定 價:40 元
叢書名:“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材
- 作者:費翔林,駱斌 著
- 出版時間:2014/2/1
- ISBN:9787040392500
- 出 版 社:高等教育出版社
- 中圖法分類:TP316
- 頁碼:431
- 紙張:膠版紙
- 版次:5
- 開本:16K
操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的核心和靈魂,是計算機系統(tǒng)必不可少的組成部分,也是最基礎和最核心的系統(tǒng)軟件,因而操作系統(tǒng)課程成為計算機相關專業(yè)的必修課,也是計算機應用從業(yè)人員必備的專業(yè)知識!恫僮飨到y(tǒng)教程(第5版)/“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材》在前4版的基礎上進行全面修訂,系統(tǒng)地介紹操作系統(tǒng)的經(jīng)典內(nèi)容和技術新進展,選擇當代具有代表性的開放源碼操作系統(tǒng)Linux作為實例貫穿全書。
《操作系統(tǒng)教程(第5版)/“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材》共8章,涵蓋操作系統(tǒng)的基本概念、設計原理和實現(xiàn)技術,盡可能系統(tǒng)、全面地展示操作系統(tǒng)的概念、特性和精髓!恫僮飨到y(tǒng)教程(第5版)/“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材》重點突出、內(nèi)容充實、邏輯清晰、詳略得當,便于學生更好地掌握操作系統(tǒng)的核心知識。與《操作系統(tǒng)教程(第5版)/“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材》配套的《Linux操作系統(tǒng)實驗教程》(費翔林主編)已經(jīng)由高等教育出版社出版,兩本教材各有側重,相輔相成完成操作系統(tǒng)教學任務。
《操作系統(tǒng)教程(第5版)/“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材》既可作為高等學校計算機及相關專業(yè)本科的“操作系統(tǒng)”課程教材或參考書,也可供計算機技術和軟件技術人員閱讀和參考。
《操作系統(tǒng)教程(第5版)/“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材》特色:
·從服務用戶、進程交互、系統(tǒng)實現(xiàn)和管理資源等觀點來研究操作系統(tǒng)的概念和原理、設計和實現(xiàn),既闡述傳統(tǒng)操作系統(tǒng)基本概念、技術和方法,又介紹現(xiàn)代操作系統(tǒng)最新技術發(fā)展與應用。
·以主流操作系統(tǒng)Linux為案例,重點介紹其設計原理和核心算法,刪去有關實現(xiàn)細節(jié)描述,突出操作系統(tǒng)概念和原理與案例操作系統(tǒng)技術和方法之間的銜接。
·增加操作系統(tǒng)技術新進展內(nèi)容,介紹多處理器和多核操作系統(tǒng)設計要點、多處理器調度算法,并對網(wǎng)絡計算、分布計算、云計算及其各類操作系統(tǒng)設計做了概要介紹。
·配套教學資源豐富,包括教學大綱、電子教案、教學輔助軟件、參考資料及《Linux操作系統(tǒng)實驗教程》(高等教育出版社出版).并為任課教師提供應用題參考解答,方便高校師生的教與學。
費翔林,南京大學計算機科學與技術系教授,曾任教育部計算機教學指導委員會委員、系教學副主任、計算機軟件新技術國家重點實驗室副主任。1941年生,畢業(yè)于南京大學數(shù)學系。1995至1996在美國University of Illinoisat Urbana-Champaign進修。主要研究方向為操作系統(tǒng)和面向對象軟件工程。自20世紀70年代起就開展操作系統(tǒng)研究與教學工作,參與和完成多個國產(chǎn)操作系統(tǒng)研制任務,先后主持和參加國家“七五”、“八五”、“九五”和“863“等科研項目,獲部省級科技進步獎6次主持“操作系統(tǒng)原理與實踐”國家精品課程,多次獲省校級操作系統(tǒng)課程建設及優(yōu)秀教學質量獎,編寫的《操作系統(tǒng)教程》曾獲國家優(yōu)秀教材獎,并先后被列入“面向21世紀課程教材”、“十一五”國家級規(guī)劃教材和”十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材。
