《作業系統（第2版）》是2009年清華大學出版社出版的圖書，作者是鈥東寧。
基本介紹
- 中文名： 作業系統（第2版）
- 作者：鈥東寧
- 出版社： 清華大學出版社
- 出版時間：2009年
- 定價：88 元
- ISBN： 9787302199502
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書主要作為作業系統的專業教程，旨在通過從最基礎的內容到高級概念逐步闡述的方法揭開作業系統的神秘面紗。作者用深入淺出的語言探討了進程管理、信息管理和記憶體管理的複雜機制，並且闡述了死鎖、並發等重要主題。本書不僅對計算機科學專業的本科生有幫助，而且對於希望了解作業系統內部工作原理的應用程式員也很有用。
◆ 全面介紹了並行處理
◆ 介紹了多媒體作業系統
◆ 擴充了有關作業系統安全性和保護的內容
◆ 加強了介紹分散式處理的內容
◆ 關於Linux、Windows NT/2000的典型案例分析
圖書目錄
第1章 作業系統發展史 1
1.1 第0代—— 機械器件 1
1.2 第1代(1945～1955)
—— 真空管 1
1.3 第2代(1955～1965)
—— 電晶體 2
1.4 第3代(1965～1980)
—— 積體電路 6
1.5 第4代(1980～現在)
—— 大規模集成 10
1.5.1 桌面系統 10
1.5.2 多處理器系統 12
1.5.3 分散式處理技術 13
1.5.4 集群式系統 13
1.5.5 手持系統 14
1.6 關鍵字 14
1.7 總結 15
1.8 複習題 17
第2章 計算機體系結構 19
2.1 引言 19
2.2 4GL程式 20
2.3 3GL程式 20
2.4 2GL程式 21
2.5 1GL(機器語言)程式 23
2.5.1 彙編器 23
2.5.2 指令格式 23
2.5.3 載入/重定位 25
2.6 0GL(硬體級)語言 26
2.6.1 基本概念 26
2.6.2 CPU暫存器 28
2.6.3 算術邏輯單元(ALU) 29
2.6.4 開關 30
2.6.5 解碼器電路 30
2.6.6 機器周期 31
2.6.7 一些示例 32
2.7 程式上下文 35
2.8 中斷 36
2.8.1 中斷需求 36
2.8.2 針對中斷的計算機硬體 36
2.9 關鍵字 41
2.10 總結 42
2.11 複習題 43
第3章 作業系統——函式和結構 47
3.1 什麼是作業系統？ 47
3.2 作業系統的不同服務 51
3.2.1 信息管理 52
3.2.2 進程管理 52
3.2.3 記憶體管理 53
3.3 系統調用的使用 54
3.4 可移植性問題 55
3.5 作業系統的用戶觀點 56
3.6 圖形用戶界面(GUI) 61
3.7 作業系統結構 62
3.7.1 整體(簡單的)作業系統 63
3.7.2 分層作業系統 63
3.7.3 微核心作業系統 65
3.7.4 外核作業系統 66
3.8 虛擬機 66
3.9 引導 68
3.10 關鍵字 69
3.11 總結 70
3.12 複習題 71
第4章 信息管理 75
4.1 引言 75
4.1.1 磁碟基礎 77
4.1.2 直接存儲器存取(DMA) 90
4.2 檔案系統 91
4.2.1 引言 91
4.2.2 塊和塊編碼方案 92
4.2.3 檔案支持級別 95
4.2.4 寫記錄 96
4.2.5 讀記錄 100
4.2.6 作業系統和DMS
之間的關係 102
4.2.7 檔案目錄條目 106
4.2.8 打開/關閉操作 107
4.2.9 磁碟空間分配方法 108
4.2.10 目錄結構：用戶觀點 123
4.2.11 目錄系統的實現 127
4.3 設備驅動程式(DD) 135
4.3.1 基礎知識 135
4.3.2 路徑管理 138
4.3.3 DD的子模組 140
4.3.4 I/O過程 142
4.3.5 I/O調度程式 144
4.3.6 設備處理程式 150
4.3.7 中斷服務程式(ISR) 150
4.3.8 完整的描述 150
4.4 終端I/O 152
4.4.1 引言 152
4.4.2 終端硬體 152
4.4.3 終端軟體 154
4.5 CD光碟(CD-ROM) 171
4.5.1 技術細節 172
4.5.2 光碟上的組織數據 173
4.5.3 DVD光碟 174
4.6 關鍵字 174
4.7 總結 176
4.8 複習題 177
第5章 進程管理 181
5.1 引言 181
5.2 什麼是進程？ 182
5.3 多道程式設計技術的演化 182
5.4 上下文切換 184
5.5 進程狀態 186
5.5.1 運行態 186
5.5.2 就緒態 186
5.5.3 阻塞態 186
5.6 進程狀態轉移 187
5.7 進程控制塊 188
5.8 進程層次結構 193
5.9 對進程的操作 195
