操作系統(tǒng)教程/21世紀高等學校計算機規(guī)劃教材·高校系列
定 價：27 元
- 作者：黃剛，徐小龍，段衛(wèi)華 著
- 出版時間：2009/9/1
- ISBN：9787115200488
- 出 版 社：人民郵電出版社
- 中圖法分類：TP316
- 頁碼：242
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
操作系統(tǒng)是現代計算機系統(tǒng)中必不可少的基本系統(tǒng)軟件�！恫僮飨到y(tǒng)教程》講述了計算機操作系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本算法，并以Linux操作系統(tǒng)為實例進行介紹。全書共分9章，第1章介紹操作系統(tǒng)的概念、功能、類型及其發(fā)展；第2章至第7章介紹操作系統(tǒng)對處理機管理、存儲管理、設備管理和文件管理；第8章介紹操作系統(tǒng)中網絡與通信管理；第9章介紹操作系統(tǒng)的安全。最后給出了操作系統(tǒng)實驗。
《操作系統(tǒng)教程》可作為計算機專業(yè)和計算機相關專業(yè)的操作系統(tǒng)課程教材，也可作為從事計算機工作的科技人員學習操作系統(tǒng)的參考書，對報考研究生的學生也有一定的參考價值。
結構清晰，體系完整，簡明扼要；理論教學，案例驅動，實例豐富；綜合應用，全面培養(yǎng)，重在能力。
本教材嚴格按照教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會提出的“操作系統(tǒng)”課程的相關要求來編寫，內容豐富全面。
本教材以介紹操作系統(tǒng)基本概念為主，依據資源管理觀點講述了操作系統(tǒng)的基本原理、基本結構、實現技術和運行機制，將操作系統(tǒng)中基本的、共性的知識介紹給讀者。這些知識可以為讀者學習、理解、應用操作系統(tǒng)以及在操作系統(tǒng)基礎上開發(fā)自己的應用系統(tǒng)打下一個堅實的基礎。為了加深理解和應用，本教材選擇了具有代表性的Linux操作系統(tǒng)作為實例貫穿全書。
全書共分9章，包括操作系統(tǒng)概論、用戶界面、處理機管理、并發(fā)進程的同步與互斥、存儲管理、設備管理、文件系統(tǒng)、網絡與通信管理、操作系統(tǒng)安全，最后給出操作系統(tǒng)的基本實驗。
計算機系統(tǒng)是一個軟件和硬件緊密結合的統(tǒng)一整體，而操作系統(tǒng)是對于硬件功能的首次擴充，是其他系統(tǒng)軟件和應用軟件建立的基礎和平臺。因此，操作系統(tǒng)在整個計算機系統(tǒng)中處于承上啟下的關鍵地位，在系統(tǒng)軟件中，則占據著核心地位。操作系統(tǒng)課程是計算機教育的必修課程，作為計算機專業(yè)的核心課，不但高等院校計算機相關專業(yè)學生必須學習它，而且從事計算機行業(yè)的人員也需要深入了解它。
本書是在多年科研實踐和教學實踐的基礎上，吸取國內外新理論和技術，參考國內外比較成熟的教材，針對計算機科學相關專業(yè)學生應掌握的知識結構需求，以培養(yǎng)研究型、應用型人才為出發(fā)點，參照計算機類教學指導委員會關于該課程的教學大綱進行編寫的，并滿足全國研究生計算機統(tǒng)考大綱的要求。教材內容力求由淺入深、通俗易懂、便于講授和自學，并力圖反映操作系統(tǒng)技術的新發(fā)展和新成果。
