操作系統(tǒng)概論

前言

21世紀(jì)是一個變幻難測的世紀(jì)，是一個催人奮進(jìn)的時代?？茖W(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，知識更新日新月異。希望、困惑、機遇、挑戰(zhàn)，隨時隨地都有可能出現(xiàn)在每一個社會成員的生活之中。抓住機遇，尋求發(fā)展，迎接挑戰(zhàn)，適應(yīng)變化的制勝法寶就是學(xué)習(xí)——依靠自己學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)。作為我國高等教育組成部分的自學(xué)考試，其職責(zé)就是在高等教育這個水平上倡導(dǎo)自學(xué)、鼓勵自學(xué)、幫助自學(xué)、推動自學(xué)，為每一個自學(xué)者鋪就成才之路。組織編寫供讀者學(xué)習(xí)的教材就是履行這個職責(zé)的重要環(huán)節(jié)。毫無疑問，這種教材應(yīng)當(dāng)適合自學(xué)，應(yīng)當(dāng)有利于學(xué)習(xí)者掌握、了解新知識、新信息，有利于學(xué)習(xí)者增強創(chuàng)新意識、培養(yǎng)實踐能力、形成自學(xué)能力，也有利于學(xué)習(xí)者學(xué)以致用、解決實際工作中所遇到的問題。具有如此特點的書，我們雖然沿用了“教材”這個概念，但它與那種僅供教師講、學(xué)生聽，教師不講、學(xué)生不懂，以“教”為中心的教科書相比，已經(jīng)在內(nèi)容安排、編寫體例、行文風(fēng)格等方面都大不相同了。希望讀者對此有所了解，以便從一開始就樹立起依靠自己學(xué)習(xí)的堅定信念，不斷探索適合自己的學(xué)習(xí)方法，充分利用?已有的知識基礎(chǔ)和實際工作經(jīng)驗，最大限度地發(fā)揮自己的潛能，達(dá)到學(xué)習(xí)的目標(biāo)。歡迎讀者提出意見和建議。祝每一位讀者自學(xué)成功。

內(nèi)容概要

《操作系統(tǒng)概論》作為我國高等教育組成部分的自學(xué)考試，其職責(zé)就是在高等教育這個水平上倡導(dǎo)自學(xué)、鼓勵自學(xué)、幫助自學(xué)、推動自學(xué)，為每一個自學(xué)者鋪就成才之路。組織編寫供讀者學(xué)習(xí)的教材就是履行這個職責(zé)的重要環(huán)節(jié)。毫無疑問，這種教材應(yīng)當(dāng)適合自學(xué)，應(yīng)當(dāng)有利于學(xué)習(xí)者掌握、了解新知識、新信息，有利于學(xué)習(xí)者增強創(chuàng)新意識、培養(yǎng)實踐能力、形成自學(xué)能力，也有利于學(xué)習(xí)者學(xué)以致用、解決實際工作中所遇到的問題。

