作業系統教程（第2版）

《作業系統教程（第2版）》是2019年9月清華大學出版社出版的圖書，作者是張成姝、姜麗、曹輝、徐克奇、林捷。

基本介紹

• 書名：作業系統教程（第2版）
• 作者：張成姝、姜麗、曹輝、徐克奇、林捷
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2019年9月
• 定價：49.5 元
• ISBN：9787302527527

內容簡介

本書詳細介紹了作業系統的基本原理，以作業系統的五大功能作為主線，分章節闡述了作業系統的理論基礎。主要內容包括用戶與作業系統的接口、處理器資源管理、存儲器管理、I/O設備管理、檔案系統。最後介紹了作業系統安全知識，並對Windows、Linux以及Android作業系統作了簡單剖析。各章均配有大量的精選習題，題型豐富，有助於讀者領會和掌握相關知識。本書力求做到結合實際、突出套用、便於教學，同時各章例題錄製了視頻講解，以幫助讀者學習和掌握作業系統的理論知識。

本書可作為高等院校計算機科學與技術、軟體工程、網路工程等各相關專業的本科教材，也可作為非計算機專業的教學參考書。

圖書目錄

第1章引論

1.1作業系統的作用和定義

1.1.1作業系統的作用

1.1.2作業系統的定義

1.2作業系統的發展過程

1.3作業系統的功能和特性

1.3.1作業系統的功能

1.3.2作業系統的特性

1.4作業系統的分類

1.4.1批處理系統

1.4.2分時作業系統

1.4.3實時作業系統

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作業系統的結構模型

1.5.1整體式模型

1.5.2層次式模型

1.5.3微核心與客戶/伺服器模型

1.5.4面向對象模型

本章小結

習題

第2章用戶與作業系統的接口

2.1作業控制級接口

2.1.1作業和作業類型

2.1.2脫機用戶接口

2.1.3在線上用戶接口

2.2Shell命令語言

2.2.1Shell簡介

2.2.2Shell命令

2.2.3Shell腳本

2.3程式級接口

2.3.1用戶態和核心態

2.3.2特權指令和訪管指令

2.4系統調用

2.4.1系統調用的概念和類型

2.4.2系統調用的實現

本章小結

習題

第3章進程的描述與控制

3.1程式執行方式與進程的引入

3.1.1程式順序執行

3.1.2程式並發執行

3.2進程描述

3.2.1進程的定義

3.2.2進程的特性

3.2.3進程與程式的區別

3.2.4進程控制塊

3.3進程狀態

3.3.1進程執行

3.3.2進程的基本狀態

3.3.3進程的掛起

3.4進程控制

3.4.1核心

3.4.2微核心

3.4.3進程控制

3.5執行緒

3.5.1執行緒引入

3.5.2執行緒的定義

3.5.3執行緒的狀態

3.5.4執行緒和進程的比較

3.5.5執行緒分類

3.5.6執行緒的模型

本章小結

習題

第4章進程通信

4.1進程的同步與互斥

4.1.1進程合作

4.1.2共享資源

4.1.3與時間有關的錯誤

4.1.4臨界資源與臨界區

4.1.5同步機構設計準則

4.2互斥的軟體方法

4.3硬體指令機制

4.3.1測試與設定技術

4.3.2TS指令

4.3.3利用TS實現進程互斥

4.4信號量機制

4.4.1整型信號量

4.4.2結構型信號量

4.4.3AND型信號量集

4.4.4管程機制

4.5用信號量機制實現互斥與同步

4.5.1用信號量實現互斥

4.5.2用信號量實現同步

4.6經典進程同步問題

4.6.1生產者消費者問題

4.6.2哲學家就餐問題

4.6.3讀者寫者問題

4.6.4睡眠的理髮師問題

4.7進程通信

4.7.1共享存儲區系統

4.7.2管道通信系統

4.7.3訊息傳遞系統

4.7.4客戶/伺服器系統

本章小結

習題

第5章處理器調度

5.1三級調度的概念

5.1.1作業的狀態及其轉換

5.1.2調度的層次

5.1.3調度模型

5.1.4作業和進程的關係

5.2作業調度

5.2.1作業調度的功能

5.2.2作業調度的目標與性能衡量

5.3進程調度

5.3.1進程調度的功能

5.3.2進程調度方式

5.3.3進程調度的時機

5.4常用的調度算法

5.4.1先來先服務調度算法

5.4.2短作業(進程)優先調度算法

5.4.3時間片輪轉調度算法

5.4.4高優先權優先調度算法

5.4.5最高回響比優先調度算法

5.4.6多級佇列調度算法

5.4.7多級反饋佇列調度算法

5.5實時調度

5.5.1實現實時調度的基本條件

5.5.2實時調度算法的分類

5.5.3最早截止時間優先算法

5.5.4最低鬆弛度優先算法

5.6實例分析： UNIX進程調度

5.6.1調度時機

5.6.2調度標記設定

5.6.3優先數計算

5.6.4調度的實現

本章小結

習題

第6章死鎖

6.1死鎖的基本概念

6.1.1死鎖的定義

6.1.2死鎖產生的原因

6.1.3死鎖的必要條件

