操作系統(tǒng)教程

前言

操作系統(tǒng)是現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中最重要和最基本的系統(tǒng)軟件，也是用戶最為熟知的系統(tǒng)軟件。人們用操作系統(tǒng)管理和控制計算機系統(tǒng)中的軟件和硬件資源，提高其利用率，并為用戶提供方便、靈活、安全可靠的計算機工作環(huán)境。本書主要對操作系統(tǒng)的基本概念、功能、實現(xiàn)原理，以及在操作系統(tǒng)發(fā)展過程中起重要作用的Windows、Linux、MS-DOS的特點和實現(xiàn)技術進行介紹。全書的內(nèi)容介紹如下。（1）第1章：對操作系統(tǒng)的定義、類型以及功能等做概略性闡述，從中了解操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的地位與作用。（2）第2章～第5章：從資源管理的角度出發(fā)，對操作系統(tǒng)的基本概念、原理進行詳細介紹。其中，第2章是處理機管理（包括作業(yè)管理），第3章是存儲管理，第4章是設備管理，第5章是文件管理。第2章～第4章是針對硬資源的，第5章是針對軟資源的。（3）第6章：分析進程間的相互制約關系，給出在設計與實現(xiàn)操作系統(tǒng)時必須面對和解決的同步與互斥問題。（4）第7章-第9章：對Windows、Linux、MS．DOS3個操作系統(tǒng)進行素描式的分析，勾勒它們的一些實現(xiàn)技術。希望由此能起到理論聯(lián)系實際的作用，也希望能激發(fā)讀者對學習操作系統(tǒng)更加濃厚的興趣。以往，操作系統(tǒng)課程給人們的感覺是：理論性強，內(nèi)容抽象，難以掌握。其實，讀者不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)實生活中為提高自身工作效率而采用的各種管理策略，在操作系統(tǒng)中都得到了具體的體現(xiàn)。本書不去追求深奧的理論，而是突出實用性；不去追求玄妙的抽象，而是注重簡明性；不去追求內(nèi)容的全面，而是關注基本性。作者希望把本書編寫成為一本淺顯易懂的、適合大學本科學生使用的操作系統(tǒng)實用教材。本書主要由宗大華和宗濤編寫。參加選材、編寫、整理等工作的還有蔣瑋、陳吉人、黃芳、沈寄云、梁發(fā)寅、江匯、余楠等，在此表示誠摯的謝意！由于作者水平有限，書中難免存在不準確或不完善之處，衷心期望讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　操作系統(tǒng)是現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中最重要和最基本的系統(tǒng)軟件。本書共9章。第1章概述操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的地位、基本功能以及分類；第2章到第5章從資源管理的角度出發(fā)，講述操作系統(tǒng)對處理機、存儲器等軟硬件資源的各種管理策略；第6章集中介紹資源管理中的互斥、同步問題，以及解決辦法；第7章到第9章對3個典型操作系統(tǒng)Windows、Linux、MS-DOS做簡略的剖析，以求加深對操作系統(tǒng)原理的理解?！　”緯蛔非笊願W的理論，而是突出實用性；不追求玄妙的抽象，而是注重簡明性；不追求內(nèi)容的全面，而是關注基本性。本書可作為高等院校理工科操作系統(tǒng)課程的教材。

作者簡介

宗大華，畢業(yè)于南開大學數(shù)學系，從1978年開始一直從事與操作系統(tǒng)有關的教學工作，任北京工業(yè)大學計算機系、計算機學院教授，教學副系主任、副院長；多次獲得國家科技進步二等獎，北京市科學技術成果三等獎；1988年受聘于第十一屆亞運會計算機工程分指揮部TIS系統(tǒng)副主任設計師，該工程獲1991年北京市自然科學與技術進步(集體)特等獎。出版過《操作系統(tǒng)》、《匯編語言程序設計》、《C語言程序設計教程》、《數(shù)據(jù)結構》等20余部圖書。其中《操作系統(tǒng)》被評為普通高等院?！笆濉焙汀笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材。

