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操作系统实用教程

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《操作系统实用教程》是2007年7月清华大学出版社出版的图书，作者是任爱华、王雷。

基本内容

书名：操作系统实用教程

出版社：清华大学出版社

ISBN：9787302077480

作者：任爱华、王雷

出版时间：2007年7月1日

推荐

《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：操作系统实用教程（第2版）》基于操作系统整体构架，重点介绍操作系统的原理和概念，并以此来落实操作系统的具体设计和实现

针对原理的抽象性和实验易与实际系统的开发脱节这两大难点，在阐述基本原理和概念的基础上，每章都从问题的提出开始，

进入对具体操作系统原理的介绍，然后利用Linux相关部分有针对性地进行实例介绍，使读者对操作系统有一个从感性认识到理性认识再回到实践的过程，融会贯通所学知识

为操作系统原理教学提供了简单易懂的实验实例，并通过具体实验指导书教练学生如何去做，使学生既锻炼动手实践能力，同时也掌握对操作系统的开发和应用技能

各章均附有一定数量的习题。免费为教师提供习题答案和教学用讲稿的PPT文件，并提供操作系统实验用的全部c语言源程。

内容简介

《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：操作系统实用教程（第2版）》着重讲述操作系统的原理和概念，并且以此来指导操作系统的设计和实现。全书共分8章。第1章概论，介绍操作系统的定义、发展、现状和它在计算机系统中的重要作用。第2章介绍操作系统用户接口，Linux的安装与使用。第3-7章主要讨论操作系统的基本原理和概念，包括进程管理、并发程序设计、存储管理、设备管理、文件管理以及磁盘管理等内容。在阐述基本原理和概念的基础上，为了使读者对操作系统有一个整体概念，将所学知识能融会贯通，每章都从问题的提出开始，进入到对具体操作系统原理的介绍，然后利用Linux相关部分有针对性地进行实例介绍。第8章介绍操作系统的较深入的内容。各章均附有一定数量的习题，并为教师免费提供习题答案和教学用讲稿PPT文件。

《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：操作系统实用教程（第2版）》可作为普通高等院校计算机专业的教材或教学参考书，也可作为计算机软件人员的参考书。