6.1.4處理死鎖的策略

6.2死鎖預防

6.3死鎖避免

6.3.1安全狀態和不安全狀態

6.3.2利用銀行家算法避免死鎖

6.4死鎖檢測

6.5死鎖解除

6.6死鎖綜合處理

本章小結

習題

第7章實存儲管理技術

7.1存儲管理的基本概念

7.1.1多級存儲器結構

7.1.2存儲管理要解決的問題

7.1.3存儲管理的分類

7.1.4地址重定位

7.2連續分配存儲管理方式

7.2.1單一連續分配方式

7.2.2固定分區存儲管理方式

7.2.3可變分區存儲管理方式

7.3離散分配存儲管理方式

7.3.1分頁存儲管理方式

7.3.2分段存儲管理方式

7.3.3段頁式存儲管理

本章小結

習題

第8章虛擬存儲管理技術

8.1虛擬存儲器的基本概念

8.1.1局部性原理

8.1.2虛擬存儲器

8.2對換

8.2.1多道程式環境下的對換技術

8.2.2對換空間的管理

8.3請求分頁式存儲管理方式

8.3.1請求分頁式存儲管理的基本概念

8.3.2頁面分配策略

8.3.3頁面調入時機

8.4頁面置換算法

8.4.1先進先出置換算法

8.4.2最佳置換算法

8.4.3最近最久未使用置換算法

8.4.4最近未使用置換算法

8.4.5Clock置換算法

8.4.6請求分頁系統的性能分析

8.5請求分段式存儲管理方式

8.5.1請求分段存儲管理的基本概念

8.5.2分段共享與保護

本章小結

習題

第9章設備管理

9.1I/O設備管理的基本概念

9.1.1I/O系統的功能

9.1.2I/O軟體的層次結構

9.2I/O系統的組成

9.2.1I/O設備概述

9.2.2設備控制器

9.2.3I/O通道

9.3I/O控制方式

9.3.1程式I/O方式

9.3.2中斷驅動I/O方式

9.3.3直接存儲器存取方式

9.3.4I/O通道方式

9.4緩衝管理

9.4.1緩衝的引入

9.4.2緩衝區及其管理

9.5設備分配

9.5.1設備分配中的數據結構

9.5.2設備分配策略

9.5.3設備獨立性

9.5.4獨占設備分配方法

9.5.5SPOOLing技術

9.6I/O軟體

9.6.1中斷處理程式

9.6.2設備驅動程式

9.6.3與設備無關的系統軟體

9.6.4用戶空間的I/O軟體

9.7磁碟I/O

9.7.1磁碟性能概述

9.7.2數據的組織

9.7.3磁碟訪問時間

9.7.4磁碟調度算法

本章小結

習題

第10章檔案系統

10.1檔案和檔案系統

10.1.1檔案

10.1.2檔案系統

10.1.3檔案的分類

10.1.4檔案系統的功能和基本操作

10.2檔案的邏輯結構

10.2.1檔案邏輯結構的定義

10.2.2檔案的組織和存取

10.3外存分配

10.3.1檔案的物理結構

10.3.2連續分配

10.3.3連結分配

10.3.4索引分配

10.3.5檔案分配表

10.4檔案

10.4.1檔案控制塊

10.4.2索引結點

10.4.3單級結構

10.4.4二級結構

10.4.5多級結構

10.4.6查詢技術

10.5檔案存儲空間的管理

10.5.1空閒表法

10.5.2空閒鍊表法

10.5.3位示圖

10.5.4成組連結法

10.6檔案的共享

10.6.1結構中的共享

10.6.2打開檔案結構中的共享

10.6.3管道檔案

10.7檔案系統的安全性

10.7.1檔案的存取控制

10.7.2檔案的轉儲和恢復

10.8Linux檔案系統

10.9Windows NTFS

10.9.1NTFS的重要特徵

10.9.2NTFS的磁碟組織

10.9.3NTFS的檔案組織

10.9.4NTFS的可恢復性

本章小結

習題

第11章作業系統的安全性

11.1作業系統安全性概述

11.1.1作業系統安全性的內容

11.1.2作業系統安全性的特性

11.2數據的安全管理與保護

11.2.1數據加密技術

11.2.2認證技術

11.3系統攻擊

11.3.1內部攻擊

11.3.2外部攻擊

11.4計算機病毒

11.4.1計算機病毒概述

11.4.2計算機病毒的分類

11.4.3常用反病毒技術

11.4.4未來計算機病毒的發展趨勢

本章小結

習題

第12章作業系統介紹

12.1Windows作業系統簡介

12.1.1Windows作業系統概述

12.1.2Windows系統結構

12.1.3Windows進程和執行緒

12.1.4Windows存儲管理

12.1.5Windows同步機制

12.2Linux作業系統簡介

12.2.1Linux作業系統概述

12.2.2Linux核心模組

12.2.3Linux進程和進程調度

12.2.4Linux記憶體管理

12.2.5Linux檔案管理

12.3Android作業系統簡介

12.3.1Android作業系統概述

12.3.2Android作業系統架構

12.3.3Android作業系統進程管理

12.3.4Android作業系統記憶體管理

本章小結

習題