第1章 操作系統(tǒng)概論
1.1 操作系統(tǒng)概觀
1.1.1 操作系統(tǒng)與計算機系統(tǒng)
1.1.2 操作系統(tǒng)資源管理技術
1.1.3 操作系統(tǒng)定義和作用
1.1.4 操作系統(tǒng)功能和特性
1.2 操作系統(tǒng)形成與發(fā)展
1.2.1 人工操作階段
1.2.2 執(zhí)行系統(tǒng)階段
1.2.3 多道程序設計與操作系統(tǒng)形成
1.2.4 操作系統(tǒng)發(fā)展與分類
1.3 操作系統(tǒng)基本服務和用戶接口
1.3.1 基本服務和用戶接口
1.3.2 程序接口與系統(tǒng)調用
1.3.3 操作接口與系統(tǒng)程序
1.3.4 Linux系統(tǒng)調用及實現(xiàn)機制
1.4 操作系統(tǒng)結構和運行模型
1.4.1 操作系統(tǒng)結構分類
1.4.2 操作系統(tǒng)結構設計
1.4.3 操作系統(tǒng)內(nèi)核
1.4.4 操作系統(tǒng)運行模型
1.5 流行操作系統(tǒng)簡介
1.5.1 UNIX操作系統(tǒng)
1.5.2 自由軟件和Linux操作系統(tǒng)
1.5.3 IBM操作系統(tǒng)
1.6 本章小結
習題1
第2章 處理器管理
2.1 處理器狀態(tài)
2.1.1 處理器
2.1.2 程序狀態(tài)字
2.2 中斷技術
2.2.1 中斷概念
2.2.2 中斷源分類
2.2.3 中斷和異常的響應及服努
2.2.4 中斷事件處理原則
2.2.5 中斷優(yōu)先級和多重中斷
2.2.6 Linux中斷處理
2.3 進程及其實現(xiàn)
2.3.1 進程定義和屬性
2.3.2 進程狀態(tài)和轉換
2.3.3 進程描述和組成
2.3.4 進程上下文切換與處理器狀態(tài)轉換
2.3.5 進程控制和管理
2.4 線程及其實現(xiàn)
2.4.1 引入多線程的動機
2.4.2 多線程環(huán)境中的進程與線程
2.4.3 線程的實現(xiàn)
2.5 Linux進程
2.6 處理器調度
2.6.1 處理器調度層次
2.6.2 選擇調度算法原則
2.6.3 作業(yè)管理與調度
2.6.4 低級調度功能和類型
2.6.5 作業(yè)調度和低級調度算法
2.7 Linux調度算法
2.7.1 LinuxV2.4 調度算法
2.7.2 LinuxV2.6 調度算法
2.8 本章小結
習題2
第3章 同步、通信與死鎖
3.1 并發(fā)進程
3.1.1 順序程序設計
3.1.2 并發(fā)程序設計
3.1.3 進程的交互:競爭和協(xié)作
3.2 臨界區(qū)管理
3.2.1 互斥和臨界區(qū)
3.2.2 臨界區(qū)管理的嘗試
3.2.3 實現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件算法
3.2.4 實現(xiàn)臨界區(qū)管理的硬件設施
3.3 信號量與PV操作
3.3.1 同步和同步機制
3.3.2 信號量與PV操作
3.3.3 信號量實現(xiàn)互斥
3.3.4 信號量解決5位哲學家就餐問題
3.3.5 信號量解決生產(chǎn)者一消費者問題
3.3.6 信號量解決讀者一寫者問題
3.3.7 信號量解決睡眠理發(fā)師問題
3.4 管程
3.4.1 管程和條件變量
3.4.2 管程的實現(xiàn)
3.4.3 管程解決進程同步問題
3.5 進程通信
3.5.1 倍號通信機制
3.5.2 管道通信機制
3.5.3 共享內(nèi)存通信機制
3.5.4 消息傳遞通信機制
3.6 操作系統(tǒng)并發(fā)問題解決方案小結
3.7 死鎖
3.7.1 死鎖產(chǎn)生
3.7.2 死鎖防止
3.7.3 死鎖避免
3.7.4 死鎖檢測和恢復
3.8 Linux同步和通信機制