書籍目錄

第1章　操作系統(tǒng)概述　　1.1　計算機系統(tǒng)　　　1.1.1　硬件與軟件　　　1.1.2　操作系統(tǒng)的形成　　1.2　操作系統(tǒng)的定義與功能　　　1.2.1　操作系統(tǒng)的定義　　　1.2.2　操作系統(tǒng)的功能　　1.3　操作系統(tǒng)的種類　　　1.3.1　批處理操作系統(tǒng)　　　1.3.2　分時操作系統(tǒng)　　　1.3.3　實時操作系統(tǒng)　　　1.3.4　網(wǎng)絡操作系統(tǒng)　　習題　第2章　處理機管理　2.1　進程　　　2.1.1　多道程序設計　　　2.1.2　進程的定義　　　2.1.3　進程的特征　　　2.1.4　進程的基本狀態(tài)　　2.2　進程控制塊　　　2.2.1　進程的三個組成部分　　　2.2.2　進程控制塊的內(nèi)容　　　2.2.3　進程控制塊隊列　　2.3　進程的調(diào)度與管理　　　2.3.1　進程調(diào)度算法　　　2.3.2　進程管理的基本原語　　2.4　線程　　　2.4.1　線程的概念　　　2.4.2　進程與線程的關系　　2.5　作業(yè)調(diào)度　　　2.5.1　用戶與操作系統(tǒng)的兩種接口　　　2.5.2　作業(yè)與作業(yè)管理　　　2.5.3　作業(yè)的調(diào)度算法　　習題　第3章　存儲管理　　3.1　固定分區(qū)存儲管理　　　3.1.1　地址重定位　　　3.1.2　地址的靜態(tài)重定位　　　3.1.3　單一連續(xù)分區(qū)存儲管理　　　3.1.4　固定分區(qū)存儲管理　　3.2　可變分區(qū)存儲管理　　　3.2.1　可變分區(qū)存儲管理的基本思想　　　3.2.2　地址的動態(tài)重定位　　　3.2.3　空閑區(qū)的合并　　　3.2.4　分區(qū)的管理與組織方式　　　3.2.5　空閑分區(qū)的分配算法　　3.3　分頁式存儲管理　　　3.3.1　分頁式存儲管理的基本思想　　　3.3.2　分頁式存儲管理的地址轉換　　　3.3.3　內(nèi)存塊的分配與回收　　3.4　分段式及段頁式存儲管理　　　3.4.1　分段式存儲管理的基本思想　　　3.4.2　分段式存儲管理的地址轉換過程　　　3.4.3　存儲保護與共享　　　3.4.4　段頁式存儲管理的基本思想　　　3.4.5　段頁式存儲管理的地址轉換過程　　3.5　虛擬存儲與請求頁式存儲管理　　　3.5.1　虛擬存儲器的概念　　　3.5.2　請求分頁式存儲管理的基本思想　　　3.5.3　缺頁中斷的處理　　　3.5.4　頁面淘汰算法　　習題第4章　設備管理　　4.1　概述　　　4.1.1　計算機設備的分類　　　4.1.2　設備管理的目標與功能　　4.2　輸入/輸出的處理步驟　　　4.2.1　I/O請求的提出　　　4.2.2　對I/O請求的管理　　　4.2.3　I/O請求的具體實現(xiàn)　　4.3　設備的分配與調(diào)度算法　　　4.3.1　管理設備時的數(shù)據(jù)結構　　　4.3.2　獨享設備的分配　　　4.3.3　共享磁盤的調(diào)度　　4.4　數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健　　?.4.1　設備控制器　　　4.4.2　程序循環(huán)測試方式　　　4.4.3　中斷方式　　　4.4.4　直接存儲器存取方式　　　4.4.5　通道方式　　4.5　設備管理中的若干技術　　　4.5.1　I/O緩沖技術　　　4.5.2　虛擬設備與SPOOLing技術　　　4.5.3　磁盤數(shù)據(jù)的組織技術　　習題　第5章　文件管理　　5.1　文件的結構　　　5.1.1　文件與文件系統(tǒng)　　　5.1.2　文件的邏輯結構　　　5.1.3　文件的物理結構　　　5.1.4　文件的存取　　5.2　磁盤存儲空間的管理　　　5.2.1　位示圖　　　5.2.2　空閑區(qū)表　　　5.2.3　空閑塊鏈　　5.3　文件管理與目錄結構　　　5.3.1　文件控制塊與目錄　　　5.3.2　目錄的層次結構　　　5.3.3　“按名存取”的實現(xiàn)　　