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計算機操作系統教程（第三版）

中國水利水電出版社

【作者】柯敏毅梅清

【I S B N 】978-7-5084-6147-2

【責任編輯】李炎

【適用讀者群】高職高專

【出版時間】2009-01-01

【開本】16開本

【裝幀信息】平裝（光膜）

【版次】2009年1月第3版

【頁數】244

【千字數】

【印張】

【定價】￥25

【叢書】21世紀高職高專新概念教材

【備注信息】教育部高等學校高職高專計算機類專業教學指導委員會優秀教材

圖書詳情

簡介

本書特色

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章節列表

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本書第二版于2003年出版，第三版根據作者教學實踐，綜合各教材使用單位同行的建議和操作系統的最新發展，在保持第一、第二版原有基本結構不變的前提下，對原書各章節內容做了必要的調整、增刪和完善，增加了第8章“操作系統安全與保密機制”，第9章“網絡操作系統”，第10章“實驗指導——典型操作系統實驗范例”。全書共10章，內容包括：操作系統概述、作業管理、進程管理、存儲管理、設備管理、文件管理和具體操作系統對上述功能的實現的舉例。第三版特別增加了四個操作系統的實驗，對幫助學生認識操作系統核心內容有重要作用。

本書涵蓋了操作系統原理的基本內容，并將操作系統的基本原理與實際相結合。在內容取舍、文字描述、習題選擇方面力求以面向實踐、重在應用、便于教學組織為原則，在章節安排、形式體例、行文風格方面與傳統的理科原理式的課程不同，努力做到概念引出自然、內涵與外延適中、深入淺出。特別適合高職高專計算機及相關專業作為教材，同時也可作為各類大專院校師生的參考書。

依據《基本要求》和《培養規格》，涵蓋操作系統原理基本內容；

采用“問題/任務驅動”的編寫方式，便于激發學習興趣；

概念引出自然，行文深入淺出，文字簡練，可讀性強；

精選3種常見操作系統典型功能實現方法案例，并將知識點融于案例中，可操作性強；

提供4個典型的操作系統實驗范例，講原理與實際相結合，實用性強

計算機操作系統是計算機系統配置的最重要的軟件，在整個計算機系統軟件中處于中心地位。操作系統設計的好壞直接決定計算機系統的性能和計算機用戶使用計算機的方便程度。所以計算機操作系統是計算機科學技術類專業的重要基礎課。

本書第一、二版分別于2001年和2003年出版，受到讀者的廣泛歡迎。許多高職高專學校使用它作為教材。綜合各教材使用單位同行的建議和操作系統的最新發展，在保持第一、二版原有基本結構不變的前提下，第三版對原書各章節內容做了必要的調整、增刪和完善，增加了第8章、第9章和第10章。主要修訂內容包括：

第1章增加了操作系統框架的內容介紹，增加了嵌入式操作系統的介紹，詳細介紹了UNIX操作系統，增加了習題部分。

第2章對作業的基本概念做了新的定義。

第3章增加了學習目標部分，在進程概述中詳細地介紹了進程與程序的區別，增加了線程特點的介紹，修改了銀行家算法部分。

第5章增加了從使用角度對外部設備的分類，增加了中斷控制方式和通道控制方式的相關內容。

第6章增加了按組織結構對文件分類的內容（6.1.2節），增加了對記錄式文件和流式文件的介紹，以及磁帶存儲結構的介紹。

第7章增加了習題。

增加了第8章“操作系統安全與保密機制”。

增加了第9章“網絡操作系統”。

增加了第10章“實驗指導——典型操作系統實驗范例”。

本書內容涵蓋了操作系統原理的基本內容，并將操作系統的基本原理與實際相結合。在內容取舍、文字描述、習題選擇方面力求以面向實踐、重在應用、便于教學組織為原則，在章節安排、形式體例、行文風格方面與傳統的理科原理式的課程不同，努力做到概念引出自然、內涵與外延適中、深入淺出。特別適合高職高專計算機相關專業作為教材，同時也可作為各類大專院校師生的參考書。

本課程參考教學學時為50學時，實驗10學時。前期課程為高級程序設計語言、數據結構、計算機組成和結構，后繼課程為數據庫理論、網絡操作系統等。

為方便教師使用多媒體教學，本書配有電子教案，此教案用PowerPoint制作，使用教師可根據教學實際任意修改。需要的教師或學生請到中國水利水電出版社網站免費下載，網址：http://www.waterpub.com.cn/softdown/。