書籍目錄

操作系統(tǒng)概論第1章 引論1.1 計算機系統(tǒng)1.1.1 計算機硬件1.1.2 計算機軟件1.2 操作系統(tǒng)1.2.1 什么是操作系統(tǒng)1.2.2 操作系統(tǒng)的作用1.2.3 操作系統(tǒng)的功能1.3 操作系統(tǒng)的形成與基本類型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)1.4 操作系統(tǒng)的發(fā)展1.4.1 微機操作系統(tǒng)1.4.2 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)1.4.3 分布式操作系統(tǒng)1.4.4 嵌入式操作系統(tǒng)1.4.5 當(dāng)前流行的操作系統(tǒng)簡介1.5 處理器的工作狀態(tài)1.5.1 特權(quán)指令1.5.2 管態(tài)和目態(tài)1.5.3 程序狀態(tài)字1.6 操作系統(tǒng)與用戶的接口1.6.1 系統(tǒng)調(diào)用1.6.2 操作控制命令小結(jié)習(xí)題第2章 處理器管理2.1 多道程序設(shè)計2.1.1 程序的順序執(zhí)行2.1.2 程序的并行執(zhí)行2.1.3 多道程序設(shè)計2.2 進(jìn)程的概念2.2.1 進(jìn)程的定義2.2.2 為什么要引入進(jìn)程2.2.3 進(jìn)程的屬性2.3 進(jìn)程控制塊2.4 進(jìn)程隊列2.5 中斷和中斷處理2.5.1 中斷2.5.2 中斷類型2.5.3 中斷響應(yīng)2.5.4 中斷處理2.6 處理器調(diào)度2.6.1 處理器的兩級調(diào)度2.6.2 作業(yè)調(diào)度算法2.6.3 進(jìn)程調(diào)度算法2.7 線程的概念2.7.1 什么是線程2.7.2 為什么要引入線程2.7.3 線程的屬性小結(jié)習(xí)題第3章 存儲管理3.1 計算機系統(tǒng)中的存儲器3.2 重定位3.2.1 絕對地址和邏輯地址3.2.2 重定位3.3 單用戶連續(xù)存儲管理3.4 固定分區(qū)存儲管理3.4.1 主存空間的分配與回收3.4.2 地址轉(zhuǎn)換和存儲保護(hù)3.4.3 如何提高主存空間的利用率3.5 可變分區(qū)存儲管理3.5.1 主存空間的分配與回收3.5.2 地址轉(zhuǎn)換和存儲保護(hù)3.5.3 移動技術(shù)3.6 頁式虛擬存儲管理3.6.1 頁式存儲管理的基本原理3.6.2 頁式主存空間的分配與回收3.6.3 頁表和地址轉(zhuǎn)換3.6.4 頁的共享和保護(hù)3.6.5 什么是虛擬存儲器3.6.6 頁式虛擬存儲管理的實現(xiàn)3.6.7 多級頁表小結(jié)習(xí)題第4章 文件管理4.1 概述4.1.1 文件和文件系統(tǒng)4.1.2 文件系統(tǒng)的功能4.1.3 文件的分類4.2 文件的存儲介質(zhì)4.3 文件的組織4.3.1 文件的邏輯結(jié)構(gòu)4.3.2 文件的存儲結(jié)構(gòu)4.3.3 文件的存取方式4.3.4 記錄的成組和分解4.4 存儲空間的分配4.4.1 位示圖法4.4.2 空閑塊鏈接法4.5 文件目錄4.5.1 一級目錄4.5.2 二級目錄4.5.3 樹形目錄4.6 文件的安全性4.6.1 文件的保護(hù)4.6.2 文件的保密4.7 基本文件操作及其使用4.7.1 基本文件操作4.7.2 文件操作的使用小結(jié)習(xí)題第5章 設(shè)備管理5.1 設(shè)備管理的功能5.2 外圍設(shè)備的分類5.3 獨占設(shè)備的分配5.3.1 設(shè)備的絕對號與相對號5.3.2 設(shè)備的分配5.4 磁盤的驅(qū)動調(diào)度5.4.1 移臂調(diào)度5.4.2 旋轉(zhuǎn)調(diào)度5.4.3 信息的優(yōu)化分布5.5 設(shè)備的啟動和I／O中斷處理5.5.1 通道5.5.2 外圍設(shè)備的啟動5.5.3 I／O中斷事件的處理5.6 緩沖技術(shù)5.6.1 單緩沖5.6.2 雙緩沖5.6.3 緩沖池5.7 虛擬設(shè)備5.7.1 脫機外圍設(shè)備操作第6章 并發(fā)進(jìn)程操作系統(tǒng)概論自學(xué)考試大綱

