计算机操作系统(第 三 版) - 中国高校教材图书网
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书名： |
计算机操作系统(第 三 版)
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| ISBN： | 978 – 7 – 5606 – 0496 – 1 |
条码： | |
| 作者： |
汤小丹 梁红兵
相关图书
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装订： | 平装 |
| 印次： | 1-1 |
开本： | 16开 |
| 定价： |
￥30.00
折扣价：￥28.50
折扣：0.95
节省了1.5元
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字数： |
598千字
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| 出版社： |
西安电子科技大学出版社 |
页数： |
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| 发行编号： | 0766A13-21 |
每包册数： |
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| 出版日期： |
2007-07-01 |
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| 内容简介： |
本书全面介绍了计算机系统中的一个重要软件——操作系统(OS)，本书是第三版，对2001年出版的修订版的各章内容均作了较多的修改，基本上能反映当前操作系统发展的现状，但章节名称基本保持不变。全书仍分为10章，第一章介绍了OS的发展、特征、功能以及OS结构；第二、三章深入地阐述了进程和线程的基本概念、同步与通信、调度与死锁；第四章对连续和离散存储器管理方式及虚拟存储器进行了介绍；第五章为设备管理，对I/O软件的层次结构作了较深入的阐述；第六、七章分别是文件管理和用户接口；第八章介绍了计算机网络、网络体系结构、网络提供的功能和服务以及Internet；第九章对保障系统安全的各种技术和计算机病毒都作了较详细的介绍；第十章是一个典型的OS实例——UNIX系统内核结构。
本书可作为计算机硬件和软件以及计算机通信专业的本科生教材，也可作为从事计算机及通信工作的相关科技人员的参考书。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
第一章 操作系统引论
1.1 操作系统的目标和作用 1
1.1.1 操作系统的目标 1
1.1.2 操作系统的作用 2
1.1.3 推动操作系统发展的主要动力 4
1.2 操作系统的发展过程 5
1.2.1 无操作系统的计算机系统 5
1.2.2 单道批处理系统 6
1.2.3 多道批处理系统 7
1.2.4 分时系统 9
1.2.5 实时系统 11
1.2.6 微机操作系统的发展 12
1.3 操作系统的基本特性 14
1.3.1 并发性 14
1.3.2 共享性 15
1.3.3 虚拟技术 16
1.3.4 异步性 17
1.4 操作系统的主要功能 18
1.4.1 处理机管理功能 18
1.4.2 存储器管理功能 19
1.4.3 设备管理功能 21
1.4.4 文件管理功能 21
1.4.5 操作系统与用户之间的接口 22
1.5 OS结构设计 24
1.5.1 传统的操作系统结构 24
1.5.2 客户/服务器模式 26
1.5.3 面向对象的程序设计 27
1.5.4 微内核OS结构 29
习题 33
第二章 进 程 管 理
2.1 进程的基本概念 34
2.1.1 程序的顺序执行及其特征 34
2.1.2 前趋图 35
2.1.3 程序的并发执行及其特征 36
2.1.4 进程的特征与状态 37
2.1.5 进程控制块 41
2.2 进程控制 43
2.2.1 进程的创建 43
