操作系統(tǒng)原理與應(yīng)用

前言

　　操作系統(tǒng)作為一門計算機的基礎(chǔ)課程，無論是對計算機信息技術(shù)專業(yè)的學(xué)生或研究人員，還是對一般計算機應(yīng)用人員而言，都是非常有益和重要的。目前計算機應(yīng)用和信息管理類專業(yè)在操作系統(tǒng)教學(xué)安排上比較重視基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)，而相對于應(yīng)用實踐教育來說比較欠缺。本書力求做到把理論與實踐進行有機地結(jié)合?！　”緯蓽\入深地介紹操作系統(tǒng)的基本原理與相關(guān)技術(shù)，并結(jié)合Linux操作系統(tǒng)案例，從實踐出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的核心技術(shù)：處理機管理、存儲管理、設(shè)備管理和文件管理等?！　∪珪煞譃閮纱蟛糠郑旱谝徊糠謴牡?章到第6章，全面系統(tǒng)地討論了操作系統(tǒng)的基本原理和實現(xiàn)技術(shù)；第二部分為第7章到第11章，介紹了Linux操作系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展、基本概念、算法和內(nèi)核的實現(xiàn)等。全書各章的安排分別為：第1章為操作系統(tǒng)概述，其主要目的是讓讀者先對操作系統(tǒng)有一個概括的了解，并初步建立起操作系統(tǒng)的整體概念；第2章講述了處理機管理，介紹了進程的基本概念、實現(xiàn)方法、控制技術(shù)，各種調(diào)度模型和一些重要的調(diào)度算法；第3章講述了存儲管理，介紹了實存和虛存管理的有關(guān)概念和主要的存儲管理方法；第4章講述了文件管理，介紹了文件系統(tǒng)的有關(guān)概念，文件的組織、存取、共享、保護方法，以及文件目錄、文件存儲空間的管理方法；第5章講述了設(shè)備管理，介紹了I／O設(shè)備的管理技術(shù)和各種磁盤調(diào)度算法；第6章講述了并發(fā)進程，介紹了進程互斥、同步、通信的概念與方法，死鎖的概念和各種死鎖對策；第7章到第11章把Linux作為操作系統(tǒng)的案例介紹了IAnux操作系統(tǒng)的產(chǎn)生過程、發(fā)展趨勢；討論了Linux的進程管理、存儲器管理、文件系統(tǒng)和設(shè)備管理中的核心技術(shù)。書中每一章的開頭部分都給出了該章的介紹說明，對讀者學(xué)習(xí)和理解該章內(nèi)容起到一定的指導(dǎo)作用；每章末附有習(xí)題。附錄部分給出了8個實驗。前4個實驗主要針對第一部分前6章中的內(nèi)容，是對一些典型算法的具體實現(xiàn)；后4個實驗針對第二部分內(nèi)容，以Linux操作系統(tǒng)作為實驗平臺，掌握Linux平臺下的系統(tǒng)操作。

內(nèi)容概要

　　《操作系統(tǒng)原理與應(yīng)用》是一本面向計算機應(yīng)用和信息管理類專業(yè)的教材，深入淺出地介紹了計算機操作系統(tǒng)的基本原理與相關(guān)技術(shù)及其在Linux系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，并結(jié)合Linux操作系統(tǒng)案例，從實踐出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的核心技術(shù)。全書共分11章。第1章到第6章，全面系統(tǒng)地介紹了操作系統(tǒng)的基本原理、處理機管理、存儲管理、設(shè)備管理和文件管理等；第7章到第11章，討論了Linux操作系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展、基本概念、算法和內(nèi)核的實現(xiàn)等。書后附有上機實驗指導(dǎo)?！　　恫僮飨到y(tǒng)原理與應(yīng)用》是操作系統(tǒng)理論與實踐結(jié)合得較好的教材，適合于廣大在校學(xué)生學(xué)習(xí)，也可供計算機愛好者閱讀、參考。

