操作系統(tǒng)教程/21世紀(jì)高等學(xué)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(xiàn)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(shè)備管理和文件管理;第8章介紹操作系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)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(guān)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(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的參考書,對報考研究生的學(xué)生也有一定的參考價值。
結(jié)構(gòu)清晰,體系完整,簡明扼要;理論教學(xué),案例驅(qū)動,實例豐富;綜合應(yīng)用,全面培養(yǎng),重在能力。
本教材嚴(yán)格按照教育部高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會提出的“操作系統(tǒng)”課程的相關(guān)要求來編寫,內(nèi)容豐富全面。
本教材以介紹操作系統(tǒng)基本概念為主,依據(jù)資源管理觀點講述了操作系統(tǒng)的基本原理、基本結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)技術(shù)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(xué)習(xí)、理解、應(yīng)用操作系統(tǒng)以及在操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)打下一個堅實的基礎(chǔ)。為了加深理解和應(yīng)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(shè)備管理、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)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(jié)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(yīng)用軟件建立的基礎(chǔ)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(guān)鍵地位,在系統(tǒng)軟件中,則占據(jù)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(guān)專業(yè)學(xué)生必須學(xué)習(xí)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(xué)實踐的基礎(chǔ)上,吸取國內(nèi)外新理論和技術(shù),參考國內(nèi)外比較成熟的教材,針對計算機科學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生應(yīng)掌握的知識結(jié)構(gòu)需求,以培養(yǎng)研究型、應(yīng)用型人才為出發(fā)點,參照計算機類教學(xué)指導(dǎo)委員會關(guān)于該課程的教學(xué)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(nèi)容力求由淺入深、通俗易懂、便于講授和自學(xué),并力圖反映操作系統(tǒng)技術(shù)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(jù)資源管理觀點論述了操作系統(tǒng)的基本原理、基本結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)技術(shù)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(xué)習(xí)和理解新型的操作系統(tǒng)、應(yīng)用操作系統(tǒng),以及在操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)打下一個堅實的基礎(chǔ)。為了加深理解和應(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)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(xiàn),并討論處理機管理中作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度;第4章并發(fā)進程的同步與互斥,介紹并發(fā)程序設(shè)計有關(guān)技術(shù),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(fù)雜地講述存儲管理的各種方案及其特點;第6章設(shè)備管理,講述設(shè)備控制、設(shè)備分配和設(shè)備處理等問題;第7章文件系統(tǒng),闡述了文件結(jié)構(gòu)、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(wǎng)絡(luò)與通信管理,介紹網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的工作模式,講述網(wǎng)絡(luò)管理、遠(yuǎn)程過程調(diào)用、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)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(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)設(shè)計
1.4.1 整體式結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)
1.4.2 層次式結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)
1.4.3 虛擬機結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)
1.4.4 客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)
1.4.5 微內(nèi)核結(jié)構(gòu)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(jié)
習(xí)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(diào)用
2.3.1 系統(tǒng)調(diào)用的基本概念
2.3.2 系統(tǒng)調(diào)用的基本類型
2.3.3 系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)
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(diào)用
2.4.4 與系統(tǒng)調(diào)用有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
小結(jié)
習(xí)題
第3章 進程管理與調(diào)度
3.1 中央處理器
3.1.1 CPU的構(gòu)成與基本工作方式
3.1.2 特權(quán)指令和非特權(quán)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(xiàn)
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(zhuǎn)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(diào)度
3.6.1 調(diào)度策略
3.6.2 調(diào)度模式
3.7 作業(yè)的管理與調(diào)度
3.7.1 作業(yè)及其調(diào)度
3.7.2 作業(yè)與進程
3.7.3 調(diào)度原則
3.7.4 作業(yè)調(diào)度算法
3.7.5 單道程序環(huán)境下的作業(yè)調(diào)度算法
3.7.6 多道程序環(huán)境下的作業(yè)調(diào)度算法
3.8 低級調(diào)度
3.8.1 低級調(diào)度功能
3.8.2 低級調(diào)度的方式
3.8.3 低級調(diào)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(jié)構(gòu)
3.9.3 進程與線程