本教材以介紹操作系統(tǒng)基本概念為主，依據資源管理觀點論述了操作系統(tǒng)的基本原理、基本結構、實現技術和運行機制。將操作系統(tǒng)中基本的、共性的知識介紹給讀者。有了這些知識，就為讀者學習和理解新型的操作系統(tǒng)、應用操作系統(tǒng)，以及在操作系統(tǒng)基礎上開發(fā)自己的應用系統(tǒng)打下一個堅實的基礎。為了加深理解和應用，選擇了具有代表性的Linux操作系統(tǒng)作為實例貫穿全書。
全書共分9章。第1章操作系統(tǒng)概論，概括地介紹操作系統(tǒng)的基本概念、類型和功能、操作系統(tǒng)的形成、操作系統(tǒng)的結構設計；第2章用戶界面，介紹操作系統(tǒng)用戶界面、用戶接口以及操作系統(tǒng)的使用；第3章處理機管理，首先引入進程概念，進而闡述進程管理中的進程控制，介紹線程及其實現，并討論處理機管理中作業(yè)調度和進程調度；第4章并發(fā)進程的同步與互斥，介紹并發(fā)程序設計有關技術，講解進程互斥、同步通信機制，以及進程通信和進程死鎖問題；第5章存儲管理，介紹存儲管理的基本概念，引入虛擬存儲器概念，從簡單到復雜地講述存儲管理的各種方案及其特點；第6章設備管理，講述設備控制、設備分配和設備處理等問題；第7章文件系統(tǒng)，闡述了文件結構、文件目錄、文件存儲空間管理以及文件使用等問題；第8章網絡與通信管理，介紹網絡體系結構、網絡操作系統(tǒng)的工作模式，講述網絡管理、遠程過程調用、網絡服務等問題；第9章操作系統(tǒng)安全，介紹操作系統(tǒng)安全的策略、安全機制、安全評測等。最后給出操作系統(tǒng)的基本實驗。
第1章 操作系統(tǒng)概論
1.1 操作系統(tǒng)概念
1.1.1 操作系統(tǒng)的地位和作用
1.1.2 操作系統(tǒng)的定義
1.1.3 操作系統(tǒng)的功能
1.1.4 操作系統(tǒng)的特性
1.1.5 操作系統(tǒng)的性能
1.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展
1.2.1 硬件軟件的發(fā)展軌跡
1.2.2 手工操作階段
1.2.3 早期批處理階段
1.2.4 執(zhí)行系統(tǒng)階段
1.2.5 多道程序系統(tǒng)階段
1.2.6 操作系統(tǒng)的形成
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 微型計算機操作系統(tǒng)
1.3.5 網絡操作系統(tǒng)
1.3.6 分布式操作系統(tǒng)
1.3.7 嵌入式操作系統(tǒng)
1.4 操作系統(tǒng)的結構設計
1.4.1 整體式結構的操作系統(tǒng)
1.4.2 層次式結構的操作系統(tǒng)
1.4.3 虛擬機結構的操作系統(tǒng)
1.4.4 客戶/服務器結構的操作系統(tǒng)
1.4.5 微內核結構的操作系統(tǒng)
1.5 Linux操作系統(tǒng)簡介
1.5.1 Linux系統(tǒng)的特點
1.5.2 Linux和其他系統(tǒng)的區(qū)別
小結
習題
第2章 用戶界面
2.1 用戶工作環(huán)境
2.1.1 用戶環(huán)境
2.1.2 系統(tǒng)生成和系統(tǒng)啟動
2.1.3 運行一個用戶程序的過程
2.2 操作系統(tǒng)用戶界面
2.2.1 操作系統(tǒng)的用戶界面
2.2.2 操作接口
2.2.3 圖形用戶接口
2.3 系統(tǒng)調用
2.3.1 系統(tǒng)調用的基本概念
2.3.2 系統(tǒng)調用的基本類型
2.3.3 系統(tǒng)調用的實現
2.4 Linux的用戶界面
2.4.1 Linux的命令行接口