3.8.1 Linux內(nèi)核同步機制
3.8.2 system VIPC進程同步機制
3.9 本章小結
習題3
第4章 存儲管理
4.1 存儲器工作原理
4.1.1 存儲器層次
4.1.2 地址轉換與存儲保護
4.2 連續(xù)存儲管理
4.2.1 固定分區(qū)存儲管理
4.2.2 可變分區(qū)存儲管理
4.2.3 內(nèi)存不足的存儲管理技術
4.3 分頁存儲管理
4.3.1 分頁存儲管理基本原理
4.3.2 翻譯快表
4.3.3 分頁存儲空間分配和去配
4.3.4 分頁存儲空間頁面共享和保護
4.3.5 多級頁表
4.3.6 反置頁表
4.4 分段存儲管理
4.4.1 程序分段結構
4.4.2 介段存儲管理基本原理
4.4.3 分段存儲管理共享和保護
4.4.4 分段和分頁比較
4.5 虛擬存儲管理
4.5.1 虛擬存儲器概念
4.5.2 請求分頁虛擬存儲管理
4.5.3 請求段頁式虛擬存儲管理
4.6 存儲管理方案及虛存頁面替換算法小結
4.7 Linux虛擬存儲管理
……
第5章 設備管理
第6章 文件管理
第7章 操作系統(tǒng)安全與保護
第8章 操作系統(tǒng)技術新進展
把操作系統(tǒng)看做用戶接口、資源管理者、虛擬機等三種觀點來觀察操作系統(tǒng),這是靜態(tài)觀點,這種觀點沒有把進程/線程在系統(tǒng)中執(zhí)行的本質過程、內(nèi)在聯(lián)系和狀態(tài)變化揭示出來。實際上,在操作系統(tǒng)所提供的運行環(huán)境中,多個進程/線程共享同一套計算機系統(tǒng)資源,它們不能獨立運行,相互之間必然會發(fā)生交互和制約關系,系統(tǒng)控制進程/線程的執(zhí)行是一個動態(tài)過程。本章指出,操作系統(tǒng)可看做由多個獨立運行的進程及一個對諸進程進行控制和協(xié)調的內(nèi)核所組成,故可根據(jù)進程/線程交互的動態(tài)觀點來觀察操作系統(tǒng)。
在多道程序設計系統(tǒng)中同一時刻有許多進程/線程,它們之間存在兩種基本關系:競爭和協(xié)作。并發(fā)進程/線程可能需要競爭資源,互斥是協(xié)調進程/線程間競爭關系的一種手段。為了避免出現(xiàn)競爭條件,引入臨界區(qū)的概念以解決進程互斥問題。為了完成同一任務,某些進程/線程需要分工協(xié)作,同步是協(xié)調進程/線程間協(xié)作關系的一種手段。進程同步的主要目的是使協(xié)作的并發(fā)進程之間能夠有效地共享資源和協(xié)同工作,從而使進程的執(zhí)行過程具有可再現(xiàn)性和執(zhí)行結果的唯一性。
進程的低級通信機制主要有原子操作、鎖機制、信號量和PV操作及管程;進程的高級通信機制有消息傳遞、共享內(nèi)存和管道機制等。本章用低級通信機制和高級通信機制解決這些問題,如生產(chǎn)者-消費者問題、讀者-寫者問題、5位哲學家就餐問題、睡眠理發(fā)師問題,這些問題是操作系統(tǒng)中并發(fā)進程/線程相互制約和內(nèi)在關聯(lián)的一種抽象,了解它們就能更好地理解操作系統(tǒng)的動態(tài)、并發(fā)、復雜的本質。每當研制一種新的同步機制時,往往要用經(jīng)典問題作為試金石,看是否能很好地解決這些問題。從理論上說,各種同步機制都是等價的,每一種機制都可以用另一種機制來實現(xiàn),但是在實際的系統(tǒng)中,信號量與PV操作、消息傳遞、共享內(nèi)存等方式用得最多。
死鎖是系統(tǒng)中一組并發(fā)進程因等待其他進程所占有的資源而永遠不向前推進的僵化狀態(tài),對操作系統(tǒng)十分有害。系統(tǒng)產(chǎn)生死鎖有4個必要條件:互斥條件、占有并等待條件、不剝奪條件和循環(huán)等待條件。解決死鎖問題有三種策略和方法:死鎖防止、死鎖避免、死鎖檢測和解除。死鎖的防止是指系統(tǒng)預先確定資源分配策略,進程按此規(guī)定來申請和使用資源,保證死鎖的一個必要條件不會被滿足,使得系統(tǒng)不發(fā)生死鎖;其缺點是資源利用率低,或對資源使用的限制過嚴。死鎖的避免涉及動態(tài)分析和檢測新的資源請求和資源分配情況,以確保系統(tǒng)始終處于安全狀態(tài),放寬資源的使用條件,銀行家算法是著名的死鎖避免算法,但缺乏實用價值。
……