2.2.2 进程的终止 45
2.2.3 进程的阻塞与唤醒 46
2.2.4 进程的挂起与激活 47
2.3 进程同步 47
2.3.1 进程同步的基本概念 47
2.3.2 信号量机制 50
2.3.3 信号量的应用 53
2.3.4 管程机制 55
2.4 经典进程的同步问题 58
2.4.1 生产者—消费者问题 58
2.4.2 哲学家进餐问题 61
2.4.3 读者—写者问题 63
2.5 进程通信 65
2.5.1 进程通信的类型 65
2.5.2 消息传递通信的实现方法 66
2.5.3 消息传递系统实现中的若干问题 68
2.5.4 消息缓冲队列通信机制 69
2.6 线程 71
2.6.1 线程的基本概念 72
2.6.2 线程间的同步和通信 75
2.6.3 线程的实现方式 77
2.6.4 线程的实现 78
习题 81
第三章 处理机调度与死锁
3.1 处理机调度的层次 84
3.1.1 高级调度 84
3.1.2 低级调度 86
3.1.3 中级调度 87
3.2 调度队列模型和调度准则 88
3.2.1 调度队列模型 88
3.2.2 选择调度方式和调度算法的若干准则 90
3.3 调度算法 91
3.3.1 先来先服务和短作业(进程)优先调度算法 91
3.3.2 高优先权优先调度算法 93
3.3.3 基于时间片的轮转调度算法 95
3.4 实时调度 97
3.4.1 实现实时调度的基本条件 97
3.4.2 实时调度算法的分类 99
3.4.3 常用的几种实时调度算法 100
3.5 产生死锁的原因和必要条件 103
3.5.1 产生死锁的原因 103
3.5.2 产生死锁的必要条件 105
3.5.3 处理死锁的基本方法 105
3.6 预防死锁的方法 106
3.6.1 预防死锁 106
3.6.2 系统安全状态 107
3.6.3 利用银行家算法避免死锁 108
3.7 死锁的检测与解除 111
3.7.1 死锁的检测 111
3.7.2 死锁的解除 113
习题 114
第四章 存 储 器 管 理
4.1 存储器的层次结构 116
4.1.1 多级存储器结构 116
4.1.2 主存储器与寄存器 117
4.1.3 高速缓存和磁盘缓存 117
4.2 程序的装入和链接 118
4.2.1 程序的装入 118
4.2.2 程序的链接 120
4.3 连续分配方式 121
4.3.1 单一连续分配 121
4.3.2 固定分区分配 122
4.3.3 动态分区分配 123
4.3.4 伙伴系统 126
4.3.5 哈希算法 126
4.3.6 可重定位分区分配 127
4.3.7 对换 129
4.4 基本分页存储管理方式 130
4.4.1 页面与页表 130
4.4.2 地址变换机构 131
4.4.3 两级和多级页表 133
4.5 基本分段存储管理方式 135
4.5.1 分段存储管理方式的引入 135
4.5.2 分段系统的基本原理 136
4.5.3 信息共享 138
4.5.4 段页式存储管理方式 140
4.6 虚拟存储器的基本概念 141
4.6.1 虚拟存储器的引入 142
4.6.2 虚拟存储器的实现方法 143
4.6.3 虚拟存储器的特征 144
4.7 请求分页存储管理方式 144
4.7.1 请求分页中的硬件支持 144
4.7.2 内存分配策略和分配算法 147
4.7.3 调页策略 148
4.8 页面置换算法 149
4.8.1 最佳置换算法和先进先出置换算法 150
4.8.2 最近最久未使用(LRU)置换算法 151
4.8.3 Clock置换算法 153
4.8.4 其它置换算法 154
4.9 请求分段存储管理方式 155
4.9.1 请求分段中的硬件支持 155
4.9.2 分段的共享与保护 157
习题 159
第五章 设 备 管 理
5.1 I/O系统 160
5.1.1 I/O设备 160
5.1.2 设备控制器 162
5.1.3 I/O通道 164
5.1.4 总线系统 166
5.2 I/O控制方式 167
5.2.1 程序I/O方式 167
5.2.2 中断驱动I/O控制方式 168
