操作系统（第4版）

图书标准信息

• 作者 孟庆昌
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2022-08
• 版次 1
• ISBN 9787121435829
• 定价 64.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 372页
• 字数 595千字

【内容简介】

本书是普通高等教育\"十一五”国家级规划教材、北京高等教育精品教材，全面系统地介绍现代操作系统的基本理论和最新技术。全书共12章：第1章概述操作系统的定义、功能、特征、发展历程和结构；第2章至第8章分别讲述进程和线程管理、调度、存储管理、文件系统、输入/输出管理、用户接口服务和死锁；第9章介绍嵌入式系统；第10章讲述分布式系统和云计算；第11章讲述安全和保护机制；第12章为实验操作。附录分别给出了Linux常用系统调用和库函数，以及各章习题的解答视频。本书为任课教师提供电子教案。 本书可作为大学本科及专科计算机专业教材或考研参考书，也可作为计算机工作者的自学用书。

【作者简介】

孟庆昌，男，北京信息科技大学教授，长期从事UNIX系统和C语言等方面的研究、教学和编著工作，是国内最早从事该领域研究和普及的专家之一。先后主持或参加了多项科研任务，其中包括电科院项目《UNIX系统分析与改造》，机电部项目《计算机环境的可移植操作系统界面（POSIX.1）》（被批准为国家标准GB/T14246），八五国防科技预研项目《军用软件认证和测试技术》，八六三项目《对象管理原型系统》，国家八五重点攻关项目《面向对象软件工程开发规范的研究与制订》等。

