作業系統原理(2017年清華大學出版社出版的圖書)

成書過程

修訂過程

該教材是作者在教學實踐和科學研究的基礎上，結合作業系統教學大綱、研究生入學考試要求和全國計算機技術與軟體專業技術資格考試大綱，在參考了中國國內外出版的眾多作業系統教材的基礎上編寫而成。

該教材第3、4章由於世東編寫，第1、5章由張麗娜編寫，第2、8章由董麗薇編寫，第6、7章由穆寶良編寫，第9章由於楊編寫。高源副教授審閱了全稿並提出了修改意見；瀋陽工業大學牛連強教授在該教材編寫過程中給予了指點和幫助。

出版工作

2017年6月1日，該教材由清華大學出版社出版。

出版社工作人員

責任編輯	封面設計	責任校對	責任印製
賈斌	常雪影	梁毅	宋林

內容簡介

全書共分為9章。

第1章作業系統引論：包括計算機系統與作業系統；作業系統的概念；作業系統的歷史、類型、功能和特性；作業系統體系結構。

第2章進程與執行緒：包括進程的概念、進程控制、執行緒、處理器調度。

第3章進程並發控制：包括並發概述、PV操作、進程同步、管程、進程間訊息傳遞。

第4章記憶體管理：包括記憶體管理概述、記憶體管理的基礎、單道編程中的記憶體管理、多道編程中的記憶體管理、空閒空間管理。

第5章頁式和段式記憶體管理：包括頁式記憶體管理、頁面更新算法、段式記憶體管理、虛擬記憶體。

第6章I/O管理：包括I/O管理概述、I/O系統、I/O緩衝、獨占設備的分配、設備處理、虛擬設備、磁碟管理、磁碟高速快取、固態盤和智慧型磁碟討論。

第7章檔案管理：包括檔案管理概述、檔案組織和存取、目錄管理、檔案共享與安全、輔存空間管理。

第8章死鎖：包括死鎖原理、死鎖檢測、死鎖避免、死鎖預防、活鎖與飢餓。

第9章多處理機系統介紹：包括多處理機基本概念；多處理機記憶體結構；多處理機作業系統類型；多處理器之間的通信；多處理機同步；多處理機調度；多處理器；超執行緒和多核的比較。

