操作系統實用教程

操作系統實用教程

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《操作系統實用教程》是2007年7月清華大學出版社出版的圖書，作者是任愛華、王雷。

目錄

基本內容

書名：操作系統實用教程

出版社：清華大學出版社

ISBN：9787302077480

作者：任愛華、王雷

出版時間：2007年7月1日

推薦

《普通高等教育「十一五」國家級規劃教材：操作系統實用教程（第2版）》基於操作系統整體構架，重點介紹操作系統的原理和概念，並以此來落實操作系統的具體設計和實現

針對原理的抽象性和實驗易與實際系統的開發脫節這兩大難點，在闡述基本原理和概念的基礎上，每章都從問題的提出開始，

進入對具體操作系統原理的介紹，然後利用Linux相關部分有針對性地進行實例介紹，使讀者對操作系統有一個從感性認識到理性認識再回到實踐的過程，融會貫通所學知識

為操作系統原理教學提供了簡單易懂的實驗實例，並通過具體實驗指導書教練學生如何去做，使學生既鍛煉動手實踐能力，同時也掌握對操作系統的開發和應用技能

各章均附有一定數量的習題。免費為教師提供習題答案和教學用講稿的PPT文件，並提供操作系統實驗用的全部c語言源程。

內容簡介

《普通高等教育「十一五」國家級規劃教材：操作系統實用教程（第2版）》着重講述操作系統的原理和概念，並且以此來指導操作系統的設計和實現。全書共分8章。第1章概論，介紹操作系統的定義、發展、現狀和它在計算機系統中的重要作用。第2章介紹操作系統用戶接口，Linux的安裝與使用。第3-7章主要討論操作系統的基本原理和概念，包括進程管理、並發程序設計、存儲管理、設備管理、文件管理以及磁盤管理等內容。在闡述基本原理和概念的基礎上，為了使讀者對操作系統有一個整體概念，將所學知識能融會貫通，每章都從問題的提出開始，進入到對具體操作系統原理的介紹，然後利用Linux相關部分有針對性地進行實例介紹。第8章介紹操作系統的較深入的內容。各章均附有一定數量的習題，並為教師免費提供習題答案和教學用講稿PPT文件。

