操作系統(tǒng)原理與實(shí)踐

前言

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)與人們生活的各個(gè)角落，正在日益改變著傳統(tǒng)的人類工作方式和生活方式。在我國(guó)高等教育逐步實(shí)現(xiàn)大眾化后，越來(lái)越多的高等院校會(huì)面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第一線，為行業(yè)、企業(yè)培養(yǎng)各級(jí)各類高級(jí)應(yīng)用型專門(mén)人才。為了大力推廣計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，更好地適應(yīng)當(dāng)前我國(guó)高等教育的跨躍式發(fā)展，滿足我國(guó)高等院校從精英教育向大眾化教育的轉(zhuǎn)變，符合社會(huì)對(duì)高等院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的各類要求，我們成立了“21世紀(jì)高等院校規(guī)劃教材編委會(huì)”，在明確了高等院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式、培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和課程體系的框架下，組織編寫(xiě)了本套“21世紀(jì)高等院校規(guī)劃教材”。眾所周知，教材建設(shè)作為保證和提高教學(xué)質(zhì)量的重要支柱及基礎(chǔ)，作為體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的知識(shí)載體，在當(dāng)前培養(yǎng)應(yīng)用型人才中的作用是顯而易見(jiàn)的。探索和建設(shè)適應(yīng)新世紀(jì)我國(guó)高等院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系需要的配套教材已經(jīng)成為當(dāng)前我國(guó)高等院校教學(xué)改革和教材建設(shè)工作面臨的緊迫任務(wù)。因此，編委會(huì)經(jīng)過(guò)大量的前期調(diào)研和策劃，在廣泛了解各高等院校的教學(xué)現(xiàn)狀、市場(chǎng)需求，探討課程設(shè)置、研究課程體系的基礎(chǔ)上，組織一批具備較高的學(xué)術(shù)水平、豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力的學(xué)術(shù)帶頭人、科研人員和主要從事該課程教學(xué)的骨干教師編寫(xiě)出一批有特色、適用性強(qiáng)的計(jì)算機(jī)類公共基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)及應(yīng)用技術(shù)課的教材以及相應(yīng)的教學(xué)輔導(dǎo)書(shū)，以滿足目前高等院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。本套教材消化和吸收了多年來(lái)已有的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐成果，緊密結(jié)合經(jīng)濟(jì)全球化時(shí)代高等院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)工作的實(shí)際需要，努力實(shí)踐，大膽創(chuàng)新。教材編寫(xiě)采用整體規(guī)劃、分步實(shí)施、滾動(dòng)立項(xiàng)的方式，分期分批地啟動(dòng)編寫(xiě)計(jì)劃，編寫(xiě)大綱的確定以及教材風(fēng)格的定位均經(jīng)過(guò)編委會(huì)多次認(rèn)真討論，以確保該套教材的高質(zhì)量和實(shí)用性。教材編委會(huì)分析研究了應(yīng)用型人才與研究型人才在培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系和內(nèi)容編排上的區(qū)別，分別提出了3個(gè)層面上的要求：在專業(yè)基礎(chǔ)類課程層面上，既要保持學(xué)科體系的完整性，使學(xué)生打下較為扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)做好鋪墊，更要突出應(yīng)用特色，理論聯(lián)系實(shí)際，并與工程實(shí)踐相結(jié)合，適當(dāng)壓縮過(guò)多過(guò)深的公式推導(dǎo)與原理性分析，兼顧考研學(xué)生的需要，以原理和公式結(jié)論的應(yīng)用為突破口，注重它們的應(yīng)用環(huán)境和方法；在程序設(shè)計(jì)類課程層面上，把握程序設(shè)計(jì)方法和思路，注重程序設(shè)計(jì)實(shí)踐訓(xùn)練，引入典型的程序設(shè)計(jì)案例，將程序設(shè)計(jì)類課程的學(xué)習(xí)融入案例的研究和解決過(guò)程中，以學(xué)生實(shí)際編程解決問(wèn)題的能力為突破口，注重程序設(shè)計(jì)算法的實(shí)現(xiàn)；在專業(yè)技術(shù)應(yīng)用層面上，積極引入工程案例，以培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力為突破口，加大實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的比重，增加新技術(shù)、新知識(shí)、新工藝的內(nèi)容。

