《計算機操作系統(tǒng)》學(xué)習(xí)指導(dǎo)與題解

前言

本書是配合《計算機操作系統(tǒng)》一書而編寫的輔導(dǎo)教材，全書共分10章和4個附錄。書中的每一章內(nèi)容分別與《計算機操作系統(tǒng)》（第三版，由湯小丹、湯子瀛等編著，西安電子科技大學(xué)出版社出版）一書的各章對應(yīng)。其中，第一章簡單地介紹了操作系統(tǒng)的作用、發(fā)展過程、特征和功能，第二章介紹了進程和線程的基本概念、進程控制、進程同步和進程通信，第三章介紹了處理機調(diào)度和死鎖，第四、五、六、七章分別介紹了存儲器管理、設(shè)備管理、文件管理和操作系統(tǒng)接口，第八章介紹了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的概念，第九章講述計算機系統(tǒng)的安全性，第十章則介紹了一個典型的OS實例--UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu)。每章首先對本章所涉及的基本概念、基本原理和基本方法作了系統(tǒng)、扼要的闡述；接著，為了幫助讀者理解和掌握操作系統(tǒng)的基本內(nèi)容，每章專門安排一節(jié)列出了其中的重點和難點內(nèi)容，并給出了相應(yīng)的學(xué)習(xí)提示；然后，在“典型問題分析和解答”一節(jié)中，給出了相當?shù)牡湫蛦栴}，并對它們做了較為詳細、透徹的分析和解答。另外，各章還為讀者提供了大量的選擇題和填空題，并在附錄B中給出了它們的參考答案。為了提高學(xué)生的實踐能力，附錄A給出了操作系統(tǒng)實驗指導(dǎo)。附錄C提供了三套模擬試題供讀者復(fù)習(xí)，附錄D給出了模擬試題的參考答案。在操作系統(tǒng)的教學(xué)中，實踐環(huán)節(jié)同樣是不容忽視的。為此，我們還在附錄A中設(shè)計了七個有關(guān)操作系統(tǒng)的實驗，它們可在Linux或UNIX環(huán)境下進行。本書的主審是湯子瀛教授。湯子贏、哲鳳屏教授認真細致、逐字逐句地審閱了全部書稿，并提出了許多寶貴建議。在本書的編寫過程中還得到了西安電子科技大學(xué)出版社，尤其是李惠萍同志的幫助和大力支持。在此謹向他們表示衷心的感謝。限于編者水平，書中難免存在一些錯誤和不足之處，懇請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書為《計算機操作系統(tǒng)》一書的配套輔導(dǎo)書。書中全面介紹了計算機操作系統(tǒng)的基本原理。全書共分為10章，每一章首先扼要闡述該章的基本內(nèi)容，然后給出重點和難點的學(xué)習(xí)提示，并對典型問題進行分析和解答，最后以選擇題、填空題的形式給出了大量的練習(xí)題。　本書還包括四個附錄。附錄A是操作系統(tǒng)實驗指導(dǎo)，附錄B給出了各章選擇題和填空題的參考答案，附錄C提供了三套模擬試題，附錄D給出了模擬試題的參考答案?！”緯勺鳛橛嬎銠C及相關(guān)專業(yè)本、專科生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的輔導(dǎo)教材，也可作為報考相關(guān)專業(yè)碩士研究生的復(fù)習(xí)用書，還可作為讀者自學(xué)操作系統(tǒng)的參考書。

書籍目錄

第一章　操作系統(tǒng)引論　1.1　基本內(nèi)容　　1.1.1　操作系統(tǒng)的目標和作用　　1.1.2　操作系統(tǒng)的發(fā)展過程　　1.1.3　操作系統(tǒng)的基本特征和功能　　1.1.4　操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計　1.2　重點和難點學(xué)習(xí)提示　1.3典型問題分析與解答　　1.3.1　OS的引入和發(fā)展過程中的典型問題分析　　1.3.2　OS的基本特征和功能中典型問題分析　　1.3.3　分層式和微內(nèi)核結(jié)構(gòu)中的典型問題分析　1.4　習(xí)題第二章　進程管理　2.1　基本內(nèi)容　　2.1.1　進程的基本概念　　2.1.2　進程控制　　2.1.3　進程同步　　2.1.4　經(jīng)典進程的同步問題　　2.1.5　管程機制　　2.1.6　進程通信　　2.1.7　線程　2.2　重點和難點學(xué)習(xí)提示　2.3　典型問題分析與解答　　2.3.1　進程基本概念中的典型問題分析　　2.3.2　進程同步基本概念中的典型問題分析　　2.3.3　信號量機制及應(yīng)用中的典型問題分析　　2.3.4　經(jīng)典進程同步問題中的典型問題分析　　　2.3.5　消息傳遞通信機制中的典型問題分析　　2.3.6　線程中的典型問題分析　2.4　習(xí)題第三章　處理機調(diào)度與死鎖　3.1　基本內(nèi)容　　3.1.1　處理機調(diào)度的基本概念　　3.1.2　調(diào)度算法　　3.1.3　實時調(diào)度　　3.1.4　死鎖的基本概念　　3.1.5　處理死鎖的基本方法　3.2　重點和難點學(xué)習(xí)提示　3.3　典型問題分析與解答　　3.3.1　進程調(diào)度及調(diào)度算法中的典型問題分析　　3.3.2　實時調(diào)度中的典型問題分析　　3.3.3　死鎖中的典型問題分析　習(xí)題第四章　存儲器管理　4.1　基本內(nèi)容　　4.1.1　存儲器的管理基本概念　　4.1.2　連續(xù)分配方式　　4.1.3　基本分頁存儲管理方式　　4.1.4　分段式存儲管理方式　　4.1.5　信息的共享與保護　　4.1.6　虛擬存儲器的基本概念　　4.1.7　請求分頁存儲管理方式　　4.1.8　置換算法　　4.1.9　請求分段存儲管理方式　4.2　重點和難點學(xué)習(xí)提示　4.3　典型問題分析與解答　　4.3.1　存儲器基本概念中的典型問題分析　　　4.3.2　連續(xù)分配方式中的典型問題分析　　4.3.3　基本分頁系統(tǒng)中的典型問題分析　　4.3.4　基本分段系統(tǒng)中的典型問題分析　　4.3.5　虛擬存儲器基本概念中的典型問題分析　　4.3.6　請求分頁/段系統(tǒng)中的典型問題分析　4.4　習(xí)題第五章　設(shè)備管理　5.1　基本內(nèi)容　　5.1.1　I/O系統(tǒng)的硬件組成　　5.1.2　I/O控制方式　　5.1.3　緩沖管理　　5.1.4　I/O軟件　　5.1.5　設(shè)備分配　……第六章　文件管理第七章　操作系統(tǒng)接口第八章　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)第九章　系統(tǒng)安全性第十章UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu)附錄A　操作系統(tǒng)實驗指導(dǎo)附錄B　各章習(xí)題參考答案附錄C　模擬試題附錄D　模擬試題參考答案參考文獻