《普通高等教育「十一五」國家級規劃教材：操作系統實用教程（第2版）》可作為普通高等院校計算機專業的教材或教學參考書，也可作為計算機軟件人員的參考書。

目錄

第1章概論1

1.1計算機與操作系統1

1.1.1計算機發展簡介1

1.1.2操作系統的發展4

1.1.3存儲程序式計算機的結構和特點19

1.2操作系統的基本概念21

1.2.1操作系統的定義及其在計算機系統中的地位21

1.2.2操作系統的功能23

1.2.3操作系統的特性及其應解決的基本問題25

1.3操作系統的整體框架27

1.3.1計算機系統的層次劃分28

1.3.2操作系統提供抽象的計算環境30

1.3.3操作系統的總體結構31

1.3.4支撐操作系統的知識框架41

1.4從不同角度刻畫操作系統42

1.4.1用戶觀點42

1.4.2資源管理觀點42

1.4.3進程觀點44

1.4.4模塊分層觀點45

1.5安全操作系統46

1.5.1主要的安全評價準則46

1.5.2可信計算機系統安全評價準則TCSEC48

1.5.3安全標準應用分析50

1.6小結51

1.7習題52

第2章操作系統接口53

2.1概述53

2.1.1系統調用53

2.1.2shell命令及其解釋程序58

2.2Linux的安裝67

2.2.1安裝前的準備67

2.2.2建立硬盤分區68

2.2.3安裝類型69

2.2.4安裝過程70

2.2.5操作系統的安裝概念70

2.3Linux的使用71

2.3.1使用常識71

2.3.2文件操作命令72

2.3.3文本編輯命令80

2.3.4shell的特殊字符82

2.3.5進程控制命令86

2.3.6網絡配置和網絡應用工具88

2.3.7聯機幫助92

2.4系統管理92

2.4.1超級用戶93

2.4.2用戶和用戶組管理93

2.4.3文件系統管理95

2.4.4Linux源代碼文件安置的目錄結構99

2.5小結100

2.6習題100

第3章進程機制與並發程序設計101

3.1概述101

3.2進程的基本概念102

3.2.1計算機執行程序的最基本的方式--單道程序的執行102

3.2.2多個程序駐留內存--多個程序依次順序執行102

3.2.3進程的概念和結構--多個程序並發執行102

3.2.4進程的定義105

3.3進程的狀態和進程控制塊107

3.3.1進程的狀態及狀態變化圖107

3.3.2進程控制塊109

3.4進程控制110

3.4.1原語110

3.4.2進程控制原語111

3.5線程的基本概念112

3.5.1線程的引入112

3.5.2線程與進程的比較113

3.6進程調度114

3.6.1進程調度的職能114

3.6.2進程調度算法115

3.6.3調度時的進程狀態圖117

3.7進程通信118

3.7.1臨界資源和臨界區118

3.7.2進程的通信方式之一--同步與互斥119

3.7.3兩上經典的同步/互斥問題122

3.7.4結構化的同步/互斥機制--管程124

3.7.5進程的通信方式之二--消息緩衝126

3.8死鎖128

3.8.1死鎖原因和必要條件128

3.8.2預防死鎖130

3.8.3發現死鎖132

3.8.4解除死鎖133

3.9Linux中的進程134

3.9.1Linux進程控制塊PCB簡介134

3.9.2進程的創建140

3.9.3進程調度142

3.9.4進程的退出與消亡144

3.9.5相關的系統調用145

3.9.6信號147

3.9.7信號量與PV操作148

3.9.8等待隊列149

3.9.9管道150

3.9.10Linux內核體系結構151

3.10並發程序設計實例152

3.11小結154

3.12習題154

第4章存儲管理156

4．1概述156

4．2分區式存儲管理157

4.2.1地址重定位157

4.2.2固定式分區和可變式分區159

4.2.3覆蓋與交換技術163

4.3分頁式存儲管理165

4.3.1虛擬存儲器165

4.3.2分頁式存儲管理的實現方法166

4.3.3頁表和快表168

4.3.4頁面交換172

4.3.5頁式存儲管理的保護措施174

4.3.6工作集模型174

4.4分段存儲管理176

4.4.1分段存儲管理的特點176

4.4.2段式地址變換176

4.4.3擴充段表功能177

4.5段頁式存儲管理178

4.6用戶編程中的內存管理實例分析180

4.7Linux內存管理概述183

4.7.1基本思想183

4.7.2Linux中的頁表184

4.7.3內存頁的分配和釋放185

4.7.4內存映射和需求分頁185

4.7.5內存交換187

4.7.6頁目錄和頁表的數據結構表示188

4.8小結189

4.9習題189

第5章輸入/輸出系統190

5.1概述191

5.2輸入/輸出硬件193

5.2.1輸入/輸出設備193

5.2.2設備控制器196

5.2.3通道197

5.2.4存儲器直接存取(DMA)設備198

5.3輸入/輸出軟件199

5.3.1輸入/輸出軟件的作用199

5.3.2數據傳送控制方式200

5.3.3中斷處理技術206

5.3.4設備驅動程序209

5.3.5與設備無關的I/O軟件210

5.3.6用戶層的輸入/輸出軟件210

5.3.7設備分配211

5.3.8I/O進程控制213

5.3.9緩衝技術216

5.4Linux輸入/輸出系統概述219

5.4.1Linux輸入/輸出的過程概述219

5.4.2Linux設備管理基礎220

5.4.3Linux的中斷處理224

5.4.4設備驅動程序的框架225

5.4.5並口打印設備驅動程序227

5.4.6Linux輸入/輸出實現層次及數據結構230

5.5小結231

5.6習題232

第6章文件系統234

6.1概述234

6.2文件235

6.2.1文件的概念235

6.2.2文件的分類235

6.2.3文件的操作236

6.2.4文件的轉儲和恢復236

6.3目錄237

6.3.1目錄的概念237

6.3.2目錄的層次結構238

6.3.3目錄的操作239

6.4文件系統239

6.4.1文件系統的概念239

6.4.2文件系統的功能240

6.4.3文件系統的組成240

6.5文件系統的實現241

6.5.1實現文件241

6.5.2實現目錄251

6.5.3磁盤空間管理254

6.5.4文件系統的結構和工作流程255

6.6文件系統的安全性和保護機制258

6.6.1文件存取控制矩陣259

6.6.2文件存取控制表259

6.6.3用戶權限表260

6.6.4文件口令260

6.6.5文件加密261

6.7Linux文件系統261

6.7.1虛擬文件系統261

6.7.2ext2文件系統267

6.7.3Linux文件系統管理271

6.7.4Linux系統調用273

6.7.5Linux文件系統的數據結構280

6.8小結282

6.9習題283

第7章磁盤存儲管理284

7.1概述284

7.2磁盤結構284

7.2.1磁盤設備284

7.2.2磁盤種類285

7.2.3磁盤訪問時間285

7.3磁盤調度286

7.3.1先來先服務FCFS算法287

7.3.2最短尋道時間優先SSTF287

7.3.3各種掃描算法287

7.3.4磁盤調度算法的選擇289

7.4磁盤格式化289

7.5廉價冗餘磁盤陣列290

7.5.1利用冗餘技術提高可靠性290

7.5.2利用並行提高性能291

7.5.3RAID層次292

7.6高速緩存管理293

7.6.1磁盤高速緩存的形式293

7.6.2數據交付293

7.6.3置換算法293

7.6.4周期性寫回磁盤294

7.6.5提高磁盤I/O速度的其他方法295

7.7存儲可靠性的實現296

7.8小結296

7.9習題297

第8章多機系統與實時系統298

8.1多處理機系統298

8.1.1硬件結構298

8.1.2多處理機操作系統300

8.2網絡與網絡操作系統305

8.2.1網絡硬件概念305

8.2.2網絡軟件概念308

8.2.3網絡操作系統311

8.3分布式操作系統313

8.3.1分布式操作系統的通信機制314

8.3.2分布式系統中的互斥315

8.3.3分布式系統中的死鎖316

8.3.4分布式系統中的進程管理317

8.4集群系統（Cluster）317

8.4.1集群系統的分類318

8.4.2集群作業管理技術319

8.4.3集群作業管理軟件例--LSF319

8.5實時操作系統324

8.5.1什麼是實時操作系統324

8.5.2實時操作系統325

8.5.3RTLinux的實現原理328

8.6小結329

8.7習題329附錄A實驗330

附錄BLinux常用命令336

附錄C實時系統、集群、網格和Agent工具簡介349

參考文獻373