作業系統原理及套用(2021年清華大學出版社出版的圖書)

《作業系統原理及套用》是2021年清華大學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：作業系統原理及套用
• 作者：王紅
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2021年3月
• 開本：16 開
• ISBN：9787302571186

內容簡介

本書內容按照本科作業系統課程教學大綱的要求，系統介紹了作業系統基本概念和基本原理，並在各章中結合Linux實例加以講解。本書內容主要包括：作業系統概論、進程管理、調度與死鎖、記憶體管理、檔案管理、設備管理、作業系統的安全性，以及目前流行的Windows等作業系統實例。

作者簡介

王紅,濰坊學院計算機工程學院副教授,1988年畢業於山東工業大學計算數學專業,2007年獲山東科技大學計算機軟體與理論碩士學位。主要講授課程：《Ｃ語言程式設計》、《作業系統》等；主要研究方向：計算機軟體架構與理論、作業系統、算法設計與分析。主持科研項目一項，省級科研項目2項，濰坊市科技發展計畫項目3項；作為主持人獲濰坊市科技進步二等獎兩項；近年公開出版高等院校規劃教材6部；發表Ei及以上論文10篇。

圖書目錄

第1章作業系統概述

1.1作業系統的地位和目標

1.1.1作業系統的地位

1.1.2作業系統的目標

1.2作業系統的功能

1.2.1提供人機接口

1.2.2管理計算機系統資源

1.3作業系統的發展過程

1.3.1推動作業系統發展的主要動力

1.3.2無作業系統的計算機系統

1.4作業系統的類型

1.4.1批處理系統

1.4.2分時系統

1.4.3實時系統

1.4.4微機作業系統

1.4.5網路作業系統

1.4.6分散式作業系統

1.4.7嵌入式作業系統

1.5作業系統的特徵

1.6作業系統的體系結構

1.6.1層次結構

1.6.2微核心結構

1.7Linux簡介

1.7.1Linux概述

1.7.2Linux的核心特徵

1.7.3Linux的發展及展望

本章小結

習題1

第2章進程管理

2.1進程的引入

2.1.1程式的順序執行

2.1.2程式的並發執行及其特徵

2.1.3進程的定義與特徵

2.1.4進程的基本狀態及轉換

2.1.5Linux進程的狀態

2.2進程的描述

2.2.1PCB

2.2.2進程控制塊的組織方式

2.2.3Linux進程的PCB

2.3進程控制

2.3.1進程的家族關係

2.3.2進程的創建與終止

2.3.3進程的阻塞與喚醒

2.3.4Linux系統調用

2.4進程的同步與互斥

2.4.1臨界資源的概念

2.4.2進程的互斥與同步

2.4.3實現進程同步的軟體方法

2.4.4實現進程同步的硬體機制

2.5信號量機制

2.5.1信號量的概念

2.5.2信號量的申請與釋放

2.5.3利用信號量實現進程的同步與互斥

2.6進程同步問題舉例

2.6.1兩個簡單的例子

2.6.2生產者消費者問題

2.6.3讀者寫者問題

2.6.4哲學家進餐問題

2.7管程

2.7.1管程的概念

2.7.2利用管程實現進程同步與互斥

2.7.3管程套用

2.8進程的高級通信

2.8.1共享存儲器系統

2.8.2訊息傳遞系統

2.8.3管道通信系統

2.9信號通信機制

2.9.1信號通信與中斷的關係

2.9.2信號的基本概念

2.9.3信號的傳送

2.9.4信號的處理方式

2.10執行緒

2.10.1執行緒的基本概念

2.10.2執行緒的狀態與轉換操作

2.10.3引入執行緒的好處

2.10.4多執行緒的實現

2.10.5Linux系統的執行緒

本章小結

習題2

第3章處理機調度與死鎖

3.1作業管理

3.1.1作業的概念及分類

3.1.2作業的狀態

3.1.3作業管理的功能

3.1.4作業與進程的關係

3.2分級調度

3.3作業調度

3.3.1作業調度的功能

3.3.2調度算法的目標

3.4進程調度

3.4.1進程調度的功能

3.4.2進程調度的時機

3.4.3進程上下文的切換

3.4.4Linux系統中進程調度發生的時機

3.5調度算法

3.5.1先來先服務調度算法

3.5.2短作業（進程）優先調度算法

3.5.3高回響比優先調度算法

3.5.4優先權調度算法

3.5.5時間片輪轉調度算法

3.5.6多級佇列調度算法

3.5.7多級反饋佇列調度算法

3.6Linux系統的調度算法

3.6.1Linux系統的進程調度策略

3.6.2Linux系統的優先權調度策略

3.6.3實時進程的調度策略

3.7死鎖問題

3.7.1死鎖的概念

3.7.2解決死鎖問題的基本方法

3.7.3產生死鎖的原因及必要條件

3.8死鎖的預防

3.8.1摒棄占有且申請條件

3.8.2摒棄不可搶占條件

3.8.3摒棄環路條件

3.9死鎖的避免

3.9.1系統的安全狀態

3.9.2由安全狀態向不安全狀態的轉化

3.9.3銀行家算法

3.10利用銀行家算法避免死鎖

