計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程

內(nèi)容概要

操作系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必不可少的基本系統(tǒng)軟件，也是計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修課程和從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用人員必不可少的知識(shí)。     本書是編著者在清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系多年教學(xué)和科研的基礎(chǔ)上對(duì)其第2版改編而成的。主要內(nèi)容包括操作系統(tǒng)用戶界面、進(jìn)程與線程管理、處理機(jī)管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)與設(shè)備管理等基本原理及Linux和Windows兩個(gè)主流操作系統(tǒng)的內(nèi)核介紹。     與第2版相比，本書進(jìn)一步深入淺出地對(duì)操作系統(tǒng)基本原理進(jìn)行了描述，而且，本書更進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了學(xué)生對(duì)當(dāng)前主流操作系統(tǒng)的了解。因此，本書去掉了第2版中的操作系統(tǒng)示例UNIX System V，換之為L(zhǎng)inux 2.4和Windows NT。     全書共11章。本書可作為計(jì)算機(jī)專業(yè)或相關(guān)專業(yè)操作系統(tǒng)課程的教材，也可供有關(guān)科技人員自學(xué)或參考。

作者簡(jiǎn)介

張堯?qū)W，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)與技術(shù)系教授、博士生導(dǎo)師，工學(xué)博士，亞洲開放大學(xué)協(xié)會(huì)主席；曾任美國(guó)麻省理工學(xué)院客座教授以及日本會(huì)津大學(xué)客座教授；以第一完成人獲2項(xiàng)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，2004年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，并獲多次國(guó)家發(fā)明專利，在IEEE等國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物和會(huì)議