2.4.2 Linux的圖形方式
2.4.3 Linux的系統(tǒng)調用
2.4.4 與系統(tǒng)調用有關的數據結構
小結
習題
第3章 進程管理與調度
3.1 中央處理器
3.1.1 CPU的構成與基本工作方式
3.1.2 特權指令和非特權指令
3.1.3 處理器狀態(tài)
3.1.4 程序狀態(tài)字
3.2 中斷
3.2.1 中斷的概念
3.2.2 中斷的分類
3.3 進程及其實現
3.3.1 進程定義
3.3.2 進程的類型和特性
3.3.3 進程的狀態(tài)和轉換
3.3.4 進程控制塊
3.3.5 進程要素
3.4 進程的控制
3.4.1 進程的創(chuàng)建
3.4.2 進程的阻塞和喚醒
3.4.3 進程的撤銷
3.4.4 進程的掛起和激活
3.5 進程切換與模式切換
3.5.1 執(zhí)行模式
3.5.2 模式切換
3.5.3 進程切換
3.6 處理器調度
3.6.1 調度策略
3.6.2 調度模式
3.7 作業(yè)的管理與調度
3.7.1 作業(yè)及其調度
3.7.2 作業(yè)與進程
3.7.3 調度原則
3.7.4 作業(yè)調度算法
3.7.5 單道程序環(huán)境下的作業(yè)調度算法
3.7.6 多道程序環(huán)境下的作業(yè)調度算法
3.8 低級調度
3.8.1 低級調度功能
3.8.2 低級調度的方式
3.8.3 低級調度算法
3.9 線程及其基本概念
3.9.1 線程及其基本概念
3.9.2 線程的結構
3.9.3 進程與線程
3.9.4 線程的實現
3.10 Linux進程管理
3.10.1 Linux進程結構
3.10.2 進程調度
3.10.3 創(chuàng)建進程
3.10.4 Linux的線程
小結
習題
第4章 并發(fā)進程
4.1 并發(fā)進程
4.1.1 順序程序與并發(fā)進程
4.1.2 與時間有關的錯誤
4.1.3 進程間的聯系
4.2 臨界區(qū)管理
4.2.1 臨界區(qū)及其使用原則
4.2.2 實現臨界區(qū)管理的軟件方法
4.2.3 實現臨界區(qū)管理的硬件方法
4.3 信號量與P、V操作
4.3.1 信號量定義
4.3.2 P、V操作定義
4.3.3 信號量的使用
4.3.4 信號量及P、V操作討論
4.3.5 信號量與P、V操作經典問題
4.3.6 POSIX信號量
4.3.7 Linux中的信號量機制
4.4 進程間通信
4.4.1 進程間通信概念
4.4.2 進程間通信方式
4.4.3 Linux中的進程間通信機制
4.5 死鎖
4.5.1 死鎖的基本概念
4.5.2 死鎖的預防——解決死鎖的靜態(tài)方法
4.5.3 死鎖的避免——解決死鎖的動態(tài)方法
4.5.4 死鎖的檢測及解除
4.6 管程
4.6.1 管程的基本概念
4.6.2 管程的特性
小結
習題
第5章 存儲管理
5.1 存儲管理中的概念
5.1.1 存儲管理的目的和功能
5.1.2 存儲分配的方式
5.1.3 重定位
5.2 分區(qū)存儲管理
5.2.1 固定分區(qū)
5.2.2 可變分區(qū)
5.2.3 分配和釋放算法
5.2.4 分區(qū)移動技術
5.2.5 覆蓋與交換技術
5.2.6 分區(qū)的存儲保護
5.2.7 分區(qū)存儲管理的主要優(yōu)缺點
5.3 頁式存儲管理
5.3.1 頁式基本原理
5.3.2 頁式管理表
5.3.3 頁式地址轉換
5.3.4 快表
5.3.5 頁面分配策略
5.3.6 頁面的共享與保護
5.3.7 多級頁表
5.3.8 反置頁表
5.4 段式存儲管理
5.4.1 段式基本原理
5.4.2 段式地址轉換
