操作系統(tǒng)基礎(chǔ)

前言

　　在信息時(shí)代的今天，人們的日常生活與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)。當(dāng)人們旅行時(shí)，需要通過計(jì)算機(jī)訂購(gòu)電子機(jī)票和預(yù)定旅館房間；當(dāng)坐在電影院里看電影時(shí)，那些令人驚嘆的宏偉大片都使用了計(jì)算機(jī)特效技術(shù)。在辦公室，可以使用自動(dòng)化辦公系統(tǒng)，輕松完成日常工作；回到家里，還可以上網(wǎng)聊天，放松自己。計(jì)算機(jī)為人們帶來越來越多的便利，每天都有包含計(jì)算機(jī)技術(shù)的新產(chǎn)品和新功能出現(xiàn)。所有這些不僅依賴于功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)硬件，也依賴于同樣功能強(qiáng)大的操作系統(tǒng)。　　操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最基本的核心軟件。無(wú)論是計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的開發(fā)者、管理者，還是使用者，都需要了解和掌握操作系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，以便更好地理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的行為和能力。借助于操作系統(tǒng)的知識(shí)和功能，開發(fā)者可以編寫出運(yùn)行速度更快的應(yīng)用程序；管理者可以配置出性能更優(yōu)的應(yīng)用系統(tǒng)；使用者可以更好地理解系統(tǒng)功能，從而高效、安全地使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?！　∪欢?，操作系統(tǒng)又是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最復(fù)雜的軟件。它包含眾多的、相互關(guān)聯(lián)的功能模塊和復(fù)雜的資源管理機(jī)制，為用戶提供了方便快捷的使用界面，使普通用戶遠(yuǎn)離計(jì)算機(jī)硬件、設(shè)備及其繁瑣的操作過程。因此，對(duì)于普通用戶來說，學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)不是一件容易的事情。因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)的功能機(jī)制深藏于“用戶界面”之下，人們幾乎不與它們直接交互，所以對(duì)于操作系統(tǒng)中的概念和機(jī)制，許多人感覺比較抽象和不易理解?！　∈忻嫔嫌胁簧訇P(guān)于Windows或L，inux的書，它們只介紹操作系統(tǒng)的命令和使用方法，不討論操作系統(tǒng)的基本概念和實(shí)現(xiàn)原理，這類書能夠幫助讀者快速地掌握操作系統(tǒng)的命令和使用方法，可作為特定操作系統(tǒng)的入門指導(dǎo)和使用手冊(cè)。但是，作者在這里建議讀者至少選讀一本操作系統(tǒng)原理的書，這樣才能做到知其然知其所以然?！　”緯云胀ù蟊娮鳛橹饕x者對(duì)象，以通俗易懂的語(yǔ)言，闡述了操作系統(tǒng)的基本原理知識(shí)，可以作為高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的教材和參考書，也可作為從事計(jì)算機(jī)相關(guān)工作的專業(yè)技術(shù)人員以及計(jì)算機(jī)愛好者的自學(xué)讀物。本書內(nèi)容包括操作系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、中斷／異常處理、進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、并發(fā)與通信、設(shè)備管理、文件系統(tǒng)和系統(tǒng)安全，同時(shí)以Linux操作系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容作為討論背景和輔助實(shí)例。　　本書是作者總結(jié)多年從事操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)和操作系統(tǒng)教學(xué)工作的經(jīng)驗(yàn)，參考近幾年來國(guó)內(nèi)外出版的教材和文獻(xiàn)，精心編著而成的。書中既包含了操作系統(tǒng)的基本概念和理論，也介紹了與操作系統(tǒng)功能相關(guān)的命令和應(yīng)用實(shí)例，還插入了許多說明圖，力求使抽象的操作系統(tǒng)原理變得通俗易懂。另外，每章之后配有習(xí)題和上機(jī)實(shí)驗(yàn)，可以幫助讀者加深理解。

內(nèi)容概要

無(wú)論是計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的開發(fā)者、管理者，還是使用者，都需要了解和掌握操作系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。借助于操作系統(tǒng)的知識(shí)和功能，開發(fā)者可以編寫出運(yùn)行速度更快的應(yīng)用程序；管理者可以合理配置出性能更優(yōu)的應(yīng)用系統(tǒng)；使用者可以更好地理解系統(tǒng)功能，從而高效、安全地使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本書根據(jù)上述需求，以通俗易懂的語(yǔ)言，闡述了操作系統(tǒng)的基本原理知識(shí)，內(nèi)容包括總體結(jié)構(gòu)、中斷/異常處理、進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、并發(fā)與通信、設(shè)備管理、文件系統(tǒng)和系統(tǒng)安全，同時(shí)以Linux操作系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容作為輔助實(shí)例。    本書可以作為高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)本科學(xué)生的教材或參考書，也可作為從事計(jì)算機(jī)相關(guān)工作的專業(yè)技術(shù)人員以及計(jì)算機(jī)愛好者的自學(xué)讀物。