內(nèi)容概要

作者集十多年教學(xué)實(shí)踐，并結(jié)合最新的《全國(guó)碩士研究生入學(xué)統(tǒng)一考試計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)綜合考試大綱》和操作系統(tǒng)的最新發(fā)展編寫(xiě)而成本書(shū)。全書(shū)共10章，主要內(nèi)容包括操作系統(tǒng)概述、作業(yè)管理、進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、文件管理和常見(jiàn)操作系統(tǒng)對(duì)上述功能的實(shí)現(xiàn)的舉例、操作系統(tǒng)安全與保密機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、實(shí)踐指導(dǎo)——典型操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)范例。特別增加了4個(gè)操作系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)和大量的習(xí)題，對(duì)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)操作系統(tǒng)核心內(nèi)容有重要作用。    本書(shū)涵蓋操作系統(tǒng)原理的基本內(nèi)容，并將操作系統(tǒng)的基本原理與實(shí)際相結(jié)合。在內(nèi)容取舍、文字描述、習(xí)題選擇方面力求以面向?qū)嵺`、重在應(yīng)用、便于教學(xué)組織為原則，在章節(jié)安排、形式體例、行文風(fēng)格方面力求做到概念講解透徹、內(nèi)容難度適中。本書(shū)適合作為高等院校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的教材，也可供各類大專院校師生參考，同時(shí)也可作為報(bào)考計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)碩士研究生的復(fù)習(xí)用書(shū)。

