作業系統原理（第2版）

基本信息

作者：孟慶昌　張志華　等編著

ISBN(書號)：978-7-111-58128-4

叢書名：高等院校計算機教材系列

出版日期：2017-11

版次：2/1

開本：16

定價：￥49.00

內容簡介

本書全面系統地介紹了現代作業系統的基本知識和新技術，並以Linux系統為背景介紹具體實現，覆蓋考研知識點，更好地滿足工程套用型高等院校的教學要求和IT行業對人才的需求。第2版保留了第1版的主體結構和基本內容，同時結合眾多師生的教學實踐和IT領域的科技成果，豐富了相關知識

前言
第1章　作業系統概述 1
1.1　作業系統概念 1
1.1.1　什麼是作業系統 2
1.1.2　作業系統運行環境 4
1.1.3　系統初啟一般過程 7
1.1.4　作業系統的構建目標和地位 8
1.1.5　作業系統提供的服務及其方式 10
1.2　作業系統的功能 12
1.3　作業系統的特徵 17
1.4　作業系統的形成和基本類型 17
1.4.1　作業系統的形成和發展 17
1.4.2　作業系統的基本類型 20
1.5　作業系統的主要結構 23
1.5.1　單體結構 24
1.5.2　層次結構 24
1.5.3　虛擬機結構 25
1.5.4　微核心結構 25
1.5.5　客戶–伺服器結構 26
1.6　UNIX和Linux系統的核心結構 27
1.6.1　UNIX系統的核心結構 27
1.6.2　Linux系統的核心結構 29
小結 30
習題1 31
第2章　進程管理 33
2.1　進程概念 34
2.1.1　程式順序執行及其特徵 34
2.1.2　程式並發執行及其特徵 34
2.1.3　進程概念的引入和定義 36
2.2　進程狀態描述及組織方式 39
2.2.1　進程的狀態及其轉換 39
2.2.2　進程的組成 41
2.2.3　進程組織方式 43
2.3　進程管理和有關命令 44
2.3.1　進程圖和進程管理 44
2.3.2　Linux進程管理 48
2.3.3　有關進程操作的命令 51
2.3.4　有關進程管理的系統調用 55
2.4　執行緒概念 58
2.4.1　什麼是執行緒 59
2.4.2　執行緒的實現方式 61
2.5　進程間的同步與互斥 62
2.5.1　進程間的關係 63
2.5.2　競爭條件和臨界區 65
2.5.3　進程同步機制 66
2.5.4　信號量的一般套用 70
2.6　經典進程同步問題 72
2.7　進程通信 77
2.7.1　高級進程通信方式 78
2.7.2　訊息緩衝通信 79
2.7.3　信箱通信 80
2.8　Linux系統的進程通信 82
2.8.1　信號機制 82
2.8.2　管道檔案 84
2.8.3　System V IPC機制 85
2.9　管程 86
2.10　死鎖 87
2.10.1　死鎖概述 87
2.10.2　死鎖的預防 91
2.10.3　死鎖的避免 92
2.10.4　死鎖的檢測與恢復 96
2.10.5　飢餓和活鎖 99
小結 100
習題2 101
第3章　處理機調度 105
3.1　調度的作用和級別 106
3.2　作業調度 107
3.2.1　作業狀態 107
3.2.2　作業管理和調度 108
3.3　進程調度 110
3.3.1　進程調度的功能和時機 110
3.3.2　兩級調度模型 110
3.3.3　三級調度模型 111
3.4　執行緒調度 111
3.5　調度性能的評價 112
3.5.1　調度策略的選擇 113
3.5.2　性能評價標準 113
3.6　常用調度算法 114
3.7　實時調度 121
3.8　Linux系統中的進程調度 122
3.8.1　Linux進程調度方式 122
3.8.2　Linux常用調度命令 123
3.9　中斷處理和系統調用 126
3.9.1　中斷處理的一般過程 126
3.9.2　系統調用處理 132
3.10　shell基本工作原理 136
小結 137
習題3 138
第4章　存儲管理 140
4.1　地址空間與重定位 141
4.1.1　用戶程式的地址空間 141
4.1.2　重定位概念 143
4.1.3　覆蓋技術 146
4.1.4　對換技術 147
4.2　分區管理技術 148
4.2.1　固定分區法 149
4.2.2　動態分區法 150
4.2.3　可重定位分區的緊縮 154