5.4.3 內存分配與釋放
5.4.4 段的共享與保護
5.4.5 段式和頁式的比較
5.5 段頁式存儲管理
5.5.1 段頁式基本原理
5.5.2 段頁式地址轉換
5.6 虛擬存儲管理
5.6.1 相關基本概念
5.6.2 請求頁式存儲管理
5.6.3 頁面置換算法
5.6.4 請求頁式管理性能分析
5.6.5 請求段式存儲管理
5.6.6 請求段頁式存儲管理
5.7 Linux系統(tǒng)存儲管理
5.7.1 Linux中的頁表
5.7.2 頁面的分配與回收
5.7.3 頁交換進程與頁面的換入換出
5.7.4 Linux虛擬存儲器的保護
小結
習題
第6章 設備管理
6.1 設備管理的概念
6.1.1 設備的分類
6.1.2 設備管理的功能和任務
6.2 I/O控制方式
6.2.1 程序直接查詢控制方式
6.2.2 中斷方式
6.2.3 DMA方式
6.2.4 通道方式
6.3 緩沖技術
6.3.1 單緩沖
6.3.2 雙緩沖
6.3.3 循環(huán)緩沖
6.3.4 緩沖池
6.4 驅動調度技術
6.4.1 磁盤的物理結構
6.4.2 磁盤調度
6.4.3 提高磁盤I/O速度的一些方法
6.5 設備分配
6.5.1 設備分配中的數據結構
6.5.2 設備分配過程
6.5.3 設備分配應考慮的因素
6.5.4 設備獨立性
6.6 虛擬設備
6.6.1 SPOOLing系統(tǒng)的組成
6.6.2 SPOOLing系統(tǒng)的工作原理
6.6.3 SPOOLing系統(tǒng)的應用
6.6.4 SPOOLing技術的特點
6.7 Linux設備管理
6.7.1 Linux設備管理概述
6.7.2 設備驅動程序概述
6.7.3 設備驅動程序框架
小結
習題
第7章 文件系統(tǒng)
7.1 文件系統(tǒng)的基本概念
7.1.1 文件、記錄和數據項
7.1.2 文件類型
7.1.3 文件系統(tǒng)模型
7.2 文件的邏輯結構與存取方法
7.2.1 文件的邏輯結構
7.2.2 文件的存取方法
7.3 文件的物理結構與存儲設備
7.3.1 常見的物理結構
7.3.2 文件的存儲設備
7.4 文件存儲空間的管理
7.4.1 空閑區(qū)表法
7.4.2 空閑鏈表法
7.4.3 位示圖法
7.5 文件目錄
7.5.1 文件目錄管理的基本要求
7.5.2 文件控制塊和索引結點
7.5.3 文件目錄結構
7.5.4 文件的共享
7.6 文件安全
7.6.1 存取控制矩陣
7.6.2 存取控制表
7.6.3 口令
7.6.4 密碼
7.7 Linux文件系統(tǒng)
7.7.1 虛擬文件系統(tǒng)
7.7.2 Linux系統(tǒng)主要文件操作
小結
習題
第8章 網絡與通信管理
8.1 網絡的體系結構
8.2 網絡操作系統(tǒng)的工作模式及網絡通信功能
8.2.1 網絡操作系統(tǒng)的工作模式
8.2.2 操作系統(tǒng)的網絡組件
8.3 網絡管理
8.3.1 網絡管理概述
8.3.2 網絡管理功能
8.3.3 集中式網絡管理技術
8.3.4 分布式網絡管理技術
8.4 遠程過程調用
8.4.1 遠程過程調用概述
8.4.2 遠程過程調用的操作
8.4.3 遠程過程調用的實現
8.5 網絡服務
8.6 網絡通信的安全性問題
8.6.1 網絡安全概述
8.6.2 網絡安全措施
8.6.3 網絡安全服務
小結
習題
第9章 操作系統(tǒng)安全
9.1 操作系統(tǒng)安全概述
9.1.1 操作系統(tǒng)安全的重要性
9.1.2 操作系統(tǒng)面臨的安全威脅
9.1.3 操作系統(tǒng)安全的目標
9.2 安全策略