5.10 創建進程 196
5.11 銷毀進程 199
5.12 調度進程 200
5.13 更改進程優先權 200
5.14 阻塞進程 201
5.15 再次調度進程 202
5.16 時間用完的進程 202
5.17 喚醒進程 203
5.18 掛起/恢復進程 204
5.19 進程調度 206
5.19.1 調度目標 206
5.19.2 優先權和時間片
的概念 208
5.19.3 調度理論 209
5.19.4 調度級別 210
5.19.5 調度策略
(針對短期調度) 211
5.20 多執行緒技術 216
5.20.1 多執行緒模型 218
5.20.2 執行緒的實現 220
5.21 關鍵字 221
5.22 總結 222
5.23 複習題 224
第6章 進程間通信 227
6.1 生產者－消費者問題 227
6.2 生產者－消費者問題的
解決方案 232
6.2.1 中斷禁止/啟動 232
6.2.2 鎖標識 232
6.2.3 互斥原語 233
6.2.4 互斥原語的實現 234
6.2.5 替換策略 235
6.2.6 Peterson算法 236
6.2.7 硬體支持 238
6.2.8 信號量 240
6.3 經典IPC問題 244
6.3.1 算法 244
6.3.2 監視器 250
6.3.3 訊息傳遞 251
6.4 關鍵字 252
6.5 總結 252
6.6 複習題 254
第7章 死鎖 257
7.1 引言 257
7.2 死鎖的圖形化解釋 258
7.3 出現死鎖的前提條件 260
7.4 死鎖策略 260
7.4.1 忽略死鎖 261
7.4.2 檢測死鎖 261
7.4.3 從死鎖中恢復 265
7.4.4 預防死鎖 266
7.4.5 避免死鎖 269
7.5 關鍵字 272
7.6 總結 273
7.7 複習題 273
第8章 記憶體管理 277
8.1 引言 277
8.2 單個連續記憶體管理 279
8.3 固定分區記憶體管理 281
8.3.1 引言 281
8.3.2 分配算法 282
8.3.3 交換 284
8.3.4 重定位和地址轉換 285
8.3.5 保護和共享 287
8.3.6 評價 290
8.4 可變分區 290
8.4.1 引言 290
8.4.2 分配算法 292
8.4.3 交換 295
8.4.4 重定位和地址轉換 295
8.4.5 保護和共享 296
8.4.6 評估 296
8.5 非連續分配法——
一般概念 297
8.6 分頁 298
8.6.1 原理介紹 298
8.6.2 分配算法 301
8.6.3 交換 304
8.6.4 重定位和地址轉換 304
8.7 分段 317
8.7.1 引言 317
8.7.2 交換 320
8.7.3 地址轉換和重定位 321
8.7.4 共享和保護 323
8.8 複合系統 325
8.9 虛擬記憶體管理系統 327
8.9.1 引言 327
8.9.2 重定位和地址轉換 331
8.9.3 交換 334
8.9.4 重定位和地址轉換 347
8.9.5 保護和共享 347
8.9.6 評估 347
8.9.7 虛擬記憶體的設計考慮 348
8.10 關鍵字 351
8.11 總結 353
8.12 複習題 355
第9章 作業系統
——安全性和保護 359
9.1 引言 359
9.2 安全性威脅 360
9.3 對安全的攻擊 361
9.3.1 身份驗證 361
9.3.2 瀏覽 361
9.3.3 後門 362
9.3.4 無效的參數 362
9.3.5 搭線 362
9.3.6 電子數據捕捉 362
9.3.7 損失線 362
9.3.8 不正確的訪問控制 362
9.3.9 廢物恢復 363
9.3.10 流氓軟體 363
9.3.11 隱蔽信道 364
9.4 由參數引起的安全性侵犯 364
9.4.1 拒絕服務 364
9.4.2 更嚴重的侵犯 365
9.4.3 解決方法：原子驗證 366
9.5 計算機蠕蟲 367
9.5.1 起源 367
9.5.2 工作模式 367
9.5.3 Internet蠕蟲 368
9.5.4 對抗蠕蟲的安全措施 368
9.6 計算機病毒 368
9.6.1 病毒種類 368
9.6.2 感染方法 369
9.6.3 工作模式 369
9.6.4 檢測病毒 372
9.6.5 清除病毒 373
9.6.6 預防病毒 373
9.7 安全性設計原則 373
9.7.1 公開設計 373
9.7.2 最小特權 373
9.7.3 顯式命令 373
9.7.4 連續驗證 374
9.7.5 簡單的設計 374
9.7.6 用戶認可 374
9.7.7 多種條件 374
9.8 身份驗證 374
9.8.1 集中式環境下的
身份驗證 374
9.8.2 分散式環境下的
身份驗證 379
9.9 保護機制 379
9.9.1 保護框架 379