目录

第1章概论1

1.1计算机与操作系统1

1.1.1计算机发展简介1

1.1.2操作系统的发展4

1.1.3存储程序式计算机的结构和特点19

1.2操作系统的基本概念21

1.2.1操作系统的定义及其在计算机系统中的地位21

1.2.2操作系统的功能23

1.2.3操作系统的特性及其应解决的基本问题25

1.3操作系统的整体框架27

1.3.1计算机系统的层次划分28

1.3.2操作系统提供抽象的计算环境30

1.3.3操作系统的总体结构31

1.3.4支撑操作系统的知识框架41

1.4从不同角度刻画操作系统42

1.4.1用户观点42

1.4.2资源管理观点42

1.4.3进程观点44

1.4.4模块分层观点45

1.5安全操作系统46

1.5.1主要的安全评价准则46

1.5.2可信计算机系统安全评价准则TCSEC48

1.5.3安全标准应用分析50

1.6小结51

1.7习题52

第2章操作系统接口53

2.1概述53

2.1.1系统调用53

2.1.2shell命令及其解释程序58

2.2Linux的安装67

2.2.1安装前的准备67

2.2.2建立硬盘分区68

2.2.3安装类型69

2.2.4安装过程70

2.2.5操作系统的安装概念70

2.3Linux的使用71

2.3.1使用常识71

2.3.2文件操作命令72

2.3.3文本编辑命令80

2.3.4shell的特殊字符82

2.3.5进程控制命令86

2.3.6网络配置和网络应用工具88

2.3.7联机帮助92

2.4系统管理92

2.4.1超级用户93

2.4.2用户和用户组管理93

2.4.3文件系统管理95

2.4.4Linux源代码文件安置的目录结构99

2.5小结100

2.6习题100

第3章进程机制与并发程序设计101

3.1概述101

3.2进程的基本概念102

3.2.1计算机执行程序的最基本的方式--单道程序的执行102

3.2.2多个程序驻留内存--多个程序依次顺序执行102

3.2.3进程的概念和结构--多个程序并发执行102

3.2.4进程的定义105

3.3进程的状态和进程控制块107

3.3.1进程的状态及状态变化图107

3.3.2进程控制块109

3.4进程控制110

3.4.1原语110

3.4.2进程控制原语111

3.5线程的基本概念112

3.5.1线程的引入112

3.5.2线程与进程的比较113

3.6进程调度114

3.6.1进程调度的职能114

3.6.2进程调度算法115

3.6.3调度时的进程状态图117

3.7进程通信118

3.7.1临界资源和临界区118

3.7.2进程的通信方式之一--同步与互斥119

3.7.3两上经典的同步/互斥问题122

3.7.4结构化的同步/互斥机制--管程124

3.7.5进程的通信方式之二--消息缓冲126

3.8死锁128

3.8.1死锁原因和必要条件128

3.8.2预防死锁130

3.8.3发现死锁132

3.8.4解除死锁133

3.9Linux中的进程134

3.9.1Linux进程控制块PCB简介134

3.9.2进程的创建140

3.9.3进程调度142

3.9.4进程的退出与消亡144

3.9.5相关的系统调用145

3.9.6信号147

3.9.7信号量与PV操作148

3.9.8等待队列149

3.9.9管道150

3.9.10Linux内核体系结构151

3.10并发程序设计实例152

3.11小结154

3.12习题154

第4章存储管理156

4．1概述156

4．2分区式存储管理157

4.2.1地址重定位157

4.2.2固定式分区和可变式分区159

4.2.3覆盖与交换技术163

4.3分页式存储管理165

4.3.1虚拟存储器165

4.3.2分页式存储管理的实现方法166

4.3.3页表和快表168

4.3.4页面交换172

4.3.5页式存储管理的保护措施174

4.3.6工作集模型174

4.4分段存储管理176

4.4.1分段存储管理的特点176

4.4.2段式地址变换176

4.4.3扩充段表功能177

4.5段页式存储管理178

4.6用户编程中的内存管理实例分析180

4.7Linux内存管理概述183

4.7.1基本思想183

4.7.2Linux中的页表184

4.7.3内存页的分配和释放185

4.7.4内存映射和需求分页185

4.7.5内存交换187

4.7.6页目录和页表的数据结构表示188

4.8小结189

4.9习题189

第5章输入/输出系统190

5.1概述191

5.2输入/输出硬件193

5.2.1输入/输出设备193

5.2.2设备控制器196

5.2.3通道197

5.2.4存储器直接存取(DMA)设备198

5.3输入/输出软件199

5.3.1输入/输出软件的作用199

5.3.2数据传送控制方式200

5.3.3中断处理技术206

5.3.4设备驱动程序209

5.3.5与设备无关的I/O软件210

5.3.6用户层的输入/输出软件210

5.3.7设备分配211

5.3.8I/O进程控制213

5.3.9缓冲技术216

5.4Linux输入/输出系统概述219

5.4.1Linux输入/输出的过程概述219

5.4.2Linux设备管理基础220

5.4.3Linux的中断处理224

5.4.4设备驱动程序的框架225

5.4.5并口打印设备驱动程序227

5.4.6Linux输入/输出实现层次及数据结构230

5.5小结231

5.6习题232

第6章文件系统234

6.1概述234

6.2文件235

6.2.1文件的概念235

6.2.2文件的分类235

6.2.3文件的操作236

6.2.4文件的转储和恢复236

6.3目录237

6.3.1目录的概念237

6.3.2目录的层次结构238

6.3.3目录的操作239

6.4文件系统239

6.4.1文件系统的概念239

6.4.2文件系统的功能240

6.4.3文件系统的组成240

6.5文件系统的实现241

6.5.1实现文件241

6.5.2实现目录251

6.5.3磁盘空间管理254

6.5.4文件系统的结构和工作流程255

6.6文件系统的安全性和保护机制258

6.6.1文件存取控制矩阵259

6.6.2文件存取控制表259

6.6.3用户权限表260

6.6.4文件口令260

6.6.5文件加密261

6.7Linux文件系统261

6.7.1虚拟文件系统261

6.7.2ext2文件系统267

6.7.3Linux文件系统管理271

6.7.4Linux系统调用273

6.7.5Linux文件系统的数据结构280

6.8小结282

6.9习题283

第7章磁盘存储管理284

7.1概述284

7.2磁盘结构284

7.2.1磁盘设备284

7.2.2磁盘种类285

7.2.3磁盘访问时间285

7.3磁盘调度286

7.3.1先来先服务FCFS算法287

7.3.2最短寻道时间优先SSTF287

7.3.3各种扫描算法287

7.3.4磁盘调度算法的选择289

7.4磁盘格式化289

7.5廉价冗余磁盘阵列290

7.5.1利用冗余技术提高可靠性290

7.5.2利用并行提高性能291

7.5.3RAID层次292

7.6高速缓存管理293

7.6.1磁盘高速缓存的形式293

7.6.2数据交付293

7.6.3置换算法293

7.6.4周期性写回磁盘294

7.6.5提高磁盘I/O速度的其他方法295

7.7存储可靠性的实现296

7.8小结296

7.9习题297

第8章多机系统与实时系统298

8.1多处理机系统298

8.1.1硬件结构298

8.1.2多处理机操作系统300

8.2网络与网络操作系统305

8.2.1网络硬件概念305

8.2.2网络软件概念308

8.2.3网络操作系统311

8.3分布式操作系统313

8.3.1分布式操作系统的通信机制314

8.3.2分布式系统中的互斥315

8.3.3分布式系统中的死锁316

8.3.4分布式系统中的进程管理317

8.4集群系统（Cluster）317

8.4.1集群系统的分类318

8.4.2集群作业管理技术319

8.4.3集群作业管理软件例--LSF319

8.5实时操作系统324

8.5.1什么是实时操作系统324

8.5.2实时操作系统325

8.5.3RTLinux的实现原理328

8.6小结329

8.7习题329附录A实验330

附录BLinux常用命令336

附录C实时系统、集群、网格和Agent工具简介349

参考文献373