【目录】

目  录

第1章  操作系统引论1

1.1  计算机硬件结构2

1.1.1  处理器2

1.1.2  存储器3

1.1.3  I/O设备4

1.1.4  总线4

1.2  什么是操作系统5

1.2.1  操作系统的概念5

1.2.2  操作系统主要功能7

1.2.3  操作系统的地位10

1.3  操作系统的发展历程11

1.3.1  操作系统的形成11

1.3.2  操作系统的发展14

1.3.3  推动操作系统发展的动力14

1.4  操作系统类型15

1.4.1  批处理系统15

1.4.2  分时系统17

1.4.3  实时系统18

1.4.4  网络操作系统20

1.4.5  分布式操作系统21

1.4.6  其他操作系统22

1.5  操作系统的特征24

1.6  操作系统结构24

1.6.1  单体系统25

1.6.2  层次式系统26

1.6.3  虚拟机26

1.6.4  微内核28

1.6.5  客户—服务器系统29

1.7  系统初启过程29

1.8  国产操作系统的发展状况和趋势30

本章小结31

习题132

第2章  进程和线程34

2.1  进程35

2.1.1  多道程序设计35

2.1.2  进程的概念37

2.2  进程的状态和组成39

2.2.1  进程的状态及其转换39

2.2.2  进程描述42

2.2.3  进程队列44

2.3  进程管理46

2.3.1  进程图46

2.3.2  进程创建47

2.3.3  进程终止49

2.3.4  进程阻塞50

2.3.5  进程唤醒50

2.4  线程51

2.4.1  线程概念51

2.4.2  线程的实现54

2.5  进程的同步和互斥55

2.5.1  竞争条件56

2.5.2  临界资源和临界区57

2.5.3  进程互斥和进程同步58

2.5.4  互斥方式59

2.5.5  信号量61

2.5.6  信号量的一般应用64

2.6  经典进程同步问题65

2.7  管程71

2.8  进程通信72

2.8.1  共享内存72

2.8.2  消息传递72

2.8.3  管道文件75

2.9  信号机制76

2.9.1  信号机制概念76

2.9.2  信号的分类、产生和传送77

2.9.3  信号的处理方式78

2.9.4  信号的检测和处理79

2.10  客户—服务器系统中的通信79

本章小结81

习题282

第3章  调度85

3.1  调度类型86

3.2  作业调度87

3.2.1  作业状态87

3.2.2  作业控制块和作业调度的功能88

3.3  进程调度89

3.4  调度准则91

3.4.1  影响调度算法选择的主要因素91

3.4.2  调度性能评价准则92

3.5  调度算法93

3.5.1  先来先服务法93

3.5.2  短作业优先法94

3.5.3  最短剩余时间优先法95

3.5.4  优先级法96

3.5.5  轮转法97

3.5.6  多级队列法98

3.5.7  多级反馈队列法99

3.5.8  高响应比优先法100

3.5.9  公平共享法101

3.5.10  常用调度算法的比较101

3.6  实时调度102

3.6.1  实时任务类型102

3.6.2  实时调度算法102

3.7  线程调度103

3.8  多处理器调度104

3.8.1  多处理器系统的类型104

3.8.2  多处理器调度方法105

3.9  UNIX/Linux进程调度106

3.9.1  UNIX进程调度106

3.9.2  Linux进程调度107

本章小结108

习题3109

第4章  存储管理111

4.1  引言112

4.1.1  用户程序的地址空间112

4.1.2  重定位114

4.1.3  覆盖技术116

4.1.4  对换技术117

4.2  分区法118

4.2.1  固定分区法118

4.2.2  动态分区法119

4.2.3  可重定位分区分配122

4.3  分页技术124

4.3.1  分页存储管理的基本概念124

4.3.2  分页系统中的地址映射125

4.3.3  页尺寸126

4.3.4  硬件支持127

4.3.5  保护方式128

4.3.6  页表的构造129

4.3.7  页共享132

4.4  分段技术133

4.4.1  分段存储管理的基本概念134

4.4.2  段地址转换135

4.4.3  段的共享和保护136

4.5  段页式技术137

4.5.1  段页式存储管理的基本原理137

4.5.2  地址转换过程138

4.6  虚拟存储器139

4.6.1  虚拟存储器的概念139

4.6.2  虚拟存储器的特征140

4.7  请求分页技术140

4.7.1  请求分页存储管理的基本思想140

4.7.2  硬件支持及缺页处理141

4.8  页置换算法144

4.8.1  页置换144

4.8.2  先进先出法145

4.8.3  最佳置换法146

4.8.4  最近最久未使用置换法147

4.8.5  第二次机会置换法148

4.8.6  时钟置换法148

4.8.7  最近未使用法149

4.8.8  最不经常使用法149

4.8.9  页缓冲法150

4.9  内存块的分配和抖动问题150

4.9.1  内存块的分配151

4.9.2  抖动问题153

4.10  请求分段技术155

4.11  Linux系统的存储管理156

4.11.1  Linux的多级页表结构156

4.11.2  内存页的分配与释放157

4.11.3  内存交换159

本章小结159

