以及對它們的操作抽象為文件管理，建立文件管理的結(jié)構(gòu)體系，管理文件的存儲空間，從而形成操作系統(tǒng)的文件管理。（5）作業(yè)管理與工作環(huán)境——用戶接口與交互界面的建立操作系統(tǒng)必須為用戶提供一個良好的人機交互界面，用戶通過命令操作和程序操作與計算機進行交互，而交互的環(huán)境界面將對用戶產(chǎn)生極大的影響，包括心理上和思維上的影響。用戶管理模塊則極力解決用戶操作問題，使計算機系統(tǒng)的使用更方便、適用。

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《操作系統(tǒng)原理、設(shè)計及應(yīng)用》特點：本著理論、抽象和設(shè)計(實踐)的架構(gòu)，內(nèi)容涵蓋了操作系統(tǒng)的主要模塊。從資源管理的角度，對常規(guī)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其運行原理作了較詳細的介紹；從多道程序和并發(fā)(并行)處理的角度，對事件驅(qū)動和任務(wù)(進程)調(diào)度的思路、過程及目的作了由淺入深的闡述。作為應(yīng)用實例，《操作系統(tǒng)原理、設(shè)計及應(yīng)用》重點討論了目前主流操作系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛采用的系統(tǒng)概念；同時還對不同類型操作系統(tǒng)的概念、特點及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了分析。

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