5.2.3 直接存储器访问(DMA)I/O控制方式 169
5.2.4 I/O通道控制方式 170
5.3 缓冲管理 171
5.3.1 缓冲的引入 171
5.3.2 单缓冲和双缓冲 172
5.3.3 循环缓冲 174
5.3.4 缓冲池 175
5.4 I/O软件 177
5.4.1 I/O 软件的设计目标和原则 177
5.4.2 中断处理程序 179
5.4.3 设备驱动程序 181
5.4.4 设备独立性软件 184
5.4.5 用户层的I/O软件 186
5.5 设备分配 186
5.5.1 设备分配中的数据结构 186
5.5.2 设备分配时应考虑的因素 187
5.5.3 独占设备的分配程序 188
5.5.4 SPOOLing技术 189
5.6 磁盘存储器的管理 191
5.6.1 磁盘性能简述 191
5.6.2 磁盘调度 194
5.6.3 磁盘高速缓存 197
5.6.4 提高磁盘I/O速度的其它方法 199
5.6.5 廉价磁盘冗余阵列 200
习题 202
第六章 文 件 管 理
6.1 文件和文件系统 203
6.1.1 文件、记录和数据项 203
6.1.2 文件类型和文件系统模型 205
6.1.3 文件操作 206
6.2 文件的逻辑结构 208
6.2.1 文件逻辑结构的类型 208
6.2.2 顺序文件 209
6.2.3 索引文件 210
6.2.4 索引顺序文件 211
6.2.5 直接文件和哈希文件 212
6.3 外存分配方式 213
6.3.1 连续分配 213
6.3.2 链接分配 215
6.3.3 FAT和NTFS技术 216
6.3.4 索引分配 221
6.4 目录管理 223
6.4.1 文件控制块和索引结点 224
6.4.2 目录结构 226
6.4.3 目录查询技术 229
6.5 文件存储空间的管理 231
6.5.1 空闲表法和空闲链表法 231
6.5.2 位示图法 232
6.5.3 成组链接法 233
6.6 文件共享与文件保护 234
6.6.1 基于索引结点的共享方式 234
6.6.2 利用符号链实现文件共享 236
6.6.3 磁盘容错技术 237
6.7 数据一致性控制 240
6.7.1 事务 241
6.7.2 检查点 242
6.7.3 并发控制 243
6.7.4 重复数据的数据一致性问题 243
习题 246
第七章 操作系统接口
7.1 联机用户接口 248
7.1.1 联机用户接口 248
7.1.2 联机命令的类型 250
7.1.3 键盘终端处理程序 252
7.1.4 命令解释程序 254
7.2 Shell命令语言 255
7.2.1 简单命令 255
7.2.2 重定向与管道命令 258
7.2.3 通信命令 259
7.2.4 后台命令 260
7.3 系统调用 260
7.3.1 系统调用的基本概念 261
7.3.2 系统调用的类型 263
7.3.3 POSIX标准 265
7.3.4 系统调用的实现 266
7.4 UNIX系统调用 268
7.4.1 UNIX系统调用的类型 269
7.4.2 被中断进程的环境保护 271
7.4.3 系统调用陷入后需处理的公共问题 272
7.5 图形用户接口 273
7.5.1 图形化用户界面 273
7.5.2 桌面、图标和任务栏 274
7.5.3 窗口 276
7.5.4 对话框 277
习题 279
第八章 网络操作系统
8.1 计算机网络概述 281
8.1.1 计算机网络的拓扑结构 281
8.1.2 计算机广域网络 284
8.1.3 计算机局域网络 287
8.1.4 网络互连 288
8.2 网络体系结构 290
8.2.1 网络体系结构的基本概念 290
8.2.2 OSI/RM中的低三层 292
8.2.3 OSI/RM中的高四层 294
8.2.4 TCP/IP 网络体系结构 295
8.2.5 LAN网络体系结构 297
8.3 Internet与Intranet 299
8.3.1 Internet简介 300
8.3.2 Internet提供的传统信息服务 301
8.3.3 Web服务 303