本書由湖北工業大學柯敏毅、梅清任主編，謝芳（湖北工業大學）、沈華（湖北工業大學）、馬洪娟（山東電子工業學校）任副主編。參加本書編寫工作的還有徐小平（湖北鄂州大學）、宋士銀（山東農業管理干部學院）、黃逵中（武漢電力學校）、覃曉康（恩施職業技術學院）、劉翌南（湖南工業職業技術學院）、龍光濤（貴州電子信息職業技術學院）、李紅玲（湖北教育學院）等。

由于作者水平有限，錯誤與不妥之處在所難免，懇請讀者與專家批評指正。

序
第三版前言
第二版前言
第一版前言
第1章計算機操作系統概述 1
本章學習目標 1
1.1 存儲程序式計算機 1
1.1.1 存儲程序式計算機的系統結構 1
1.1.2 作為擴展計算機功能的操作系統 2
1.1.3 作為資源管理的操作系統 2
1.1.4 操作系統的工作框架 2
1.2 操作系統的發展 3
1.2.1 手工操作階段 3
1.2.2 單道與多道批處理系統 3
1.2.3 分時系統 6
1.2.4 實時系統 7
1.2.5 網絡操作系統與分布式操作系統 8
1.2.6 嵌入式操作系統 9
1.3 操作系統的基本概念 10
1.3.1 操作系統的定義 10
1.3.2 操作系統的基本功能 10
1.3.3 操作系統的特征 14
1.4 操作系統的邏輯模型 15
1.5 操作系統簡介 15
1.5.1 DOS操作系統 16
1.5.2 MS-Windows操作系統 16
1.5.3 UNIX操作系統 16
本章小結 16
習題一 17
第2章作業管理 18
本章學習目標 18
2.1 作業的基本概念 18
2.1.1 作業的形成過程 18
2.1.2 批處理系統作業運行前的準備——作業控制語言 19
2.1.3 分時系統作業控制方法—命令 21
2.2 操作系統向作業提供的程序級接口——系統調用 22
2.2.1 系統功能調用的分類 23
2.2.2 系統功能調用的實現過程描述 23
2.3 單道批處理系統的作業調度 24
2.3.1 作業調度性能的衡量指標 24
2.3.2 先來先服務作業調度算法 25
2.3.3 短作業優先調度算法 26
2.3.4 高響應比優先作業調度算法 26
2.4 多道批處理系統作業調度應考慮的因素 27
本章小結 27
習題二 28
第3章進程管理 29
本章學習目標 29
3.1 進程的概述 29
3.2 進程的引入和定義 30
3.2.1 進程的引入 30
3.2.2 進程的定義 32
3.3 進程的狀態和進程控制塊 34
3.3.1 進程的狀態及狀態變化圖 34
3.3.2 進程的結構、進程控制塊及組織方式 36
3.4 進程控制 38
3.4.1 原語 39
3.4.2 進程控制原語 39
3.5 線程的基本概念 40
3.5.1 線程的引入 40
3.5.2 線程與進程的關系 41
3.5.3 線程的類型 42
3.5.4 線程的特點 43
3.6 進程調度 43
3.6.1 進程調度的職能 43
3.6.2 進程調度所用的主要數據結構 44
3.6.3 進程調度的方式 44
3.6.4 進程調度算法 44
3.6.5 綜合的調度策略——調度用的進程狀態切換圖 47
3.7 進程通信 48
3.7.1 進程互斥 48
3.7.2 互斥用的硬件機制 48
3.7.3 進程同步 49
3.7.4 用信號量實現進程同步 49
3.7.5 兩個經典的同步/互斥問題 51
3.7.6 結構化的同步/互斥機制——管程 54
3.7.7 消息緩沖 55
3.8 死鎖問題 57
3.8.1 死鎖產生的原因和必要條件 57
3.8.2 預防死鎖 59
3.8.3 避免死鎖 61
3.8.4 檢測與解除死鎖 63
本章小結 64
習題三 64
第4章存儲管理 67
本章學習目標 67
4.1 存儲管理的功能 68
4.1.1 內存的分配與回收 68
4.1.2 地址重定位 69
4.1.3 存儲保護 71
4.1.4 虛擬存儲器 72
4.2 實存管理 72
4.2.1 固定分區存儲管理 72
4.2.2 可變式分區存儲管理 73
4.2.3 純分頁存儲管理 79
4.2.4 純分段存儲管理 83
4.3 虛擬存儲器管理 85
4.3.1 虛擬存儲器的概念 85
4.3.2 請求式分頁存儲管理與動態地址重定位 86
4.3.3 頁面置換算法 88
4.3.4 請求式分頁存儲管理性能分析舉例 91
4.3.5 請求式分段存儲管理與動態地址重定位 93
4.3.6 段頁式存儲管理與動態地址重定位 96
4.4 碎片與抖動問題 97
本章小結 99
習題四 100