9.2.1 訪問支持策略
9.2.2 訪問支持策略
9.3 硬件安全機制
9.3.1 存儲保護
9.3.2 運行保護
9.3.3 I/O保護
9.4 軟件安全機制
9.4.1 注冊與登錄
9.4.2 存取控制
9.4.3 最小特權管理
9.4.4 可信通道
9.4.5 隱蔽通道
9.4.6 安全審計
9.4.7 病毒防護
9.5 操作系統(tǒng)安全評測
9.5.1 操作系統(tǒng)安全評測方法
9.5.2 美國國防部可信計算機系統(tǒng)評測準則
9.6 Linux操作系統(tǒng)安全機制
9.6.1 標識與口令安全
9.6.2 存取控制
9.6.3 鑒別
9.6.4 審計
9.6.5 網絡安全性
9.6.6 加密
9.6.7 網絡監(jiān)視和入侵檢測
9.6.8 備份/恢復
小結
習題
操作系統(tǒng)實驗
實驗1 Linux系統(tǒng)用戶接口和使用環(huán)境
實驗2 Linux進程的創(chuàng)建
實驗3 Linux進程信號通信
實驗4 Linux進程消息通信
實驗5 進程調度模擬
實驗6 頁面置換算法模擬
實驗7 文件系統(tǒng)模擬設計
參考文獻
第1章 操作系統(tǒng)概論
隨著計算機技術的發(fā)展，計算機系統(tǒng)的硬件和軟件資源也愈來愈豐富。為了提高這些資源的利用率和增強系統(tǒng)的處理能力，計算機系統(tǒng)必須配置操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的重要組成部分，是不可缺少的系統(tǒng)軟件，從個人計算機到巨型計算機系統(tǒng)以及計算機網結都要配置一種或多種操作系統(tǒng)。本章介紹操作系統(tǒng)的基本概念，包括操作系統(tǒng)的地位與作用、操作系統(tǒng)的功能和特性、操作系統(tǒng)的類型等，由此引出操作系統(tǒng)追求的目標，以作為后續(xù)章節(jié)中操作系統(tǒng)解決各種問題的指導思想。
1.1 操作系統(tǒng)概念
1.1.1 操作系統(tǒng)的地位和作用
1.地位
現代計算機系統(tǒng)是一個相當復雜的系統(tǒng)，即使是微型計算機系統(tǒng)也不例外，它們都是由系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件這兩部分組成。系統(tǒng)硬件是構成計算機系統(tǒng)所必須配置的設備，它為形成和組織一個系統(tǒng)提供了控制機構，是提供給操作系統(tǒng)的物質基礎。系統(tǒng)軟件是指計算機系統(tǒng)必須配備的那部分軟件，它通常是對各種領域都適用的一些軟件，諸如各種程序設計語言的處理程序、各種操作系統(tǒng)、標準程序庫以及維護軟件等。面對這樣復雜的系統(tǒng)，需設置一個自動化的管理機構，由該機構組織各種硬件資源的利用，實現各類軟件資源的查找和調用，以及方便用戶使用計算機。操作系統(tǒng)（Operating System，OS）正是扮演了這一重要角色。它是計算機系統(tǒng)中主要的系統(tǒng)軟件之一，起著管理系統(tǒng)的作用。目前，不論是大、中型計算機系統(tǒng)，還是微、小型計算機系統(tǒng)都配備了相應的操作系統(tǒng)。特別是在軟件、硬件結合日趨密切，應用領域日趨廣泛的今天，操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中所處的舉足輕重的地位，就更加突出地顯示出來了。
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