章節(jié)摘錄

5.2重點和難點學(xué)習(xí)提示學(xué)習(xí)本章的目的是使學(xué)生了解操作系統(tǒng)處理用戶I／O請求的基本過程，為此，應(yīng)對以下幾個重點和難點問題進行認真學(xué)習(xí)。1.I／O控制方式1／O控制方式隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而不斷地由低效的方式演變?yōu)楦咝У姆绞?，故在學(xué)習(xí)時，應(yīng)了解I／O控制方式的演變過程，每種I／O控制方式是如何進行控制的，又是如何提高CPU的利用率的。（1）程序I／O方式。因為當時尚未出現(xiàn)中斷機構(gòu)，在進行I／O時，CPU不得不花費大量的時間去測試I／O設(shè)備的工作狀態(tài)，此時CPU完全陷入I／O工作中。（2）中斷驅(qū)動I／O控制方式。在系統(tǒng)中引入中斷機構(gòu)后，CPU就不必再不斷測試。在學(xué)習(xí)時，應(yīng)清楚地了解和掌握在中斷機構(gòu)的支持下，其I／O控制是如何實現(xiàn)的，CPU的利用率提高了多少。（3）DMA I／O控制方式。在系統(tǒng)中配置了DMA控制器后，其傳輸數(shù)據(jù)的基本單位是數(shù)據(jù)塊，讀者應(yīng)很好的了解此時I／O控制是如何實現(xiàn)的，CPU的效率又提高了多少。（4）I／O通道控制方式。在系統(tǒng)中配置了通道控制器后，在通道程序的控制下，其傳輸?shù)幕締挝挥梢粋€數(shù)據(jù)塊增為一組數(shù)據(jù)塊，讀者應(yīng)了解什么是通道程序，它是如何實現(xiàn)I／O控制的。2.緩沖管理在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，幾乎所有的I／O設(shè)備在與處理機交換數(shù)據(jù)時，都使用了緩沖區(qū)。因此，讀者應(yīng)對下述問題作認真的學(xué)習(xí)和理解：（1）緩沖的引入是為了提高CPU和I／O設(shè)備的并行性。在學(xué)習(xí)時，讀者應(yīng)了解如果沒有緩沖區(qū)，CPU和I／O設(shè)備應(yīng)如何工作，而引入緩沖后，可帶來哪些好處。（2）單緩沖是如何提高I，O速度的，它存在著哪些不足，而雙緩沖、循環(huán)緩沖又是如何進一步提高CPU和I／O設(shè)備的并行性的。（3）緩沖池是為了解決什么問題而引入的，引入緩沖池后，系統(tǒng)將如何處理I／O設(shè)備和CPU間的數(shù)據(jù)傳輸。3.設(shè)備獨立性在現(xiàn)代OS中都毫無例外地實現(xiàn)了設(shè)備獨立性，在學(xué)習(xí)時，讀者應(yīng)深刻理解下述幾個問題：（1）什么是設(shè)備獨立性。設(shè)備獨立性也稱設(shè)備無關(guān)性，它是指用戶程序獨立于具體使用的物理設(shè)備。在學(xué)習(xí)時，讀者應(yīng)了解為什么設(shè)備獨立性能提高設(shè)備分配的靈活性，并使I／O重定向的實現(xiàn)變得更為容易。（2）如何實現(xiàn)設(shè)備獨立性。為實現(xiàn)設(shè)備獨立性，系統(tǒng)必須在設(shè)備驅(qū)動程序之上設(shè)置一層設(shè)備獨立性軟件，讀者應(yīng)了解該層軟件有哪些功能，它是如何實現(xiàn)邏輯設(shè)備名到實際使用的物理設(shè)備名之間的轉(zhuǎn)換的。

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