4.3　分頁技術 155
4.3.1　分頁的基本概念 155
4.3.2　分頁系統中的地址映射 157
4.3.3　頁的共享和保護 159
4.3.4　頁表的構造 161
4.4　分段技術 164
4.4.1　分段的基本概念 164
4.4.2　分段系統中的地址映射 166
4.4.3　段的共享和保護 166
4.5　段頁式結合系統 168
4.6　虛擬存儲管理 169
4.6.1　虛擬存儲器的概念 169
4.6.2　虛擬存儲器的特徵 171
4.7　請求分頁技術 171
4.7.1　請求分頁的基本思想 171
4.7.2　硬體支持及缺頁處理 172
4.7.3　頁面置換算法 175
4.8　記憶體塊分配和抖動問題 182
4.8.1　記憶體塊分配 182
4.8.2　抖動問題 184
4.8.3　工作集 185
4.9　請求分段技術 186
4.10　Linux系統的存儲管理技術 187
4.10.1　對換技術 187
4.10.2　請求分頁技術 188
4.10.3　Linux常用記憶體管理命令和函式 190
小結 195
習題4 196
第5章　檔案系統 199
5.1　檔案系統概述 199
5.1.1　檔案及其分類 200
5.1.2　檔案系統的功能 203
5.2　檔案的邏輯組織和物理組織 204
5.2.1　檔案的邏輯組織 204
5.2.2　用戶對檔案的存取方法 205
5.2.3　檔案的物理組織 207
5.3　目錄檔案 211
5.3.1　檔案控制塊和檔案目錄 211
5.3.2　目錄結構 213
5.4　檔案存儲空間的管理 218
5.5　檔案系統的可靠性 221
5.5.1　壞塊管理 221
5.5.2　檔案的備份和恢復 222
5.5.3　檔案系統的一致性 224
5.6　檔案共享和保護 225
5.6.1　檔案共享 225
5.6.2　檔案保護 227
5.7　Linux檔案系統 229
5.7.1　一般檔案系統的格式 230
5.7.2　虛擬檔案系統 232
5.7.3　Linux Ext2檔案系統 235
5.7.4　對檔案的主要操作 239
小結 242
習題5 243
第6章　設備管理 245
6.1　設備管理概述 246
6.1.1　設備分類和標識 246
6.1.2　I/O系統結構 247
6.1.3　I/O系統的控制方式 250
6.1.4　緩衝技術 253
6.1.5　設備管理的功能 256
6.2　設備分配技術與SPOOLing系統 257
6.2.1　設備分配技術和算法 257
6.2.2　SPOOLing系統 259
6.3　I/O軟體構造原則 260
6.3.1　I/O軟體目標 260
6.3.2　設備驅動程式 261
6.3.3　與設備無關的作業系統I/O軟體 263
6.3.4　用戶空間I/O軟體 265
6.3.5　處理輸入輸出請求的步驟 265
6.4　磁碟調度和管理 267
6.4.1　磁碟硬體 267
6.4.2　磁碟調度算法 268
6.5　Linux系統設備管理 270
6.5.1　Linux設備管理概述 271
6.5.2　設備驅動程式的接口 272
6.5.3　Linux系統的緩衝技術 273
6.5.4　塊設備管理 274
6.5.5　字元設備管理 276
6.5.6　可安裝模組 276
小結 277
習題6 278
第7章　作業系統的發展和安全性 280
7.1　推動作業系統發展的動力 280
7.2　現代作業系統的發展 281
7.2.1　個人機作業系統 281
7.2.2　網路作業系統 282
7.2.3　嵌入式作業系統 284
7.2.4　多處理器系統 287
7.2.5　分散式系統 289
7.2.6　四種多機系統的比較 293
7.2.7　雲計算系統 294
7.2.8　作業系統發展展望 297
7.3　系統安全性 298
7.3.1　信息安全問題 298
7.3.2　一般性安全機制 300
7.3.3　保護機制 302
7.4　系統性能評價 307
小結 311
習題7 312
附錄A　實驗指導 313
附錄B　Linux常用系統調用和庫函式 327
附錄C　Linux常用命令 333
參考文獻 341

作業系統原理（第2版）

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