操作系统原理与实践教程(第四版)

图书标准信息

• 作者 史苇杭；卫琳
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2022-04
• 版次 4
• ISBN 9787302603405
• 定价 79.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 316页
• 字数 506.000千字

【内容简介】

《操作系统原理与实践教程(第四版)》全面讲述计算机操作系统的基本原理和相关技术。全书共分为10章，深入介绍操作系统的发展历程、通用操作系统的启动过程、处理器管理、进程管理、存储器管理、文件管理、设备管理、系统安全、嵌入式操作系统等内容。 《操作系统原理与实践教程(第四版)》内容丰富、结构合理、知识体系完备，主要面向计算机及相关专业学生。《操作系统原理与实践教程(第四版)》适合作为普通高等院校操作系统原理课程的教材，也可作为各类培训班教材或自学者的参考用书，对操作系统及其上层应用程序的开发人员也具有较好的参考价值。 《操作系统原理与实践教程(第四版)》的电子课件和习题答案可以到http://www.tupwk.com.cn/downpage网站下载，也可以扫描前言中的二维码获取。

【目录】

第1章  操作系统概论   1

1.1  操作系统的概念   1

1.1.1  操作系统的定义   1

1.1.2  操作系统的特征   3

1.1.3  操作系统的功能   4

1.1.4  操作系统的设计目标   8

1.1.5  操作系统的性能指标   8

1.2  操作系统的形成和发展   9

1.2.1  人工操作阶段   9

1.2.2  单道批处理   9

1.2.3  多道批处理   10

1.2.4  分时操作系统   11

1.2.5  个人计算机操作系统   12

1.2.6  实时操作系统   13

1.2.7  网络操作系统   14

1.2.8  分布式操作系统   15

1.2.9  操作系统的进一步发展   16

1.3  操作系统的结构   17

1.3.1  整体结构   18

1.3.2  分层结构   19

1.3.3  虚拟机结构   20

1.3.4  外核结构   21

1.3.5  客户机/服务器结构   21

1.4  常用操作系统简介   22

1.4.1  Windows系列操作系统   22

1.4.2  UNIX和Linux系统   24

1.5  小结   26

1.6  思考练习   26

第2章  操作系统的界面   28

2.1  用户工作环境   28

2.1.1  用户环境   28

2.1.2  系统的生成与引导   29

2.1.3  实例分析：Linux系统启动   31

2.2  操作系统的用户接口   32

2.2.1  命令接口   33

2.2.2  图形用户接口   34

2.2.3  程序接口   34

2.3  操作系统提供的服务   35

2.3.1  操作系统提供的基本服务   35

2.3.2  操作系统提供的公共函数   36

2.4  小结   37

2.5  思考练习   37

第3章  处理器管理   38

3.1  程序的执行   38

3.1.1  程序的顺序执行   38

3.1.2  程序的并发执行   39

3.2  进程概述   39

3.2.1  进程的概念   39

3.2.2  进程的状态   41

3.2.3  进程控制块   43

3.3  进程控制   44

3.3.1  进程控制的概念   44

3.3.2  进程控制机构及其功能   44

3.3.3  进程控制的过程   44

3.4  线程概述   46

3.4.1  线程的概念   46

3.4.2  多线程的概念和优点   46

3.4.3  线程的实现   47

3.4.4  多线程模型   47

3.4.5  线程池   49

3.5  处理器调度   49

3.5.1  处理器调度的层次   49

3.5.2  选择调度算法的准则   50

3.5.3  作业调度   51

3.5.4  进程调度   52

3.6  调度算法   53

3.6.1  先来先服务算法   53

3.6.2  短作业(进程)优先算法   54

3.6.3  优先级调度算法   54

3.6.4  时间片轮转算法   55

3.6.5  多级队列调度算法   56

3.6.6  多级反馈队列调度算法   56

3.6.7  高响应比优先调度算法   58

3.7  多处理器调度和实时调度   58

3.7.1  多处理器调度   58

3.7.2  实时调度   59

3.8  Linux的进程管理   60

3.8.1  Linux的进程描述符   60

3.8.2  Linux的进程状态及转换   61

3.8.3  Linux进程的调度   62

3.8.4  Linux进程的创建和终止   63

3.8.5  Linux的线程管理   64

3.9  小结   65

3.10  思考练习   66

第4章  进程同步与死锁   68

4.1  进程的同步和互斥   68

4.1.1  进程的同步   68

4.1.2  进程的互斥   69

4.1.3  信号量机制   71