書籍目錄

出版說明前言第1章　概述　1.1　早期操作系統(tǒng)　　1.1.1　操作系統(tǒng)的產(chǎn)生　　1.1.2　多道批處理系統(tǒng)　　1.1.3　分時(shí)系統(tǒng)　1.2　現(xiàn)代操作系統(tǒng)　　1.2.1　通用操作系統(tǒng)　　1.2.2　UNIX操作系統(tǒng)　　1.2.3　PC操作系統(tǒng)　　1.2.4　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)　　1.2.5　嵌入式操作系統(tǒng)　　1.2.6　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)　　1.2.7　分布式操作系統(tǒng)　1.3　操作系統(tǒng)基本概念　　1.3.1　操作系統(tǒng)的任務(wù)和地位　　1.3.2　操作系統(tǒng)的功能　　1.3.3　操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)　　1.3.4　Linux的體系結(jié)構(gòu)　　1.3.5　Windows XP的體系結(jié)構(gòu)　1.4　小結(jié)  1.5　習(xí)題第2章　操作系統(tǒng)用戶界面　2.1　用戶管理　　2.1.1　用戶賬號(hào)　　2.1.2　特權(quán)用戶與普通用戶　　2.1.3　Linux的用戶管理　　2.1.4　用戶登錄過程　2.2　用戶界面　  2.2.1　命令解釋程序　  2.2.2　桌面管理程序　  2.2.3　Linux的Shell及其編程　2.3　用戶運(yùn)行程序的上機(jī)過程　  2.3.1　編輯程序文件　  2.3.2　編譯程序　  2.3.3　運(yùn)行程序　2.4　Linux實(shí)用軟件工具　  2.4.1　流編輯器sed　  2.4.2　模式文本處理器awk　  2.4.3　程序自動(dòng)維護(hù)工具make　  2.4.4　源碼級(jí)調(diào)試器9db　2.5　小結(jié)　2.6　習(xí)題　2.7　上機(jī)實(shí)驗(yàn)第3章　操作系統(tǒng)內(nèi)核　3.1　核心態(tài)與用戶態(tài)　3.2　中斷和異?！　?.2.1　中斷的基本概念　　3.2.2　異常的基本概念　　3.2.3　中斷/異常處理　3.3　系統(tǒng)調(diào)用　　3.3.1　系統(tǒng)調(diào)用的特殊性　　3.3.2　系統(tǒng)調(diào)用機(jī)制　　3.3.3　Linux的系統(tǒng)調(diào)用機(jī)制　3.4　內(nèi)核的運(yùn)行流程　3.5　小結(jié)　3.6　習(xí)題　3.7　上機(jī)實(shí)驗(yàn)第4章　進(jìn)程與線程　4.1　進(jìn)程的基本概念　　4.1.1　進(jìn)程的定義　　4.1.2　進(jìn)程的表示　　4.1.3　進(jìn)程映像  4.2　進(jìn)程管理　　4.2.1　進(jìn)程生命周期　　4.2.2　進(jìn)程的創(chuàng)建和終止　　4.2.3　進(jìn)程運(yùn)行狀態(tài)　　4.2.4　進(jìn)程管理功能  4.3　進(jìn)程調(diào)度　　4.3.1　調(diào)度過程　　4.3.2　調(diào)度目標(biāo)　　4.3.3　調(diào)度算法  4.4　線程　　……第5章　存儲(chǔ)管理第6章　進(jìn)程并發(fā)與通信第7章　設(shè)備管理第8章　文件系統(tǒng)第9章　保護(hù)與安全附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　概述　　1.4　小結(jié)　　操作系統(tǒng)從產(chǎn)生發(fā)展到今日成熟的操作系統(tǒng)，經(jīng)歷了監(jiān)控程序（單道批處理）、多道批處理、分時(shí)系統(tǒng)和現(xiàn)代操作系統(tǒng)的發(fā)展階段。從操作系統(tǒng)的發(fā)展史中不難看出，用戶需求、系統(tǒng)性能和硬件發(fā)展是推動(dòng)操作系統(tǒng)向前發(fā)展的三大動(dòng)力?！　≡谟?jì)算機(jī)誕生的初期，人們完全是通過人工操作來使用計(jì)算機(jī)，首先操作讀卡機(jī)將程序和數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，然后按下啟動(dòng)按鈕使計(jì)算機(jī)開始執(zhí)行程序，最后操作打印機(jī)將結(jié)果打印出來。操作系統(tǒng)的最早雛形是監(jiān)控程序，它替代了人工操作，自動(dòng)從讀卡機(jī)上讀入作業(yè)卡片，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行作業(yè)，并根據(jù)JCL卡片控制作業(yè)流程。同時(shí)，監(jiān)控程序還提供了操作I/O設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序和進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算的公用子程序。隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能與CPU并行工作的I/O通道和大容量?jī)?nèi)存，于是產(chǎn)生了多道批處理系統(tǒng)。多道批處理系統(tǒng)在內(nèi)存中同時(shí)存放多個(gè)作業(yè)，利用中斷機(jī)制，控制CPU交替地執(zhí)行這些作業(yè)，以此提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作效率。用戶對(duì)執(zhí)行程序的交互式控制需求，促使人們研究與批處理完全不同的分時(shí)系統(tǒng)，而硬件提供的時(shí)鐘中斷系統(tǒng)和速度更快的CPU，使得分時(shí)系統(tǒng)成為可能。分時(shí)系統(tǒng)基于時(shí)鐘中斷實(shí)現(xiàn)分時(shí)調(diào)度，讓CPU分時(shí)地執(zhí)行所有用戶的程序，同時(shí)讓每個(gè)用戶感覺自己是在獨(dú)占地使用計(jì)算機(jī)?！　≡诙嗟莱绦蛳到y(tǒng)和分時(shí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的需求發(fā)展出各具特色的現(xiàn)代操作系統(tǒng)。通用操作系統(tǒng)兼有批處理系統(tǒng)和分時(shí)系統(tǒng)的功能，適用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、電子商務(wù)、信息服務(wù)等廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。UNIX操作系統(tǒng)以其獨(dú)特和簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)理念，改變了人們對(duì)操作系統(tǒng)的傳統(tǒng)觀念，引導(dǎo)人們重新認(rèn)識(shí)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。

圖書封面

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