9.9.2 存取控制表(ACL) 384
9.9.3 能力表 386
9.9.4 組合法 388
9.10 數據加密 389
9.11 基本概念 390
9.11.1 明文和密文 390
9.11.2 替換加密 391
9.11.3 換位加密 391
9.11.4 密碼系統類型 393
9.12 數字簽名 397
9.13 關鍵字 401
9.14 總結 402
9.15 複習題 403
第10章 並行處理 407
10.1 引言 407
10.2 什麼是並行處理？ 408
10.3 分散式處理和並行
處理的差異 408
10.4 並行處理的優點 409
10.4.1 性能 409
10.4.2 容錯性 409
10.4.3 增量增長 409
10.4.4 性價比 410
10.5 並行處理程式的編寫 410
10.6 計算機分類 410
10.7 支持並行處理的機器
體系結構 411
10.7.1 基於匯流排的互連 411
10.7.2 交換記憶體存取 412
10.7.3 超立方體結構 413
10.8 針對並行處理器的
作業系統 414
10.8.1 獨立式作業系統 414
10.8.2 主/從系統 414
10.8.3 對稱式作業系統 415
10.9 並行處理作業系統
存在的問題 415
10.9.1 互斥 415
10.9.2 死鎖 416
10.10 案例分析—— Mach系統 418
10.10.1 Mach系統中的
記憶體管理 419
10.10.2 Mach系統中的通信 420
10.10.3 Mach系統中的
作業系統模擬 420
10.11 案例分析——
DG/UX系統 421
10.12 關鍵字 422
10.13 總結 423
10.14 複習題 423
第11章 分散式處理中的作業系統 427
11.1 引言 427
11.2 分散式處理 428
11.2.1 集中式處理與分散式
處理的比較 428
11.2.2 分散式套用 429
11.2.3 數據的分布 430
11.2.4 控制的分布 431
11.2.5 分散式處理示例 432
11.2.6 NOS的功能 438
11.2.7 全局作業系統概述 443
11.3 進程轉移 448
11.3.1 進程轉移的需要 448
11.3.2 進程轉移的發起 448
11.3.3 進程轉移內容 449
11.3.4 進程轉移示例 449
11.3.5 驅逐 450
11.3.6 轉移進程 450
11.4 遠程過程調用 450
11.4.1 引言 451
11.4.2 訊息傳遞方案 451
11.4.3 訊息傳遞方案分類 451
11.1.4 RPC 452
11.4.5 調用過程 452
11.4.6 參數表示法 453
11.4.7 連線埠 454
11.4.8 RPC和執行緒 454
11.5 分布的進程 455
11.5.1 基於進程的DOS 456
11.5.2 基於對象的DOS 456
11.5.3 對象請求代理
程式(ORB) 457
11.6 分散式檔案管理 458
11.6.1 引言 458
11.6.2 檔案複製 458
11.6.3 分散式檔案系統 459
11.7 NFS—— 範例分析 463
11.7.1 引言 463
11.7.2 NFS設計目標 463
11.7.3 NFS組件 463
11.7.4 NFS工作原理 466
11.8 分散式處理中的快取管理 467
11.9 印表機伺服器 469
11.10 基於客戶的信息
處理技術 470
11.11 客戶－伺服器信息
處理技術 472
11.12 分散式資料庫系統中
存在的問題 476
11.12.1 分散式快照算法 476
11.12.2 兩階段提交 477
11.13 分散式互斥 478
11.14 分散式系統中的
死鎖問題 482
11.14.1 預防死鎖 482
11.14.2 避免死鎖 483
11.14.3 檢測死鎖 483
11.15 區域網路(LAN)環境和協定 484
11.15.1 引言 484
11.15.2 數據通信錯誤 484
11.15.3 訊息、包、幀 485
11.15.4 NIC功能：示例 487
11.15.5 LAN媒介信號和
拓撲結構 488
11.16 網路協定 489
11.16.1 計算機通信協定 491
11.16.2 OSI模型 495
11.16.3 分層的組織結構 497
11.16.4 物理層 498
11.16.5 數據鏈路層 499
11.16.6 網路層 501
11.16.7 傳輸層 502
11.16.8 會話層 504
11.16.9 表示層 505
11.16.10 套用層 505
11.17 關鍵字 506
11.18 總結 508
11.19 複習題 508
第12章 Windows 2000/NT：
案例分析 511
12.1 引言 511
12.2 Windows NT 513