5.4　文件的使用　　　5.4.1　文件的共享　　　5.4.2　文件的保護　　　5.4.3　文件的操作　　習題　第6章　進程間的制約關系　　6.1　進程間的制約關系　　　6.1.1　與時間有關的錯誤　　　6.1.2　競爭資源——互斥　　　6.1.3　協(xié)同工作——同步　　6.2　信號量與P、V操作　　　6.2.1　信號量與P、V操作的定義　　　6.2.2　用P、V操作實現(xiàn)互斥　　　6.2.3　用P、V操作實現(xiàn)同步　　　6.2.4　用P、V操作實現(xiàn)資源分配　　　6.2.5　互斥/同步的樣例分析　　6.3　死鎖、高級進程通信　　　6.3.1　死鎖與產(chǎn)生死鎖的必要條件　　　6.3.2　死鎖的預防　　　6.3.3　死鎖的避免　　　6.3.4　死鎖的檢測并恢復　　　6.3.5　高級進程通信　　習題　第7章　實例分析：Windows 2000操作系統(tǒng)　　7.1　Windows 2000的處理機管理　　　7.1.1　Windows 2000的結構　　　7.1.2　Windows 2000的進程和線程　　　7.1.3　Windows 2000的線程調(diào)度　　7.2　Windows 2000的存儲管理　　　7.2.1　Windows 2000進程的空間布局　　　7.2.2　Windows 2000的地址變換機構　　　7.2.3　Windows 2000對內(nèi)存的管理　　　7.2.4　Windows 2000的頁面調(diào)度　　7.3　Windows 2000的文件管理　　　7.3.1　Windows 2000文件系統(tǒng)綜述　　　7.3.2　NTFS的主控文件表（MFT）　　　7.3.3　NTFS文件和目錄的結構　　　7.3.4　NTFS對可恢復性的支持　　7.4　Windows 2000的設備管理　　　7.4.1　Windows 2000設備管理綜述　　　7.4.2　Windows 2000單層驅動程序的I/O處理　　　7.4.3　Windows 2000兩級中斷處理過程　　習題　第8章　實例分析：Linux操作系統(tǒng)　　8.1　Linux的處理機管理　　　8.1.1　Linux的進程　　　8.1.2　Linux的進程調(diào)度　　　8.1.3　Linux進程間的通信——消息隊列　　8.2　Linux的存儲管理　　　8.2.1　Linux的虛擬存儲空間　　　8.2.2　管理虛擬存儲空間的數(shù)據(jù)結構　　　8.2.3　管理內(nèi)存空間的數(shù)據(jù)結構　　　8.2.4　內(nèi)存區(qū)的分配和頁面淘汰策略　　8.3　Linux的文件管理　　　8.3.1　Linux文件系統(tǒng)的構成　　　8.3.2　Ext2對磁盤的組織　　　8.3.3　Ext2文件的物理結構　　　8.3.4　虛擬文件系統(tǒng)VFS的數(shù)據(jù)結構　　8.4　Linux的設備管理　　　8.4.1　Linux設備管理概述　　　8.4.2　Linux對字符設備的管理　　　8.4.3　Linux對塊設備的管理　　習題　第9章　實例分析：MS-DOS操作系統(tǒng)　　9.1　MS-DOS的處理機管理　　　9.1.1　MS-DOS的基本組成　　　9.1.2　MS-DOS的進程　　　9.1.3　MS-DOS的作業(yè)管理　　9.2　MS-DOS的存儲管理　　　9.2.1　MS-DOS對常規(guī)內(nèi)存的管理　　　9.2.2　PC機地址的構成——“分段”表示法　　　9.2.3　MS-DOS的各種內(nèi)存區(qū)域　　9.3　MS-DOS的文件管理　　　9.3.1　MS-DOS文件管理綜述　　　9.3.2　MS-DOS的文件分配表（FAT）　　　9.3.3　MS-DOS的樹型目錄結構　　　9.3.4　MS-DOS文件訪問的實現(xiàn)　　9.4　MS-DOS的設備管理　　　9.4.1　MS-DOS設備管理綜述　　　9.4.2　MS-DOS設備驅動程序的構成　　　9.4.3　MS-DOS對塊設備的管理　　　9.4.4　MS-DOS對字符設備的管理　　習題　參考文獻　