教材目錄

1.1計算機系統與作業系統

1.1.1計算機系統的組成

1.1.2OS在計算機系統中的位置

1.2什麼是作業系統

1.2.1作為用戶與計算機的接口

1.2.2作為系統資源的管理者

1.3作業系統的歷史

1.3.1穿孔卡片

1.3.2簡單批處理系統

1.3.3多道批處理系統

1.3.4分時系統

1.3.5實時系統

1.4作業系統的類型

1.4.1大型計算機作業系統

1.4.2伺服器作業系統

1.4.3個人計算機作業系統

1.4.4多處理機作業系統

1.4.5移動設備作業系統

1.4.6嵌入式作業系統

1.4.7智慧卡作業系統

1.5作業系統的功能和特徵

1.5.1作業系統的功能

1.5.2作業系統的特徵

1.6作業系統體系結構

1.6.1單體結構

1.6.2層次式結構

1.6.3虛擬機結構

1.6.4C/S結構

1.6.5微核心架構

小結

第2章進程與執行緒

2.0問題導入

2.1什麼是進程

2.1.1進程的引入

2.1.2進程與進程控制塊

2.2進程控制

2.2.1進程的層次結構

2.2.2進程創建

2.2.3進程終止

2.2.4進程的狀態與轉換

2.2.5進程的實現

2.3執行緒

2.3.1執行緒的引入及定義

2.3.2執行緒的狀態

2.3.3執行緒的特徵

2.3.4執行緒的分類

2.3.5多核和多執行緒

2.4處理器調度

2.4.1調度的功能與時機

2.4.2調度算法的目標

2.4.3批處理作業調度

2.4.4互動系統進程調度

2.4.5實時系統進程調度

2.4.6執行緒調度

小結

第3章進程並發控制

3.0問題導入

3.1並發概述

3.1.1並發的概念

3.1.2時序錯誤

3.1.3臨界區

3.1.4進程的互斥

3.2PV操作

3.2.1信號量與PV操作

3.2.2用PV操作實現進程互斥

3.3進程同步

3.3.1同步的概念

3.3.2PV操作實現進程同步

3.3.3生產者消費者問題

3.3.4讀者寫者問題

3.3.5時間同步問題

3.4管程

3.4.1什麼是管程

3.4.2使用信號量的管程

3.4.3使用通知和廣播的管程

3.4.4用管程解決哲學家進餐問題

3.5進程間訊息傳遞

3.5.1訊息傳遞的類型

3.5.2直接傳遞

3.5.3間接傳遞

3.5.4訊息格式

3.5.5解決生產者消費者問題

小結

第4章記憶體管理

4.0問題導入

4.1記憶體管理概述

4.1.1存儲結構

4.1.2記憶體管理的目標

4.1.3作業系統在記憶體中的位置

4.1.4虛擬記憶體的概念

4.2記憶體管理的基礎

4.2.1重定位

4.2.2保護與共享

4.2.3邏輯組織

4.2.4物理組織

4.3單道編程中的記憶體管理

4.4多道編程中的記憶體管理

4.4.1固定分區的多道編程記憶體管理

4.4.2地址翻譯的方法

4.4.3動態地址翻譯的優點

4.4.4非固定分區的記憶體管理

4.4.5交換

4.4.6重疊

4.4.7雙基址

4.5空閒空間管理

小結

第5章頁式和段式記憶體管理

5.0問題導入

5.1頁式記憶體管理

5.1.1基本原理

5.1.2分頁記憶體管理

5.1.3分頁系統的優缺點

5.1.4快表

5.1.5頁共享與保護

5.1.6記憶體抖動

5.2頁面更新算法

5.2.1頁面交換機制

5.2.2最優更新算法

5.2.3先進先出更新算法

5.2.4最近最久未使用更新算法

5.3段式記憶體管理

5.3.1基本原理

5.3.2分段記憶體管理

5.3.3段的共享與保護

5.3.4分頁與分段管理的主要區別

5.3.5段頁式記憶體管理

5.4虛擬記憶體

5.4.1虛擬記憶體

5.4.2請求分頁式記憶體管理

5.4.3請求分段式記憶體管理

小結

第6章I/O管理

6.0問題導入

6.1I/O管理概述

6.2I/O系統

6.2.1I/O系統結構

6.2.2I/O控制方式

6.3I/O緩衝

6.3.1緩衝的作用

6.3.2單緩衝

6.3.3雙緩衝

6.3.4多緩衝

6.3.5緩衝池

6.4獨占設備的分配

6.4.1設備的邏輯號和物理號

6.4.2設備的獨立性

6.4.3獨占設備的分配

6.5設備處理

6.5.1設備驅動程式

6.5.2設備的中斷處理

6.6虛擬設備

6.6.1脫機外圍設備操作

6.6.2在線上外圍設備操作

6.6.3SPOOLing技術套用

6.7磁碟管理

6.7.1磁碟結構與性能參數

6.7.2磁碟空間的管理

6.7.3磁碟調度策略

6.7.4RAID技術

6.8磁碟高速快取

6.8.1設計考慮因素

6.8.2性能考慮因素

6.9磁碟討論

6.9.1固態盤

6.9.2智慧型磁碟系統

小結

第7章檔案管理

7.0問題導入

7.1檔案管理概述

7.1.1檔案和檔案系統

7.1.2檔案的分類和結構

7.1.3檔案系統的功能

7.2檔案組織和存取

7.3目錄管理

7.3.1內容結構

7.3.2命名

7.4檔案共享與安全

7.4.1訪問許可權

7.4.2同時訪問

7.4.3檔案安全

7.5輔存空間管理

7.5.1檔案分配

7.5.2空閒空間管理

7.6檔案的使用

小結

第8章死鎖

8.0問題導入

8.1死鎖原理

8.1.1資源分類

8.1.2資源分配圖

8.1.3死鎖的必要條件

8.2死鎖檢測

8.2.1死鎖檢測算法

8.2.2從死鎖中恢復

8.3死鎖避免

8.3.1安全狀態與不安全狀態

8.3.2銀行家算法

8.4死鎖預防

8.4.1破壞互斥

8.4.2破壞占有且等待

8.4.3破壞不可搶占

8.4.4破壞環路等待

8.5活鎖與飢餓

小結

第9章多處理機系統介紹

9.0問題導入

9.1多處理機基本概念

9.1.1多處理器結構

9.1.2超執行緒結構

9.1.3多核結構

9.1.4多核超執行緒結構

9.2多處理機記憶體結構

9.2.1UMA結構

9.2.2NUMA結構

9.2.3COMA結構

9.2.4NORMA結構

9.3多處理機作業系統類型

9.4多處理器之間的通信

9.5多處理機同步

9.6多處理機調度

9.7多處理器、超執行緒和多核的比較

小結

參考文獻

（註：目錄排版順序為從左列至右列）

教學資源

配套教材

該教材有配套教材——《作業系統原理習題與實驗指導》，書中包括例題解析、課後自測題、自測題答案及分析、實驗指導。

書名	書號	出版社	出版時間	作者
《作業系統原理習題與實驗指導》	9787302465416	清華大學出版社	2017.05.01	於世東、王泓、孫笑微

課程資源

該教材還提供了PPT課件。

教材特色

該教材在內容選擇、理論深度等方面進行了分析和研討，注重對學生的啟發。在該教材編寫過程中，注重基礎理論的闡述，強調理論與實踐的結合。每一章的內容從一個問題開始，讓學生帶著問題開始知識的學習，促進學生的思考和參與。

作業系統原理(2017年清華大學出版社出版的圖書)

基本介紹