4.1.4  信号量的使用方法   76

4.1.5  信号量的应用实例   77

4.2  经典同步问题   78

4.2.1  生产者—消费者问题   78

4.2.2  读者—写者问题   80

4.2.3  哲学家进餐问题   83

4.2.4  理发师问题   85

4.3  管程   86

4.3.1  管程的基本概念   87

4.3.2  条件变量   88

4.3.3  使用管程解决生产者—消费者

问题   89

4.4  进程通信   90

4.4.1  进程通信的概念   90

4.4.2  进程通信的方式   90

4.4.3  消息传递系统   91

4.4.4  消息缓冲队列通信机制   93

4.4.5  管道通信方式   95

4.4.6  Linux的进程通信   95

4.5  死锁   100

4.5.1  死锁的概念   100

4.5.2  死锁产生的原因和必要条件   101

4.5.3  死锁的描述——资源分配图   103

4.5.4  处理死锁的方法   105

4.6  死锁的预防和避免   105

4.6.1  死锁的预防   105

4.6.2  死锁的避免   107

4.7  死锁的检测和解除   112

4.7.1  死锁的检测   112

4.7.2  死锁的解除   115

4.8  小结   116

4.9  思考练习   116

第5章  存储管理   119

5.1  存储管理概述   119

5.1.1  多级存储结构   120

5.1.2  程序装入内存的过程   121

5.1.3  存储管理的任务   124

5.1.4  存储管理的功能   124

5.1.5  存储管理方式   127

5.2  连续内存分配   129

5.2.1  单一连续分配   129

5.2.2  固定分区分配   130

5.2.3  动态分区分配   131

5.2.4  可重定位分区分配   135

5.3  处理内存不足的手段   137

5.3.1  覆盖   137

5.3.2  交换   138

5.4  分页存储管理   139

5.4.1  分页存储管理的基本原理   139

5.4.2  地址映射   141

5.4.3  页表的结构   143

5.4.4  页面的共享   145

5.5  分段存储管理   146

5.5.1  分段存储管理方式的引入   146

5.5.2  分段存储管理的基本原理   147

5.5.3  段的共享和保护   149

5.6  段页式存储管理   150

5.7  Linux的存储管理   152

5.7.1  物理内存管理   153

5.7.2  进程虚拟地址空间管理   155

5.8  小结   157

5.9  思考练习   157

第6章  虚拟存储器   160

6.1  虚拟存储器的引入   160

6.1.1　传统存储管理方式的特征   160

6.1.2  局部性原理   161

6.1.3  虚拟存储器的概念   161

6.2  虚拟存储器的实现方法   162

6.2.1  请求分页系统   162

6.2.2  请求分段系统   163

6.3  虚拟存储器的特征   163

6.4  请求分页存储管理   164

6.4.1  请求分页存储管理的硬件支持   164

6.4.2  请求分页存储管理的内存分配   166

6.4.3  页面调入策略   168

6.5  页面置换算法   170

6.5.1  置换算法   170

6.5.2  先进先出置换算法   171

6.5.3  近久未使用置换算法   172

6.5.4  少使用置换算法   173

6.5.5  Clock置换算法   173

6.6  页面缓冲算法   174

6.6.1  影响页面换进换出效率的因素   174

6.6.2  页面缓冲算法概述   175

6.7  访问内存的有效时间   176

6.8  工作集理论和抖动问题   176

6.8.1  多道程序度与“抖动”   177

6.8.2  工作集   178

6.8.3  “抖动”的预防方法   179

6.9  请求分段存储管理   180

6.9.1  请求分段存储管理的硬件支持   180

6.9.2  分段的共享与保护   182

6.10  小结   184

6.11  思考练习   185

第7章  文件管理   186

7.1  文件的概念   186

7.1.1  文件及其分类   186

7.1.2  文件的属性   189

7.2  文件目录的概念   189

7.2.1  文件控制块和文件目录   189

7.2.2  文件目录结构   191

7.2.3  目录的实现方式   194

7.3  文件操作和目录操作   195

7.3.1  文件操作   195

7.3.2  目录操作   196

7.4  文件的逻辑结构   197

7.4.1  文件逻辑结构的类型   198

7.4.2  顺序文件   199

7.4.3  索引文件   199

7.4.4  索引顺序文件   200

7.5  文件的物理结构   200

7.5.1  连续文件   201

7.5.2  链接文件   201

7.5.3  随机文件   202