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　操作系統(tǒng)概述1.1 計算機系統(tǒng)1.1.1　硬件與軟件一個完整的計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。計算機硬件系統(tǒng)是各種物理設備的總稱，是完成工作任務的物質(zhì)基礎。按功能劃分，可以把硬件劃分成5大塊：運算器、控制器、存儲器、輸入設備以及輸出設備，其中運算器和控制器常被稱為中央處理機（CPU）。圖中帶箭頭的實線代表控制信號，帶箭頭的細虛線代表數(shù)據(jù)傳輸。計算機軟件系統(tǒng)是指程序和與程序相關的文檔的集合，按功能劃分，軟件可分為系統(tǒng)軟件和應用軟件。系統(tǒng)軟件是指由計算機生產(chǎn)廠家提供、具有通用功能的軟件，如操作系統(tǒng)、語言處理程序（如C語言編譯程序）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及各種完成服務功能的程序。應用軟件是指為解決實際問題而研制的那些軟件，涉及計算機應用的各個領域，如各種管理軟件、用于工程計算的軟件包、輔助設計軟件以及過程控制軟件等。1.1.2　操作系統(tǒng)的形成通常，把未配置任何軟件的計算機稱為“裸機”。如果讓用戶直接面對裸機，事事都深入到計算機的硬件中去，那么他們的精力就絕對不可能集中在如何用計算機解決自己的實際問題上，計算機本身的效率也不可能充分發(fā)揮出來。舉例說，要在一臺PC上進行硬盤讀操作，使用者至少應該把磁盤地址、內(nèi)存地址、字節(jié)數(shù)、操作類型（讀／寫）等具體值裝入到特定的硬件寄存器中，否則根本談不上完成預定的輸入／輸出任務。實際上，對許多I／O設備而言，往往會要求比這更多的操作參數(shù)。在輸入／輸出結束后，還需要對設備返回的諸多狀態(tài)加以判別。又如，某計算機內(nèi)存儲器可供用戶使用的容量為576KB，若現(xiàn)在裝入的用戶程序占用其中的360KB，那么余下的216KB被閑置了。想象一下，如果能夠在內(nèi)存中裝入多個程序，如在216KB中再裝一個需要存儲量116KB的程序，當?shù)谝粋€程序等待輸入／輸出完成暫時不占用CPU時，讓第二個程序投入運行，那么，整個計算機系統(tǒng)的利用率就會比原來的大為提高。理由如下：（1）內(nèi)存浪費得少了，原來浪費216KB，現(xiàn)在只浪費100KB；（2）CPU比原來更加忙碌了，在第一個程序等待輸入／輸出完成時，原來CPU只能夠采取空轉的方式來等待，現(xiàn)在可以讓它去執(zhí)行第二個程序；（3）在CPU執(zhí)行第二個程序時，它與第一個程序啟動的輸入／輸出設備呈現(xiàn)并行工作的態(tài)勢?？梢?，為了從復雜的硬件控制中脫出身來，合理有效地使用計算機系統(tǒng)，給用戶使用計算機提供必要的方便，最好的解決辦法就是開發(fā)一種軟件，通過它來管理整個系統(tǒng)，發(fā)揮系統(tǒng)的潛在能力，達到擴展系統(tǒng)功能、方便用戶使用的目的。實際應用的需要，就是“操作系統(tǒng)”這一軟件呼之欲出的根本原因。

編輯推薦

《操作系統(tǒng)教程》作者自上世紀70年代初開始接觸計算機，隨之長期從事有關操作系統(tǒng)的教學和科研工作，具有豐富的教學經(jīng)驗。《操作系統(tǒng)教程》主要對操作系統(tǒng)的基本概念、功能、實現(xiàn)原理，以及在操作系統(tǒng)發(fā)展過程中起重要作用的Windows、Linux、MS-DOS的特點和實現(xiàn)技術進行講述和介紹。作者希望把《操作系統(tǒng)教程》編寫成一本淺顯易懂的、適合大學本科學生使用的操作系統(tǒng)基礎教材?！恫僮飨到y(tǒng)教程》按照本科教學要求選取內(nèi)容，以淺顯流暢的文筆、精煉而準確地描述操作系統(tǒng)的基本概念、原理、管理策略?！恫僮飨到y(tǒng)教程》在每章后面配合教學內(nèi)容給出大量習題，可供讀者自測使用。不追求深奧的理論，突出操作系統(tǒng)的實用性不追求玄妙的抽象，注重操作系統(tǒng)的簡明性不追求內(nèi)容的全面，關注操作系統(tǒng)的基本性

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    操作系統(tǒng)教程 PDF格式下載

---