8.4 客户/服务器模式 304
8.4.1 两层结构客户/服务器模式的局限性 304
8.4.2 三层结构的客户/服务器模式 305
8.4.3 两层客户/服务器与三层客户/服务器的比较 306
8.4.4 浏览器/服务器(Browser/Server)模式 307
8.5 网络操作系统的功能 308
8.5.1 数据通信功能 308
8.5.2 网络资源共享功能 309
8.5.3 应用互操作功能 312
8.5.4 网络管理功能 314
8.6 网络操作系统提供的服务 315
8.6.1 域名系统(DNS) 315
8.6.2 目录服务 317
8.6.3 支持Internet提供的服务 319
习题 320
第九章 系统安全性
9.1 系统安全的基本概念 322
9.1.1 系统安全性的内容和性质 322
9.1.2 系统安全威胁的类型 323
9.1.3 信息技术安全评价公共准则 324
9.2 数据加密技术 325
9.2.1 数据加密的基本概念 325
9.2.2 对称加密算法与非对称加密算法 328
9.2.3 数字签名和数字证明书 329
9.2.4 网络加密技术 331
9.3 认证技术 332
9.3.1 基于口令的身份认证 333
9.3.2 基于物理标志的认证技术 335
9.3.3 基于生物标志的认证技术 337
9.3.4 基于公开密钥的认证技术 339
9.4 访问控制技术 340
9.4.1 访问矩阵 340
9.4.2 访问矩阵的修改 342
9.4.3 访问控制矩阵的实现 343
9.5 计算机病毒 345
9.5.1 计算机病毒的基本概念 345
9.5.2 计算机病毒的类型 346
9.5.3 病毒的隐藏方式 348
9.5.4 病毒的预防和检测 350
习题 351
第十章 UNIX系统内核结构
10.1 UNIX系统概述 353
10.1.1 UNIX系统的发展史 353
10.1.2 UNIX系统的特征 355
10.1.3 UNIX系统的内核结构 356
10.2 进程的描述和控制 357
10.2.1 进程控制块 357
10.2.2 进程状态与进程映像 359
10.2.3 进程控制 361
10.2.4 进程调度与切换 363
10.3 进程的同步与通信 364
10.3.1 sleep与wakeup同步机制 364
10.3.2 信号机制 365
10.3.3 管道机制 365
10.3.4 消息机制 367
10.3.5 共享存储区机制 368
10.3.6 信号量集机制 369
10.4 存储器管理 370
10.4.1 请求调页管理的数据结构 370
10.4.2 换页进程 372
10.4.3 请求调页 373
10.5 设备管理 374
10.5.1 字符设备缓冲区管理 374
10.5.2 块设备缓冲区管理 375
10.5.3 内核与驱动程序接口 377
10.5.4 磁盘驱动程序 379
10.5.5 磁盘读/写程序 380
10.6 文件管理 381
10.6.1 UNIX文件系统概述 381
10.6.2 文件的物理结构 383
10.6.3 索引结点的管理 385
10.6.4 空闲磁盘空间的管理 386
10.6.5 文件表的管理 388
10.6.6 目录管理 389
习题 390
参考文献 392
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| 精彩片段： |
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| 书 评： |
第 三 版 前 言
本书从1996年出版至今，这是第二次修订(2001年修订过一次)。在本次修订中，仍将全书分为10章，虽然每章的标题没有改变，但却增、删或更新了其中的一部分内容，使其能更好地反映操作系统的发展现状和前沿技术。
本书10章内容的具体安排如下：