习题4161

第5章  文件系统164

5.1  文件概述165

5.1.1  文件及其分类165

5.1.2  文件命名166

5.1.3  文件属性168

5.1.4  文件存取方法168

5.1.5  文件结构170

5.2  文件系统的功能和结构172

5.2.1  文件系统的功能172

5.2.2  文件系统的结构172

5.3  目录结构和目录查询173

5.3.1  文件控制块和目录173

5.3.2  单级目录结构175

5.3.3  二级目录结构176

5.3.4  树形目录结构177

5.3.5  非循环图目录结构179

5.3.6  目录查询方法179

5.4  文件操作和目录操作180

5.4.1  文件操作180

5.4.2  目录操作183

5.4.3  UNIX系统的文件操作示例184

5.5  文件系统的实现186

5.5.1  文件系统的格式186

5.5.2  文件存储分配188

5.5.3  空闲存储空间的管理193

5.6  文件系统的可靠性196

5.6.1  磁盘坏块管理197

5.6.2  备份197

5.6.3  文件系统和一致性198

本章小结200

习题5201

第6章  输入和输出203

6.1  I/O管理概述204

6.1.1  外部设备分类和标识204

6.1.2  I/O结构206

6.1.3  设备控制器206

6.1.4  I/O系统的控制方式208

6.1.5  I/O管理的功能212

6.2  中断处理214

6.2.1  中断概述214

6.2.2  中断的处理过程215

6.2.3  中断优先级和多重中断219

6.3  设备分配221

6.3.1  与设备分配相关的因素221

6.3.2  设备分配技术222

6.3.3  设备分配算法223

6.3.4  SPOOLing技术223

6.4  I/O软件的层次224

6.4.1  中断处理程序225

6.4.2  设备驱动程序225

6.4.3  与设备无关的操作系统I/O软件229

6.4.4  用户级I/O软件232

6.5  磁盘调度和管理232

6.5.1  磁盘调度232

6.5.2  磁盘管理236

本章小结239

习题6240

第7章  用户接口241

7.1  用户接口的发展242

7.2  系统调用242

7.2.1  系统调用和库函数243

7.2.2  系统调用使用方式244

7.2.3  系统调用的处理方式247

7.3  命令行接口249

7.3.1  命令的一般使用方式250

7.3.2  命令解释程序251

7.3.3  shell程序设计252

7.4  图形用户界面254

本章小结258

习题7258

第8章  死锁260

8.1  资源261

8.1.1  资源使用模式261

8.1.2  可抢占资源与不可抢占资源261

8.2  死锁概念262

8.2.1  什么是死锁262

8.2.2  死锁的必要条件264

8.2.3  资源分配图265

8.2.4  处理死锁的方法266

8.3  死锁的预防267

8.3.1  破坏互斥条件267

8.3.2  破坏占有且等待条件267

8.3.3  破坏非抢占条件268

8.3.4  破坏循环等待条件268

8.4  死锁的避免269

8.4.1  安全状态269

8.4.2  资源分配图算法271

8.4.3  银行家算法271

8.5  死锁的检测和恢复274

8.5.1  对单体资源类的死锁检测274

8.5.2  对多体资源类的死锁检测274

8.5.3  从死锁中恢复276

8.6  处理死锁的综合方式277

8.7  饥饿和活锁279

本章小结280

习题8281

第9章  嵌入式操作系统283

9.1  嵌入式系统概述284

9.1.1  嵌入式系统的组成284

9.1.2  嵌入式系统的特点285

9.2  实时内核及其实现288

9.2.1  任务管理与调度288

9.2.2  中断和时间管理289

9.2.3  任务的同步和通信290

9.2.4  内存管理293

9.2.5  I/O管理295

9.3  鸿蒙操作系统295

9.3.1  鸿蒙操作系统的类别296

9.3.2  鸿蒙不是安卓的仿制品296

9.3.3  鸿蒙2.0架构297

9.3.4  鸿蒙操作系统的影响298

本章小结299

习题9299

第10章  分布式系统和云计算系统300

10.1  分布式系统概述301

10.1.1  分布式系统的特性301

10.1.2  分布式系统的优点和不足301

10.1.3  分布式系统的设计目标302

10.2  分布式系统的实现模型304

10.2.1  进程管理305

10.2.2  通信问题307

10.2.3  死锁问题308

10.2.4  文件系统309

10.3  中间件模型310

10.3.1  中间件的概念311

10.3.2  中间件的结构311

10.4  各多机系统的比较312

10.5  云计算系统314

10.5.1  云计算概述314

10.5.2  云操作系统简述316

本章小结317

习题10318

第11章  系统安全和保护机制319

11.1  安全问题320

11.1.1  信息安全概述320

11.1.2  环境安全320

11.2  攻击点、网络威胁和病毒322

11.2.1  常见的攻击点322

11.2.2  网络威胁322

11.2.3  计算机病毒323

11.3  安全防护326

11.3.1  安全措施326

11.3.2  安全体系参考模型326

11.4  保护机制32