7.5.4  连续文件、链接文件与随机

文件的比较   203

7.6  文件存储空间的分配   204

7.6.1  连续分配   204

7.6.2  链接分配   205

7.6.3  索引分配   209

7.7  文件存储空间的管理   211

7.7.1  空闲文件目录   212

7.7.2  空闲链表法   212

7.7.3  位示图   214

7.8  文件系统   214

7.8.1  文件系统概述   215

7.8.2  文件系统的实现   215

7.9  文件的共享和保护   216

7.9.1  文件的共享   216

7.9.2  文件的保护   218

7.9.3  文件系统的可靠性   219

7.10  Linux的文件系统   220

7.10.1  虚拟文件系统   220

7.10.2  EXT2文件系统   222

7.11  小结   224

7.12  思考练习   224

第8章  设备管理   226

8.1  设备管理的概念   226

8.1.1  设备的分类   226

8.1.2  设备管理的任务和功能   228

8.1.3  I/O系统的结构   229

8.2  设备控制器   229

8.2.1  设备控制器的基本功能   230

8.2.2  设备控制器的组成   230

8.2.3  CPU与控制器的通信方式   231

8.3  I/O控制方式   231

8.3.1  程序直接控制方式   232

8.3.2  中断控制方式   233

8.3.3  DMA方式   234

8.3.4  通道控制方式   236

8.4  中断技术   237

8.4.1  中断的基本概念   238

8.4.2  中断的作用   238

8.4.3  中断的分类与优先级   239

8.4.4  软中断   239

8.4.5  中断处理过程   240

8.5  缓冲技术   241

8.5.1  缓冲技术的引入   241

8.5.2  缓冲的种类   241

8.5.3  缓冲池的管理   242

8.6  设备分配   244

8.6.1  设备分配的数据结构   245

8.6.2  设备分配的原则   246

8.6.3  SPOOLing系统   247

8.6.4  虚拟设备——共享打印机   249

8.7  I/O软件管理   249

8.7.1  I/O软件设计的注意事项   249

8.7.2  I/O中断处理程序   250

8.7.3  设备驱动程序   251

8.7.4  设备无关软件   253

8.7.5  用户层I/O软件   255

8.8  磁盘调度和管理   255

8.8.1  磁盘结构   255

8.8.2  磁盘访问时间   256

8.8.3  磁盘调度   257

8.8.4  磁盘高速缓存   260

8.8.5  磁盘管理   261

8.8.6  廉价磁盘冗余阵列   262

8.9  Linux的设备管理   264

8.9.1  设备文件   265

8.9.2  字符设备管理   265

8.9.3  块设备管理   266

8.9.4  网络设备管理   267

8.10  小结   268

8.11  思考练习   269

第9章  操作系统的安全和保护   270

9.1  计算机系统安全和

操作系统安全   270

9.1.1  计算机系统安全概述   270

9.1.2  操作系统安全及信息安全

评价准则   271

9.1.3  计算机安全威胁分类   272

9.2  对计算机系统的攻击   273

9.2.1  常用的攻击方式   273

9.2.2  逻辑炸弹和陷阱门   274

9.2.3  特洛伊木马和登录欺骗   275

9.2.4  缓冲区溢出   276

9.3  计算机病毒   277

9.3.1  计算机病毒的基本概念   277

9.3.2  计算机病毒的类型   279

9.3.3  计算机病毒的预防和检测   280

9.4  操作系统安全机制   281

9.4.1  加密机制   281

9.4.2  认证机制   283

9.4.3  授权机制   285

9.4.4  审计机制   285

9.5  访问控制机制   286

9.5.1  保护域   286

9.5.2  访问矩阵的概念   287

9.5.3  访问矩阵的修改   288

9.5.4  访问矩阵的实现   289

9.6  Linux的安全机制   290

9.7  小结   292

9.8  思考练习   293

第10章  嵌入式操作系统   294

10.1  嵌入式系统概述   294

10.1.1  嵌入式系统的定义   294

10.1.2  嵌入式系统与个人计算机的

异同   295

10.1.3  嵌入式系统的硬件体系   295

10.2  嵌入式软件   297

10.2.1  嵌入式控制软件   297

10.2.2  嵌入式操作系统   299

10.3  常见的嵌入式操作系统   301

10.3.1  μC/OS-III   301

10.3.2  嵌入式Linux   302

10.4  小结   303

10.5  思考练习   304

参考文献   305