第一章为操作系统引论，介绍了OS的发展、特征、功能等。在OS的发展中增加了微处理机的发展，对OS结构设计的内容进行了更新，篇幅也有较大的扩充。第二章深入地阐述了进程和线程的基本概念以及同步与通信，对进程的内容进行了适当增添，对管程以及线程的内容进行了较大的更新。第三章为处理机调度与死锁，对其中的作业调度、进程调度以及实时调度的内容都有一定的增加和修改。由于篇幅的限制，删除了多处理机调度的内容。第四章对连续和离散存储器管理方式及虚拟存储器进行了介绍，对其中的分配算法方面的内容有一定的增加和修改，并增添了对存储器的层次结构的介绍。第五章为设备管理，对I/O软件的层次结构作了较深入的阐述。第六章是文件管理，对其中的外存分配方式以及磁盘容错技术等内容进行了更新和扩充。第七章是用户与操作系统的接口，对接口方式以及系统调用等部分内容进行了较大的更新及修改。第八章为网络操作系统，在本章中我们对各节都作了修改，并增加了许多内容，使其能反映21世纪网络在硬件和软件方面的发展现状。同样是因为篇幅的限制而删除了Windows NT的内容。第九章较详细地介绍了保障系统安全的各种技术。由于近年来计算机病毒已严重地威胁到系统的安全，故我们特增加了一节，对计算机病毒作了较全面的介绍。第十章是一个典型的OS实例——UNIX系统内核结构。
在本书的编写过程中，得到了西安电子科技大学出版社，特别是责任编辑李惠萍老师的大力支持与合作。此外，王侃雅和汤蓓莉等同志在校对、整理等工作中，都付出了辛勤的劳动。在此谨向以上各位表以衷心的感谢。
虽然本书经过了反复修改，我们也希望能把它写得更好，但限于编者的水平，书中仍难免会有错误和不当之处，恳请读者批评指正。
编 者
2007年2月
第 二 版 前 言
操作系统(OS)是最重要的计算机系统软件，同时也是最活跃的学科之一，其发展极为迅速。为使本教材内容能紧跟时代潮流，从1981年至今，我们已对本教材做过多次修改。2000年我们又对1996年出版的《计算机操作系统》教材进行了重写。为了适当压缩篇幅，我们调整了该教材的结构，从原来的15章改为10章。即将原来的第二、三章合并为“进程管理”一章；原来的第五、六章合并为“存储器管理”一章；第八、九章合并为“文件管理”一章；第十一、十二章合并为“网络操作系统”一章。另外，考虑到在大学低年级的教学实践中，学生已经学习过Windows OS的使用，故本次修订时删去了原版第十五章。
我们在本教材中，介绍了许多在20世纪90年代引入或广泛使用的技术，如微内核OS结构、线程的控制与通信、数据一致性、系统容错技术等，又因为20世纪90年代是计算机网络特别是Internet大发展的年代，故我们对网络操作系统一章做了较大的修改。还应强调说明的是，随着网络的广泛应用，系统安全性问题提到了头等重要的地位。事实上，若不能确保系统(网络)的安全性，则系统(网络)是难以被人接受的。故在国内外的OS教科书中，大多都增加了一章或几章内容用于介绍系统的安全性保障。我们在第九章中对系统安全性做了较全面的阐述。
本次再版的《计算机操作系统》一书共分10章。第一章仍为操作系统引论，介绍OS的发展过程、基本特征和功能，新增加了OS的结构设计；第二、三章详细地阐述了进程和线程的基本概念、进程控制、同步与通信以及调度与死锁，增加了线程的控制、线程的同步与通信；第四章为存储器管理，内容有连续分配、离散式分配存储管理方式和虚拟存储器；第五、六章分别为设备管理和文件管理；第七章介绍操作系统接口，其中，增加了UNIX系统的Shell语言和系统调用的实现方法；第八章为网络操作系统，扼要地介绍了计算机网络的基本概念，网络OS的工作模式、功能和提供的服务，以及Internet/Intranet；第九章对保障系统和网络安全的存取控制、认证、数据加密和防火墙四大技术做了较详细的阐述；第十章介绍了当前广泛使用的OS实例——UNIX系统内核结构。
本教材在编写过程中，得到了西安电子科技大学出版社的大力支持与合作。此外，汤蓓莉、王侃雅等同志在整理、校对、绘图等工作中，都付出了艰辛的劳动，使本教材能如期地与读者见面。在此谨向以上各位表示衷心感谢。
本教材虽经多次修改，突出了操作系统的基本概念，反映了当代操作系统的新技术，但限于编者水平，在本次编写的教材中，仍难免会有错误和不当之处，恳请读者批评指正。
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