12.3 Windows NT 515
12.3.1 進程同步 515
12.3.2 記憶體管理 516
12.4 Windows 2000 518
12.4.1 Win32套用編程接口
(Win32 API) 519
12.4.2 Windows註冊表 520
12.4.3 作業系統組織結構 523
12.4.4 Windows 2000中的
進程管理 530
12.4.5 Windows 2000中的
記憶體管理 535
12.4.6 Windows 2000中的
檔案處理 535
12.4.7 Windows 2000的
安全性 541
12.4.8 Windows 2000和
Kerberos 544
12.4.9 MS-DOS模擬 548
12.5 關鍵字 549
12.6 總結 550
12.7 複習題 551
第13章 UNIX：案例分析 553
13.1 引言 553
13.2 UNIX的發展史 554
13.3 UNIX概述 558
13.4 UNIX檔案系統 562
13.4.1 檔案系統的用戶觀點 562
13.4.2 不同類型的檔案 563
13.4.3 加掛/卸載檔案系統 569
13.4.4 重要的UNIX
目錄/檔案 570
13.4.5 檔案系統內部結構 575
13.4.6 檔案系統運行時的
數據結構 587
13.4.7 “Open(打開)”
系統調用 591
13.4.8 “Read(讀)”
系統調用 592
13.4.9 “Write(寫入)”
系統調用 593
13.4.10 隨機查找——
“Lseek”系統調用 594
13.4.11 “Close(關閉)”
系統調用 595
13.4.12 “Create(創建)”
系統調用 595
13.4.13 “Delete(刪除)”
系統調用 597
13.4.14 “chdir(改變目錄)”
系統調用 597
13.4.15 管道的實現 598
13.4.16 加掛/卸載的實現 599
13.4.17 連結/解鏈的實現 599
13.4.18 UNIX中設備
I/O的實現 600
13.5 用於進程/記憶體管理的
數據結構 603
13.5.1 編譯過程 603
13.5.2 進程表 606
13.5.3 u區 606
13.5.4 每個進程區域表
(PRegion) 607
13.5.5 區域表(RT) 608
13.5.6 頁面映射表(PMT) 610
13.5.7 核心堆疊 613
13.6 進程狀態和狀態轉移 614
13.7 UNIX作業系統中程式
的運行和終止 616
13.7.1 引言 616
13.7.2 “Fork”系統調用 618
13.7.3 “Exec”系統調用 619
13.7.4 進程終止——
“Exit”系統調用 621
13.7.5 “Wait”系統調用 621
13.8 使用系統(引導和登錄) 622
13.8.1 引導進程：進程0和
進程1 622
13.8.2 登錄進程 623
13.9 進程調度 627
13.10 記憶體管理 631
13.10.1 引言 631
13.10.2 交換技術 632
13.10.3 請求頁面調度 634
13.10.4 請求頁面調度示例 639
13.11 Solaris進程/執行緒管理和
同步—— 範例分析 641
13.11.1 Solaris執行緒和
SMP管理 641
13.11.2 Solaris進程結構 642
13.11.3 Solaris執行緒同步 643
13.12 關鍵字 644
13.13 總結 644
第14章 Linux：案例分析 647
14.1 引言 647
14.2 UNIX和Linux的比較 649
14.3 進程管理 649
14.4 進程調度 651
14.5 記憶體管理 654
14.6 檔案管理 655
14.7 設備驅動程式 656
14.8 安全性 656
14.8.1 存取控制 656
14.8.2 用戶身份驗證 657
14.9 關鍵字 658
14.10 總結 659
14.11 複習題 659
第15章 多媒體作業系統 663
15.1 什麼是多媒體 663
15.1.1 基本定義 663
15.1.2 圖片/圖像 664
15.1.3 顏色 668
15.1.4 視頻 669
15.1.5 聲音 670
15.2 多媒體和數據壓縮 673
15.2.1 基本概念 673
15.2.2 常用的圖像檔案格式 674
15.2.3 常用的音頻檔案格式 675
15.3 視頻伺服器 676
15.4 進程管理 678
15.5 多媒體檔案系統 679
15.6 多媒體檔案存儲機制 680
15.6.1 磁帶 680
15.6.2 光存儲器 680
15.6.3 磁碟 681
15.7 視頻伺服器的組織形式 681
15.8 關鍵字 682
15.9 總結 683
15.10 複習題 683