第5章設備管理 102
本章學習目標 102
5.1 設備管理概述 102
5.1.1 設備類型 102
5.1.2 設備管理的任務和功能 103
5.1.3 設備控制塊（DCB） 104
5.2 數據傳送控制方式 104
5.2.1 程序直接控制方式 105
5.2.2 中斷控制方式 105
5.2.3 DMA方式 106
5.2.4 通道控制方式 107
5.3 緩沖技術 109
5.3.1 緩沖的引入 109
5.3.2 單緩沖 110
5.3.3 雙緩沖 110
5.3.4 環形緩沖 111
5.3.5 緩沖池 112
5.4 設備分配技術 113
5.4.1 獨享設備的分配 113
5.4.2 共享設備的分配 113
5.4.3 虛擬設備的分配與Spooling技術 114
5.5 I/O進程控制 115
5.5.1 用戶進程的輸入輸出請求 115
5.5.2 設備驅動程序 115
5.5.3 中斷處理程序的處理過程 116
本章小結 117
習題五 117
第6章文件管理 119
本章學習目標 119
6.1 文件與文件系統 119
6.1.1 文件與文件系統的概念 119
6.1.2 文件的分類、屬性及文件系統的功能 119
6.2 文件的邏輯結構 120
6.2.1 邏輯結構 121
6.2.2 存取方法 121
6.3 文件的物理結構 121
6.3.1 順序結構 121
6.3.2 鏈接結構 122
6.3.3 索引結構 122
6.4 文件目錄 124
6.4.1 單級目錄結構 124
6.4.2 二級目錄結構 125
6.4.3 多級目錄結構 125
6.5 文件的操作 127
6.6 文件的共享與保護 127
6.7 文件的完整性 130
6.8 外存空間的管理 131
6.8.1 外存的主要技術參數 131
6.8.2 空閑塊的管理 132
6.8.3 分配策略 133
6.8.4 磁盤的驅動調度 133
本章小結 135
習題六 136
第7章常見操作系統典型功能和實現方法的舉例 139
本章學習目標 139
7.1 Windows NT進程、線程的特點 139
7.1.1 Windows NT進程、線程及對象之間的關系 139
7.1.2 進程管理程序 140
7.1.3 線程調度 141
7.2 UNIX進程管理 143
7.2.1 UNIX進程狀態 143
7.2.2 UNIX進程描述 144
7.2.3 UNIX進程控制 144
7.2.4 UNIX進程調度 145
7.3 UNIX進程通信與同步機制 146
7.4 Windows NT文件系統 146
7.4.1 FAT文件分配表 147
7.4.2 NTFS文件系統 147
7.5 UNIX文件系統索引結構介紹 148
7.6 Linux文件系統 152
7.6.1 EXT2文件系統 152
7.6.2 EXT2索引節點 153
7.6.3 EXT2超級塊 154
7.6.4 EXT2中的目錄 155
7.7 UNIX NFS文件系統 155
7.8 Windows NT存儲管理的二級頁表結構 156
7.9 Linux系統的內存管理技術 158
7.10 UNIX內存管理技術 160
7.11 UNIX I/O設備管理 164
7.12 Linux I/O設備管理 164
本章小結 165
習題七 165
第8章操作系統安全與保密機制 167
本章學習目標 167
8.1 概述 167
8.2 訪問控制技術 170
8.3 數據加密技術 174
8.4 認證技術 176
8.5 防火墻技術 179
習題八 179
第9章網絡操作系統 180
本章學習目標 180
9.1 網絡操作系統概述 180
9.1.1 網絡拓撲結構 180
9.1.2 通信與協議 181
9.1.3 網絡操作系統功能 183
9.1.4 網絡操作系統實現策略 184
9.2 網絡通信技術 185
9.2.1 原語通信 185
9.2.2 遠程過程調用 188
9.3 網絡資源共享技術 191
9.3.1 硬盤共享 191
9.3.2 打印機共享 192
9.3.3 數據和軟件資源共享 193
9.4 網絡文件系統 194
本章小結 194
習題九 195
第10章實驗指導——典型操作系統實驗范例 196
實驗一進程調度 196
實驗二作業調度 202
實驗三存儲管理 211
實驗四文件管理 217
參考文獻 225

電子教案
經典樣章

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