書籍目錄

第1章 緒論  1.1 操作系統(tǒng)概念  1.2 操作系統(tǒng)的歷史  1.3 操作系統(tǒng)的基本類型  1.4 操作系統(tǒng)功能  1.5 計(jì)算機(jī)硬件簡(jiǎn)介  1.6 算法的描述  1.7 研究操作系統(tǒng)的幾種觀點(diǎn)  習(xí)題第2章 操作系統(tǒng)用戶界面  2.1 簡(jiǎn)介  2.2 般用戶的輸入輸出界面  2.3 命令控制界面  2.4 Linux與Uwindows的命令控制界面  2.5 系統(tǒng)調(diào)用  2.6 Linux和Windows的系統(tǒng)調(diào)用  本章小結(jié)  習(xí)題第3章 進(jìn)程管理  3.1 進(jìn)程的概念  3.2 進(jìn)程的描述  3.3 進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換  3.4 進(jìn)程控制  3.5 進(jìn)程互斥  3.6 進(jìn)程同步  3.7 進(jìn)程通信  3.8 死鎖問題  3.9 線程的概念  3.10 線程分類與執(zhí)行  本章小結(jié)  習(xí)題第4章 處理機(jī)調(diào)度  4.1 分級(jí)調(diào)度  4.2 作業(yè)調(diào)度  4.3 進(jìn)程調(diào)度  4.4 調(diào)度算法  4.5 算法評(píng)價(jià)  4.6 實(shí)時(shí)系統(tǒng)調(diào)度方法  本章小結(jié)  習(xí)題第5章 存儲(chǔ)管理  5.1 存儲(chǔ)管理的功能  ……第6章 進(jìn)程與存儲(chǔ)管理示例第7章 Windows的進(jìn)程與內(nèi)存管理第8章 文件系統(tǒng)第9章 設(shè)備管理第10章 Linux文件系統(tǒng)第11章 Windows的設(shè)備管理和文件系統(tǒng)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   另外，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，實(shí)時(shí)系統(tǒng)不能像非實(shí)時(shí)系統(tǒng)那樣，先停止當(dāng)前處理的用戶程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行出錯(cuò)處理或使系統(tǒng)自動(dòng)退出。實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求系統(tǒng)在出錯(cuò)時(shí)，既能夠處理所發(fā)生的錯(cuò)誤，又不影響當(dāng)前正在執(zhí)行的用戶應(yīng)用。 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的上述特性要求實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)具有下述能力。 1.很快的進(jìn)程或線程切換速度 進(jìn)程或線程切換速度是實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。與分時(shí)系統(tǒng)不同，公平性以及最小平均響應(yīng)時(shí)間等指標(biāo)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中并不重要，實(shí)時(shí)系統(tǒng)中調(diào)度算法的設(shè)計(jì)原則是滿足所有硬實(shí)時(shí)任務(wù)的處理時(shí)限和盡可能多地滿足軟實(shí)時(shí)任務(wù)的處理時(shí)限。 2.快速的外部中斷響應(yīng)能力 有關(guān)中斷處理和響應(yīng)的詳細(xì)介紹，將在第8章中給出，不過，只有對(duì)外部中斷信號(hào)反應(yīng)迅速，系統(tǒng)才能對(duì)外部事件作迅速反應(yīng)。 3.基于優(yōu)先級(jí)的隨時(shí)搶先式調(diào)度策略 基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度策略大致有以下4種。即： （1）優(yōu)先級(jí)+時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度策略； （2）基于優(yōu)先級(jí)的非搶先式調(diào)度策略； （3）基于優(yōu)先級(jí)的固定點(diǎn)搶先式調(diào)度策略； （4）基于優(yōu)先級(jí)的隨時(shí)搶先式調(diào)度策略。 對(duì)于調(diào)度策略（1）來說，因?yàn)檎{(diào)度必須在時(shí)間片到來時(shí)才能發(fā)生，實(shí)時(shí)進(jìn)程必須等待占有處理機(jī)的進(jìn)程執(zhí)行到時(shí)間片結(jié)束時(shí)才能獲得處理機(jī)。因此，這種方法不能用作實(shí)時(shí)調(diào)度。同理，基于優(yōu)先級(jí)的非搶先式調(diào)度策略也不能用作實(shí)時(shí)調(diào)度，因?yàn)楦邇?yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)進(jìn)程，只有在當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程自動(dòng)讓出處理機(jī)之后，才能獲得處理機(jī)。 基于優(yōu)先級(jí)的固定點(diǎn)搶先式調(diào)度方式與基于優(yōu)先級(jí)的隨時(shí)搶先式調(diào)度策略是實(shí)時(shí)系統(tǒng)的主要調(diào)度策略。基于優(yōu)先級(jí)的固定點(diǎn)搶先式調(diào)度方式與優(yōu)先級(jí)+時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度方式有相似之處，其主要區(qū)別在于允許搶先的固定點(diǎn)問隔要比時(shí)間片小得多，并保證能滿足所有硬實(shí)時(shí)的處理時(shí)限。 4.6.2 實(shí)時(shí)調(diào)度算法的分類 實(shí)時(shí)調(diào)度算法分為4類。 