書籍目錄

第1章 操作系統(tǒng)概論1．1 操作系統(tǒng)的定義與功能1．1．1 硬件與軟件1．1．2 操作系統(tǒng)的定義1．1．3 操作系統(tǒng)的特征1．1．4 操作系統(tǒng)的功能1．2 操作系統(tǒng)的形成與發(fā)展1．2．1 手工操作階段1．2．2 早期批處理系統(tǒng)——聯(lián)機批處理1．2．3 早期批處理系統(tǒng)——脫機批處理1．2．4 執(zhí)行系統(tǒng)1．3 操作系統(tǒng)的分類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(luò)操作系統(tǒng)1．3．5 分布式操作系統(tǒng)1．4 操作系統(tǒng)運行環(huán)境1．4．1 中央處理器(CPU)1．4．2 中斷機制1．4．3 I／O技術(shù)1．4．4 時鐘小結(jié)習(xí)題第2章 處理機管理2．1 多道程序設(shè)計的概念2．1．1 程序的順序執(zhí)行2．1．2 多道程序設(shè)計2．2 用戶接口與作業(yè)管理2．2．1 用戶與操作系統(tǒng)的兩種接口2．2．2 作業(yè)的基本概念2．2．3 多道批處理系統(tǒng)的作業(yè)管理2．2．4 交互式系統(tǒng)的作業(yè)管理2．2．5 系統(tǒng)調(diào)用2．3 進程的概念2．3．1 進程的引入2．3．2 進程的定義2．3．3 進程與程序的差別2．3．4 進程的主要特征2．3．5 進程的狀態(tài)與轉(zhuǎn)換2．3．6 進程控制塊2．3．7 進程控制塊的組織2．3．8 進程控制2．4 線程2．4．1 線程的基本概念2．4．2 進程和線程的比較2．5 處理機調(diào)度2．5．1 處理機的三級調(diào)度2．5．2 選擇調(diào)度算法的原則2．5．3 進程調(diào)度2．5．4 作業(yè)調(diào)度小結(jié)習(xí)題第3章 存儲管理3．1 存儲管理概述3．1．1 操作系統(tǒng)空間和用戶程序空間3．1．2 存儲器的類型3．1．3 存儲系統(tǒng)的設(shè)計3．1．4 存儲管理的功能3．2 地址重定位3．2．1 主存的物理組織和邏輯組織3．2．2 地址轉(zhuǎn)換3．3 實存儲器管理技術(shù)3．3．1 分區(qū)存儲管理3．3．2 覆蓋與交換技術(shù)3．3．3 分頁存儲管理3．3．4 分段存儲管理(多重分區(qū))3．3．5 段頁式存儲管理方案3．4 虛擬存儲管理技術(shù)3．4．1 虛擬存儲器的概念3．4．2 虛擬頁式(請求分頁式)存儲管理3．4．3 虛擬段式存儲管理小結(jié)習(xí)題第4章 文件管理4．1 文件系統(tǒng)概述4．1．1 文件和文件系統(tǒng)4．1．2 文件的分類4．1．3 文件系統(tǒng)的功能4．2 文件的存儲介質(zhì)4．3 文件的結(jié)構(gòu)4．3．1 文件的邏輯結(jié)構(gòu)4．3．2 文件的物理結(jié)構(gòu)4．3．3 文件的存取方式4．3．4 記錄的成組與分解4．4 文件目錄4．4．1 文件目錄的組成4．4．2 文件目錄結(jié)構(gòu)4．4．3 文件目錄的操作4．5 存儲空間的分配4．5．1 位示圖法4．5．2 空閑區(qū)表4．5．3 空閑塊鏈4．6 文件的安全性4．6．1 文件的保護4．6．2 文件的保密4．6．3 文件的共享4．7 文件的基本操作及其使用4．7．1 基本文件操作4．7．2 “按名存取”的實現(xiàn)小結(jié)習(xí)題第5章 設(shè)備管理5．1 設(shè)備管理概述5．1．1 計算機設(shè)備的分類5．1．2 設(shè)備管理的目標(biāo)5．1．3 設(shè)備管理的功能5．2 I／O控制方式5．2．1 設(shè)備控制器5．2．2 程序循環(huán)測試方式5．2．3 中斷方式5．2．4 直接存儲器存取方式5．2．5 通道方式5．3 設(shè)備分配5．3．1 設(shè)備分配原則5．3．2 管理設(shè)備時的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)5．3．3 獨占設(shè)備的分配5．3．4 磁盤的驅(qū)動調(diào)度(共享設(shè)備的分配)5．4 設(shè)備管理中常用的技術(shù)5．4．1 中斷技術(shù)5．4．2 緩沖技術(shù)5．4．3 虛擬設(shè)備技術(shù)小結(jié)習(xí)題第6章 并發(fā)進程6．1 進程的并發(fā)性6．1．1 與并發(fā)相關(guān)的概念6．1．2 與時間有關(guān)的錯誤6．1．3 并發(fā)進程間的資源競爭6．1．4 并發(fā)進程間的協(xié)同工作關(guān)系6．2 進程的同步與互斥6．2．1 進程同步與互斥的概念6．2．2 信號量與P、V操作6．2．3 用P、V操作實現(xiàn)互斥6．2．4 用P、V操作實現(xiàn)同步6．2．5 用P、V操作實現(xiàn)資源分配6．2．6 經(jīng)典的同步與互斥問題6．3 進程通信6．3．1 進程通信概述6．3．2 共享內(nèi)存6．3．3 消息機制6．3．4 管道通信6．4 死鎖6．4．1 死鎖的概念6．4．2 死鎖的防止6．4．3 死鎖的避免6．4．4 死鎖的檢測與解除小結(jié)習(xí)題第7章 Linux概述第8章 Linux進程管理第9章 Linux存儲器管理第10章 Linux文件系統(tǒng)第11章 Linux設(shè)備管理附錄A實驗指導(dǎo)書參考文獻

章節(jié)摘錄

　　文件系統(tǒng)接收到來自用戶對某個文件的操作請求后，根據(jù)用戶名和文件名，查存取控制矩陣，用以檢驗命令的合法性。如果所發(fā)的命令與矩陣中的限定不符，則表示命令出錯，轉(zhuǎn)而進行出錯處理。只有在命令符合存取控制權(quán)限的要求時，才能去完成具體的文件存取請求?！　〔浑y看出，存取控制矩陣的道理雖然簡明，但如果系統(tǒng)中的用戶數(shù)和文件數(shù)都很大，那么該矩陣?yán)锏目枕棔浅６?。保存這樣一個大而空的矩陣，實為對磁盤存儲空間的一種浪費。如果只按矩陣的列或行來存儲矩陣，且只存儲它們的非空元素，那么情況會好得多。按列存儲，就形成了所謂的“存取控制表”；按行存儲，就形成了所謂的“權(quán)限表”。　?。?）存取控制表　　如果只按存取控制矩陣的列存儲，并且只存儲非空元素，就形成了所謂的“存取控制表”?！　拇嫒】刂票淼拿枋隹梢钥闯?，存取控制表是以文件為單位構(gòu)成的，每一個文件一張，可以把它存放在文件的FCB中，為了克服存取控制矩陣中大量空項的問題，在形成文件的存取控制表時，應(yīng)對用戶分組，比如分為“文件主”、“同組用戶”及“其他用戶”三類（當(dāng)然還可以多分），然后賦予各類用戶對此文件的不同存取權(quán)限。

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