3.9.4 線程的實現(xiàn)
3.10 Linux進程管理
3.10.1 Linux進程結(jié)構(gòu)
3.10.2 進程調(diào)度
3.10.3 創(chuàng)建進程
3.10.4 Linux的線程
小結(jié)
習(xí)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(guān)的錯誤
4.1.3 進程間的聯(lián)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(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件方法
4.2.3 實現(xiàn)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(jīng)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(yù)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(jié)
習(xí)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(shù)
5.2.5 覆蓋與交換技術(shù)
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(zhuǎn)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(zhuǎn)換
5.4.3 內(nèi)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(zhuǎn)換
5.6 虛擬存儲管理
5.6.1 相關(guān)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(jié)
習(xí)題
第6章 設(shè)備管理
6.1 設(shè)備管理的概念
6.1.1 設(shè)備的分類
6.1.2 設(shè)備管理的功能和任務(wù)
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(shù)
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(qū)動調(diào)度技術(shù)
6.4.1 磁盤的物理結(jié)構(gòu)
6.4.2 磁盤調(diào)度
6.4.3 提高磁盤I/O速度的一些方法
6.5 設(shè)備分配
6.5.1 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
6.5.2 設(shè)備分配過程
6.5.3 設(shè)備分配應(yīng)考慮的因素
6.5.4 設(shè)備獨立性
6.6 虛擬設(shè)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(yīng)用
6.6.4 SPOOLing技術(shù)的特點
6.7 Linux設(shè)備管理
6.7.1 Linux設(shè)備管理概述
6.7.2 設(shè)備驅(qū)動程序概述
6.7.3 設(shè)備驅(qū)動程序框架
小結(jié)
習(xí)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(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)與存取方法
7.2.1 文件的邏輯結(jié)構(gòu)
7.2.2 文件的存取方法
7.3 文件的物理結(jié)構(gòu)與存儲設(shè)備
7.3.1 常見的物理結(jié)構(gòu)
7.3.2 文件的存儲設(shè)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(jié)點
7.5.3 文件目錄結(jié)構(gòu)
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(jié)
習(xí)題
第8章 網(wǎng)絡(luò)與通信管理
8.1 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
8.2 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的工作模式及網(wǎng)絡(luò)通信功能
8.2.1 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的工作模式
8.2.2 操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組件
8.3 網(wǎng)絡(luò)管理
8.3.1 網(wǎng)絡(luò)管理概述
8.3.2 網(wǎng)絡(luò)管理功能
8.3.3 集中式網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)
8.3.4 分布式網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)
8.4 遠(yuǎn)程過程調(diào)用
8.4.1 遠(yuǎn)程過程調(diào)用概述
8.4.2 遠(yuǎn)程過程調(diào)用的操作
8.4.3 遠(yuǎn)程過程調(diào)用的實現(xiàn)
8.5 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
8.6 網(wǎng)絡(luò)通信的安全性問題
8.6.1 網(wǎng)絡(luò)安全概述
8.6.2 網(wǎng)絡(luò)安全措施
8.6.3 網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)
小結(jié)
習(xí)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(biāo)
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(quán)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(zhǔn)則
9.6 Linux操作系統(tǒng)安全機制
9.6.1 標(biāo)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(wǎng)絡(luò)安全性
9.6.6 加密
9.6.7 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和入侵檢測
9.6.8 備份/恢復(fù)
小結(jié)
習(xí)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(diào)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(shè)計
參考文獻
第1章 操作系統(tǒng)概論
隨著計算機技術(shù)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(wǎng)結(jié)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(biāo),以作為后續(xù)章節(jié)中操作系統(tǒng)解決各種問題的指導(dǎo)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(xiàn)代計算機系統(tǒng)是一個相當(dāng)復(fù)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(gòu)成計算機系統(tǒng)所必須配置的設(shè)備,它為形成和組織一個系統(tǒng)提供了控制機構(gòu),是提供給操作系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。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(lǐng)域都適用的一些軟件,諸如各種程序設(shè)計語言的處理程序、各種操作系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)程序庫以及維護軟件等。面對這樣復(fù)雜的系統(tǒng),需設(shè)置一個自動化的管理機構(gòu),由該機構(gòu)組織各種硬件資源的利用,實現(xiàn)各類軟件資源的查找和調(diào)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(yīng)的操作系統(tǒng)。特別是在軟件、硬件結(jié)合日趨密切,應(yīng)用領(lǐng)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。