1.靜態(tài)表格驅(qū)動(dòng)類 靜態(tài)表格驅(qū)動(dòng)類的實(shí)時(shí)調(diào)度算法，對(duì)可能的調(diào)度條件和參數(shù)進(jìn)行靜態(tài)分析，并將分析結(jié)果作為實(shí)際調(diào)度結(jié)果。這類調(diào)度方法多用于調(diào)度處理周期性任務(wù)，其主要分析參數(shù)為周期，執(zhí)行時(shí)間、周期行結(jié)束時(shí)限和任務(wù)優(yōu)先級(jí)等。最早時(shí)限優(yōu)先法是比較典型的靜態(tài)表格驅(qū)動(dòng)算法。這里，最早時(shí)限優(yōu)先法是優(yōu)先調(diào)度時(shí)限最早的任務(wù)獲得處理機(jī)的調(diào)度方法。 2.靜態(tài)優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)搶先式調(diào)度算法類 該類算法也進(jìn)行靜態(tài)分析，不過，它們的靜態(tài)分析不直接產(chǎn)生調(diào)度結(jié)果，而只用來指定任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。頻率單調(diào)調(diào)度算法就是一種靜態(tài)優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)的搶先式調(diào)度算法。 3.動(dòng)態(tài)計(jì)劃調(diào)度算法類 動(dòng)態(tài)計(jì)劃調(diào)度算法在調(diào)度任務(wù)執(zhí)行之前排出調(diào)度計(jì)劃，并分析計(jì)劃的調(diào)度結(jié)果是否使得任務(wù)所要求的處理時(shí)限得到滿足。如果能夠滿足，則按調(diào)度計(jì)劃執(zhí)行，否則修改調(diào)度計(jì)劃。 4.盡力而為調(diào)度算法類 這一類算法不進(jìn)行可能性分析，只對(duì)到達(dá)的事件和相關(guān)任務(wù)指定相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)，并進(jìn)行調(diào)度。盡力而為調(diào)度方式開銷較小，實(shí)現(xiàn)容易。但是，該算法不一定滿足用戶要求的處理時(shí)限。 4.6.3 時(shí)限調(diào)度算法與頻率單調(diào)調(diào)度算法 時(shí)限調(diào)度算法是一種以滿足用戶要求的時(shí)限為調(diào)度原則的算法。在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的用戶要求時(shí)限有兩種，即處理開始時(shí)限（staring deadlirle）和處理結(jié)束時(shí)限（ending deadline）。時(shí)限調(diào)度算法可以使用任一種時(shí)限。時(shí)限調(diào)度算法可用于周期性調(diào)度與非周期性調(diào)度兩種。 時(shí)限調(diào)度算法所需要的相關(guān)輸入信息包括以下6種。 1.任務(wù)就緒時(shí)間或事件到達(dá)時(shí)間 任務(wù)就緒時(shí)間或事件到達(dá)時(shí)間，指的是進(jìn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)，可以被調(diào)度執(zhí)行的時(shí)間。對(duì)于周期性任務(wù)來說，該時(shí)間是可以預(yù)知的，而且時(shí)間間隔是周期性的。對(duì)于非周期性任務(wù)來說，這些時(shí)間可能是可預(yù)知的，但大部分時(shí)候是不可預(yù)知的，需要事件發(fā)生來驅(qū)動(dòng)。 2.開始時(shí)限 開始時(shí)限指的是：處理機(jī)必須開始對(duì)任務(wù)進(jìn)行處理的時(shí)限。 3.完成時(shí)限 指的是任務(wù)必須完成的時(shí)間。 4.處理時(shí)間 處理時(shí)間指的是：完成相關(guān)任務(wù)所需占用處理機(jī)的時(shí)間。 5.資源需求 除了處理機(jī)之處，另外還需要的其他硬軟件資源。如果所處理的任務(wù)有處理機(jī)之外的其他資源需求，則調(diào)度算法要相對(duì)復(fù)雜得多。 6.優(yōu)先級(jí) 優(yōu)先級(jí)可由分析計(jì)算后獲得，也可根據(jù)時(shí)限要求，由用戶指定。

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《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程》作者張堯?qū)W教授和史美林教授有多年豐富的計(jì)算機(jī)教學(xué)及科研經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各種現(xiàn)代操作系統(tǒng)有深入細(xì)致的了解。本書對(duì)操作系統(tǒng)的基本概念和發(fā)展歷史進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，并對(duì)操作系統(tǒng)的核心功能如進(jìn)程管理、處理機(jī)調(diào)度、存儲(chǔ)管理、文件系統(tǒng)和設(shè)備管理等作了詳盡的描述和分析。本書行文簡(jiǎn)潔流暢，講解清晰，為讀者深入理解操作系統(tǒng)的原理提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。本書既注重對(duì)操作系統(tǒng)的經(jīng)典內(nèi)容的論述，又緊密聯(lián)系當(dāng)前操作系統(tǒng)的發(fā)展方向。以當(dāng)代最流行的操作系統(tǒng)Windows和Linux作為實(shí)例，闡述了操作系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)，反映了現(xiàn)代操作系統(tǒng)技術(shù)最新發(fā)展方向。

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