書(shū)籍目錄

序前言第1章　操作系統(tǒng)概述  1.1　存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)    1.1.1　存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)    1.1.2　作為擴(kuò)展計(jì)算機(jī)功能的操作系統(tǒng)    1.1.3　作為資源管理的操作系統(tǒng)    1.1.4　操作系統(tǒng)的工作框架  1.2　操作系統(tǒng)的發(fā)展    1.2.1　手工操作階段    1.2.2　單道與多道批處理系統(tǒng)    1.2.3　分時(shí)系統(tǒng)    1.2.4　實(shí)時(shí)系統(tǒng)　    1.2.5　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與分布式操作系統(tǒng)    1.2.6　嵌入式操作系統(tǒng)  1.3　操作系統(tǒng)的基本概念    1.3.1　操作系統(tǒng)的定義    1.3.2　操作系統(tǒng)的基本功能    1.3.3　操作系統(tǒng)的特征  1.4　操作系統(tǒng)的硬件介紹    1.4.1　中央處理器(CPU)    1.4.2　存儲(chǔ)系統(tǒng)    1.4.3　中斷機(jī)制    1.4.4　I／O設(shè)備    1.4.5　時(shí)鐘  1.5　操作系統(tǒng)的邏輯模型  1.6　操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介    1.6.1　DOS操作系統(tǒng)    1.6.2　MS-Windows操作系統(tǒng)    1.6.3　UNIX操作系統(tǒng)  本章小結(jié)  習(xí)題1第2章　作業(yè)管理  2.1　作業(yè)的基本概念    2.1.1　作業(yè)的形成過(guò)程    2.1.2　批處理系統(tǒng)作業(yè)運(yùn)行前的準(zhǔn)備——作業(yè)控制語(yǔ)言    2.1.3　分時(shí)系統(tǒng)作業(yè)控制方法鍵盤(pán)命令  2.2　操作系統(tǒng)向作業(yè)提供的程序級(jí)接口——系統(tǒng)調(diào)用    2.2.1　系統(tǒng)功能調(diào)用的分類    2.2.2　系統(tǒng)功能調(diào)用的實(shí)現(xiàn)過(guò)程描述  2.3　單道批處理系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度    2.3.1　作業(yè)調(diào)度性能的衡量指標(biāo)    2.3.2　先來(lái)先服務(wù)作業(yè)調(diào)度算法    2.3.3　短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法    2.3.4　高響應(yīng)比優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法  2.4　多道批處理系統(tǒng)作業(yè)調(diào)度應(yīng)考慮的因素  本章小結(jié)  習(xí)題2第3章　進(jìn)程管理  3.1　進(jìn)程的概述  3.2　進(jìn)程的引入和定義    3.2.1　進(jìn)程的引入    3.2.2　進(jìn)程的定義  3.3　進(jìn)程的狀態(tài)和進(jìn)程控制塊    3.3.1　進(jìn)程的狀態(tài)及狀態(tài)變化圖    3.3.2　進(jìn)程的結(jié)構(gòu)、進(jìn)程控制塊及組織方式  3.4　進(jìn)程控制    3.4.1　原語(yǔ)    3.4.2　進(jìn)程控制原語(yǔ)  3.5　線程的基本概念    3.5.1　線程的引入    3.5.2　線程與進(jìn)程的關(guān)系    3.5.3　線程的類型    3.5.4　線程的特點(diǎn)　……第4章　存儲(chǔ)管理第5章　設(shè)備管理第6章　文件管理第7章　常見(jiàn)操作系統(tǒng)典型功能和實(shí)現(xiàn)方法的舉例第8章　操作系統(tǒng)安全與保密機(jī)制第9章　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)第10章　實(shí)踐指導(dǎo)——典型操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)范例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1．2．4實(shí)時(shí)系統(tǒng)雖然多道批處理系統(tǒng)和分時(shí)系統(tǒng)已能獲得較為令人滿意的資源利用率和系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，但它們?nèi)匀徊荒軡M足實(shí)時(shí)控制與實(shí)時(shí)信息處理兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的需求。于是，產(chǎn)生了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。1．實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的分類（1）實(shí)時(shí)控制。當(dāng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程的控制形成以計(jì)算機(jī)為中心的控制系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)要求能實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)處理，從而自動(dòng)地控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使某些參數(shù)（如濕度、壓力、液位）能按預(yù)定的規(guī)律變化，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和提高產(chǎn)量。例如，電力系統(tǒng)中對(duì)跳閘的判斷，要求計(jì)算機(jī)在100us內(nèi)對(duì)一系列閘刀跳起的順序做出檢測(cè)，從而找到跳閘的原因，采取相應(yīng)的措施。顯然，批處理系統(tǒng)及分時(shí)系統(tǒng)無(wú)法滿足上述實(shí)時(shí)控制的要求。實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：與被控制過(guò)程的變化速度柑比，其反應(yīng)速度要足夠快；工作安全可靠，即使系統(tǒng)硬件發(fā)生故障，系統(tǒng)也能安全運(yùn)行；操作人員使用系統(tǒng)簡(jiǎn)單、方便。（2）實(shí)時(shí)信息處理。通常，我們把要求對(duì)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理的系統(tǒng)稱為實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一臺(tái)或多臺(tái)主機(jī)通過(guò)通信線路連接成多個(gè)遠(yuǎn)程終端，計(jì)算機(jī)接收從遠(yuǎn)程終端發(fā)來(lái)的服務(wù)請(qǐng)求，根據(jù)用戶請(qǐng)求對(duì)信息進(jìn)行檢索和處理，并在很短的時(shí)間內(nèi)為用戶做出正確的回答。典型的實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)有飛機(jī)訂票系統(tǒng)、情報(bào)檢索系統(tǒng)等。2．實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的主要目標(biāo)實(shí)時(shí)系統(tǒng)大多具有專用性的特點(diǎn)，其種類多、用途各異、人工干預(yù)少。一個(gè)基本特征是事件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，即接收了某些外部信息后，由系統(tǒng)選擇某一通路去執(zhí)行，完成相應(yīng)的實(shí)時(shí)任務(wù)。設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常應(yīng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)之一是提供對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理的能力。通常實(shí)時(shí)任務(wù)分為兩類：一類是定時(shí)工作，即根據(jù)用戶規(guī)定的時(shí)間啟動(dòng)任務(wù)的執(zhí)行，并按照嚴(yán)格的循環(huán)時(shí)間重復(fù)執(zhí)行該任務(wù)；另一類是延遲任務(wù)，該任務(wù)允許延遲一確定的時(shí)間段再執(zhí)行。這兩類任務(wù)所需的時(shí)間都是由實(shí)時(shí)系統(tǒng)所產(chǎn)生的脈沖來(lái)計(jì)量的。所以，系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)置一個(gè)作為外部設(shè)備的實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及相應(yīng)的管理程序，其功能是向系統(tǒng)提供日期、時(shí)間及對(duì)定時(shí)任務(wù)和延遲任務(wù)進(jìn)行控制的信號(hào)。

編輯推薦

《操作系統(tǒng)原理與實(shí)踐》特色：體現(xiàn)學(xué)科最新發(fā)展，兼顧考研學(xué)生需要，涵蓋最新大綱知識(shí)點(diǎn)采用“問(wèn)題／任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的編寫(xiě)方式，注重專業(yè)技能培養(yǎng)精選3種常見(jiàn)操作系統(tǒng)典型功能實(shí)現(xiàn)，將知識(shí)點(diǎn)融于案例中提供4個(gè)典型的操作系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)原理與實(shí)際相結(jié)合

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