章節(jié)摘錄

插圖：2.最高優(yōu)先級調(diào)度算法對每一個進(jìn)程給出一個優(yōu)先級，進(jìn)程調(diào)度總是讓當(dāng)時具有最高優(yōu)先級的進(jìn)程先使用處理器。當(dāng)一個高優(yōu)先級的進(jìn)程占用處理器后，又可分兩種方式來對待它。第一種方式是非搶占式的，即一旦某個高優(yōu)先級的進(jìn)程占有了處理器就一直運行下去，不管此時是否有更高優(yōu)先級的進(jìn)程就緒，只要它的工作沒結(jié)束或沒出現(xiàn)等待事件，那么它總是能占有處理器運行，直到由于它自身的原因主動讓出處理器時，再由進(jìn)程調(diào)度重新選擇一個具有高優(yōu)先級的進(jìn)程使用處理器。第二種方式是可搶占式的，在這種方式下，嚴(yán)格保證任何時刻總是讓具有最高優(yōu)先級的進(jìn)程在處理器上運行。也就是說，當(dāng)某一進(jìn)程在處理器上運行時，一旦有另一個更高優(yōu)先級的進(jìn)程就緒，進(jìn)程調(diào)度就要剝奪正在處理器上運行的進(jìn)程使用處理器的權(quán)力，搶回已分配給它的處理器，而把處理器分配給具有更高優(yōu)先級的進(jìn)程。這種搶占式的優(yōu)先級調(diào)度算法在實時系統(tǒng)中很有用。例如，在實時系統(tǒng)中，可把處理緊急情況的報警進(jìn)程定為最高優(yōu)先級的進(jìn)程，一旦有緊急事件發(fā)生時，這個報警進(jìn)程就可搶占處理器進(jìn)行緊急處理和發(fā)出報警信號。如何為進(jìn)程確定優(yōu)先級？不同的系統(tǒng)確定優(yōu)先級的方法是不同的。一個進(jìn)程的優(yōu)先級也可以不是固定的，可以隨其他因素而變化。一般可根據(jù)進(jìn)程使用資源的情況、進(jìn)程所負(fù)任務(wù)的緊急程度、進(jìn)程等待使用處理器的時間、系統(tǒng)效率等各方面的因素來考慮。例如，讓完成操作系統(tǒng)功能的進(jìn)程優(yōu)先級大于用戶進(jìn)程的優(yōu)先級；而用戶進(jìn)程的優(yōu)先級可與作業(yè)的優(yōu)先級一致，但隨著時間的推延，逐步提高較長時間未使用處理器的就緒進(jìn)程的優(yōu)先級；提高經(jīng)常使用外圍設(shè)備的進(jìn)程的優(yōu)先級。為了調(diào)度方便，就緒隊列中的進(jìn)程可按優(yōu)先級從大到小排列。當(dāng)有進(jìn)程就緒時，根據(jù)它的優(yōu)先級將其插入到隊列中的適當(dāng)位置。這樣進(jìn)程調(diào)度總是把處理器分配給就緒隊列中的第一個進(jìn)程。有時優(yōu)先級調(diào)度算法與先來先服務(wù)調(diào)度算法可混合使用。在一個采用優(yōu)先級調(diào)度算法的系統(tǒng)中，對具有相同優(yōu)先級的進(jìn)程又可使用先來先服務(wù)算法。3.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法時間片是指允許進(jìn)程一次占用處理器的最長時間。時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法把就緒進(jìn)程按就緒的先后次序排成隊列，調(diào)度時總是選擇就緒隊列中的第一個進(jìn)程，讓它占用處理器，但規(guī)定它一次連續(xù)占用處理器的時間不能超過預(yù)定的時間片。如果允許的時間片用完而進(jìn)程尚未運行結(jié)束，它必須把處理器讓給下一個就緒進(jìn)程使用，進(jìn)程讓出處理器后重新排到就緒隊列的末尾等待再次運行。如果在允許的時間片內(nèi)進(jìn)程出現(xiàn)了等待事件，那么也要把處理器讓給下一個就緒的進(jìn)程使用，讓出處理器的進(jìn)程排人等待隊列，當(dāng)?shù)却氖录l(fā)生后再排人就緒隊列的末尾等待再次分配處理器。這樣使得就緒隊列中的進(jìn)程能依次輪流地占有處理器運行，一次運行尚未完成工作的進(jìn)程可再作第二次的輪轉(zhuǎn)，如此反復(fù)循環(huán)，直到進(jìn)程結(jié)束。在分時操作系統(tǒng)中，經(jīng)常采用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。在一個分時系統(tǒng)中，多個用戶通過終端設(shè)備同時與計算機系統(tǒng)進(jìn)行一系列交互，計算機系統(tǒng)應(yīng)及時地對每一個用戶的要求作出反應(yīng)。采用時間片輪轉(zhuǎn)的辦法可使每個用戶都感到計算機系統(tǒng)對自己有求必應(yīng)，好像自己單獨在使用一個計算機系統(tǒng)。例如，一個分時系統(tǒng)允許10個終端用戶同時工作。

后記

本大綱是根據(jù)全國高等教育自學(xué)考試指導(dǎo)委員會電子電工與信息類專業(yè)委員會制定的“高等教育自學(xué)考試計算機及應(yīng)用專業(yè)（專科）考試計劃”和全國高等教育自學(xué)考試指導(dǎo)委員會《關(guān)于修訂高等教育自學(xué)考試課程自學(xué)考試大綱的幾點意見》的精神制定的。本大綱提出初稿后，曾聘請專家通審，并由電子電工與信息類專業(yè)委員會在上海組織召開審稿會進(jìn)行審稿，根據(jù)審稿會意見由編者作了修改。最后由電子電工與信息類專業(yè)委員會定稿。本大綱由譚耀銘教授（南京大學(xué)）負(fù)責(zé)編寫和修改。參加審稿并提出修改意見的有陳向群教授（清華大學(xué)，主審）、黃上騰教授（上海交通大學(xué)，參審）、陳春玲教授（南京郵電大學(xué)，參審）。在此對參加本大綱編寫和審稿的教授表示感謝。

編輯推薦

《操作系統(tǒng)概論》是譚耀銘編寫的，由經(jīng)濟科學(xué)出版社出版。

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