3.10.1銀行家算法中的數據結構

3.10.2銀行家算法的實現

3.10.3銀行家算法的套用

3.11死鎖的檢測與解除

3.11.1死鎖檢測的時機

3.11.2死鎖的檢測

3.11.3死鎖的解除

本章小結

習題3

第4章記憶體管理

4.1存儲器管理概述

4.1.1存儲層次結構

4.1.2存儲層次結構部分

4.1.3用戶程式的處理過程

4.1.4存儲空間及重定位

4.2分區存儲管理

4.2.1單道程式的連續分配

4.2.2固定分區分配方式

4.2.3動態分區分配

4.2.4可重定位分區

4.3頁式存儲管理

4.3.1頁式存儲管理的思想

4.3.2頁式存儲管理的數據結構

4.3.3頁式存儲管理的重定位

4.3.4快表

4.3.5兩級和多級頁表

4.4段式存儲管理

4.4.1段式存儲管理的思想

4.4.2段頁式存儲管理

4.5虛擬存儲器

4.5.1局部性原理

4.5.2對換

4.5.3覆蓋

4.5.4虛擬存儲器

4.6請求分頁記憶體管理

4.6.1請求分頁的實現

4.6.2記憶體分配策略

4.7頁面置換算法

4.7.1先進先出頁面置換算法

4.7.2近久未使用頁面置換算法

4.7.3置換算法

4.7.4時鐘置換算法

4.7.5抖動與工作集

4.8請求分段存儲管理

4.8.1請求分段的原理和硬體支持

4.8.2段的共享與保護

4.8.3段的共享與保護的實現

4.9Linux系統的記憶體管理方法

4.9.1Linux的分頁管理機制

4.9.2虛存段的組織與管理

4.9.3記憶體的共享和保護

4.9.4記憶體空間管理

4.9.5空閒記憶體管理

4.9.6核心態記憶體的申請與釋放

4.9.7用戶態記憶體的申請和釋放

4.9.8交換空間

4.9.9頁交換進程和頁面換出

4.9.10缺頁中斷和頁面換入

本章小結

習題4

第5章檔案管理

5.1檔案管理概述

5.1.1檔案的概念

5.1.2檔案系統

5.1.3檔案的分類

5.1.4檔案存取方式

5.2檔案的邏輯結構

5.2.1流式檔案

5.2.2記錄檔案

5.3外存分配方式

5.3.1連續分配方式

5.3.2連結分配方式

5.3.3索引分配方式

5.4檔案目錄管理

5.4.1檔案控制塊和索引節點

5.4.2檔案目錄結構

5.4.3按名存取

5.5檔案存儲空間的管理

5.5.1空閒空間表法

5.5.2位示圖法

5.5.3空閒塊鏈法

5.5.4空閒塊成組連結法

5.6檔案共享與安全性

5.6.1檔案的共享

5.6.2檔案的安全性

5.7Linux檔案系統

5.7.1檔案類型

5.7.2Linux檔案目錄

5.7.3虛擬檔案系統

5.7.4EXT2

5.7.5Linux常用系統調用

本章小結

習題5

第6章設備管理

6.1I/O系統組成

6.1.1I/O設備

6.1.2設備控制器

6.1.3I/O通道

6.1.4I/O軟體的層次結構

6.2數據傳輸控制方式

6.2.1程式直接控制方式

6.2.2中斷控制方式

6.2.3DMA方式

6.2.4通道控制方式

6.3中斷技術

6.3.1中斷的概念

6.3.2中斷源

6.3.3中斷回響

6.3.4中斷處理

6.4緩衝技術

6.4.1緩衝的引入

6.4.2利用緩衝技術進行I/O操作

6.4.3緩衝區的設定

6.4.4緩衝池

6.5設備分配

6.5.1與設備分配相關的因素

6.5.2虛擬設備技術

6.6SPOOLING系統

6.6.1SPOOLING系統簡介

6.6.2SPOOLING系統的組成

6.7I/O控制過程

6.7.1用戶進程的I/O請求

6.7.2設備驅動程式

6.8磁碟I/O

6.8.1磁碟存儲格式

6.8.2磁碟I/O性能

6.8.3磁碟調度

6.8.4磁碟高速快取

6.9Linux系統的設備管理

6.9.1Linux系統設備管理概述

6.9.2Linux設備驅動程式的接口

6.9.3Linux的磁碟高速快取

本章小結

習題6

第7章現代作業系統

7.1UNIX作業系統

7.1.1UNIX作業系統的發展

7.1.2UNIX作業系統的特點

7.1.3UNIX系統的核心結構

7.1.4UNIX系統的進程管理

7.1.5UNIX系統的記憶體管理

7.1.6UNIX系統的檔案管理

7.1.7UNIX系統的設備管理

7.2分散式作業系統

7.2.1分散式作業系統的特性

7.2.2進程遷移

7.2.3分散式進程管理

7.3多處理機作業系統

7.3.1多處理機系統的基本概念

7.3.2多處理機系統的功能與分類

7.3.3集群系統

本章小結

習題7

第8章作業系統的安全性

8.1作業系統安全性概述

8.1.1計算機系統安全性的內涵

8.1.2計算機系統安全性評價基礎

8.1.3計算機系統安全性評價準則

8.2作業系統的安全機制

8.2.1硬體安全機制

8.2.2用戶身份認證機制

8.2.3訪問控制

8.2.4加密技術

8.2.5病毒及其防禦機制

8.2.6監控和審計日誌

本章小結

習題8

參考文獻