計算機作業系統（第3版）(2018年清華大學出版社出版的圖書)

成書過程

修訂情況

該教材增加了第11章作業系統安全，介紹安全作業系統的相關概念及其重要組成部分，其中包括硬體安全機制、自主存取控制、強制存取控制、最小特權管理、系統審計、可信通道及計算機系統的安全測評準則等。另外通過對Linux、Windows 7、Android OS及Mac OS&IOS等一些主流作業系統安全機制的介紹。最後引入了雲計算作業系統中兩款典型的雲平台綜合管理系統WindowsAzure及ChromeOS。

該教材由郁紅英統稿。第0章、第11章由王磊、郁紅英編寫，第1~8章由郁紅英編寫，第9章由郁紅英、武磊編寫，第10章由郁紅英、李春強編寫。另外，馮庚豹、陳杰、田雨、郁楊、馮璡參加了尋槳格資料查詢、整理及繪圖等工作。在修訂過程中，聽取了多高校授課教師與讀者的意見和建凳拳議。

出版工作

2018年7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
魏斷兆擊江江、王冰飛	劉鍵	時翠蘭	叢懷宇

內容簡介

該教材介紹了現代作業系統的基本理論和技術，並具體分析了Windows 7和Linux中的實現技術和方法。全書分為12章，為了便於沒有先修計算機原理、計算機組織結構課程的讀者閱讀，該書第2版中增加了第0章，簡單介紹了計算機系統，尤其是計算機硬體組成；第1章概述了作業系統的定義、發展、功能、特徵和類型；第2章到第8章分別介紹進程與執行緒、進程同步與通信、調度與死鎖、存儲管理、虛擬存儲管理、設備管理和檔案管理；第9章和第10章分別講述Windows和Linux兩個常用作業系統的實現技術；第3版新增了第11章，介紹作業系統安全。每章後附有思考與練府照符習題。

教材目錄

第0章計算機系統概述

0.1計算機系統及其結構少盼姜嬸

0.2計算機硬體

0.2.1中央處理器

0.2.2存儲器

0.2.3I/O系統

0.2.4匯流排

0.2.5啟動計算機

0.3指令的執行

0.3.1取指令與執行指令

0.3.2I/O函式

0.4中斷

0.4.1中斷與指令周期

0.4.2中斷處理

0.4.3多箇中斷

思考與練習題

第1章作業系統引論

1.1作業系統的定義

1.1.1資源管理的船糊連蒸觀點

1.1.2用戶的觀點（擴展機器的觀點）

1.2作業系統的產生和發展

1.2.1第一代計算機沒有作業系統

1.2.2第二代計算機有了監控系統

1.2.3第三代計算機作業系統得到極大的發展

1.2.4第四代計算機作業系統向多元化方向發展

1.3作業系統的特徵

1.4作業系統的功能

1.4.1進程管理

1.4.2存儲管理

1.4.3設備管理

1.4.4檔案管理

1.4.5作業系統接口

1.5作業系統類型

1.5.1批處理作業系統

1.5.2分時作業系統

1.5.3實時作業系統

1.5.4微機作業系統

1.5.5多處理機作業系統

1.5.6網路作業系統

1.5.7分散式作業系統

1.5.8嵌入式作業系統

思考與練習題

第2章進程與執行緒

2.1進程的引入

2.1.1單道程式的順序執行

2.1.2多道程式的並發執行

2.1.3程式並發執行的條件

2.1.4進程的概念

2.2進程的狀態及組成

2.2.1進程的基本狀態

2.2.2進程的掛起狀態

2.2.3進程控制塊

2.3進程婆漏紋控制

2.3.1作業系統核心

2.3.2進程的創建與撤銷

2.3.3進程的阻塞與喚醒

2.3.4進程的掛起與激活

2.4執行緒

2.4.1執行緒的概念

2.4.2執行緒與進程的比較

2.4.3執行緒的實現

2.4.4多執行緒問題

思考與練習題

第3章進程同步與通信

3.1進程同步與互斥

3.1.1並發原理

3.1.2臨界資源與臨界區

3.1.3互斥實現的硬體方法

3.1.4互斥實現的軟體方法

3.1.5信號量和PV操作

3.2經典進程同步與互斥問題

3.2.1生產者—消費者問題

3.2.2讀者—寫者問題

3.2.3哲學家進餐問題

3.2.4打瞌睡的理髮師問題

3.3AND信號量

3.3.1AND信號量的引入

3.3.2用AND信號量解決實際套用

3.4管程

3.4.1管程的思想

3.4.2管程的結構

3.4.3用管程解決實際套用

3.5同步與互斥實例

3.5.1Solaris的同步與互斥

3.5.2Windows的同步與互斥

3.5.3Linux的同步與互斥

3.6進程通信

3.6.1進程通信的類型

3.6.2進程通信中的問題

3.6.3訊息傳遞系統的實現

3.6.4客戶端—伺服器系統通信

思考與練習題

第4章調度與死鎖

4.1調度類型與準則

4.1.1調度類型

4.1.2進程調度方式

4.1.3進程調度時機

4.1.4調度的性能準則

4.2調度算法

4.2.1先來先服務調度算法

4.2.2短作業（進程）優先調度算法

4.2.3時間片輪轉調度算法

4.2.4優先權調度算法

4.2.5多級反饋佇列調度算法

4.2.6多種調度算法比較

4.3死鎖的基本概念

4.3.1死鎖定義

4.3.2死鎖產生的原因

4.3.3可重複使用資源和可消耗資源

4.3.4死鎖產生的必要條件

4.4死鎖的預防與避免

4.4.1死鎖的預防

4.4.2死鎖的避免

4.4.3銀行家算法

4.5死鎖的檢測與解除

4.5.1資源分配圖

4.5.2死鎖的解除

4.5.3鴕鳥算法

思考與練習題

第5章存儲管理

5.1程式的裝入和連結

5.1.1重定位

5.1.2連結

5.2連續分配存儲管理方式

5.2.1單一連續分區

5.2.2固定分區

5.2.3可變分區

5.2.4動態重定位分區

5.3頁式存儲管理

5.3.1頁式存儲管理的基本原理

5.3.2頁式存儲管理的地址變換機構

5.3.3頁表的硬體實現

5.3.4頁表的組織

5.3.5頁式存儲管理系統舉例

5.4段式存儲管理

5.4.1段式存儲管理的基本原理

5.4.2段式存儲管理系統地址變換過程

5.4.3分段和分頁的區別

5.4.4段的共享與保護

5.5段頁式存儲管理

5.5.1段頁式存儲管理的基本原理

5.5.2段頁式存儲管理的地址變換

5.5.3段頁式存儲管理系統舉例

思考與練習題

第6章虛擬存儲管理

6.1虛擬存儲器的引入

6.1.1局部性原理

6.1.2虛擬存儲器

6.1.3虛擬存儲器的特徵

6.2請求頁式存儲管理

6.2.1請求頁式存儲管理系統的實現

6.2.2請求頁式存儲管理駐留集管理

6.2.3請求頁式存儲管理的調入策略

6.2.4請求頁式存儲管理的頁面置換算法

6.2.5請求頁式存儲管理系統的性能

6.3請求段式存儲管理

6.3.1請求段式存儲管理的地址實現

6.3.2動態連結

思考與練習題

第7章設備管理

7.1I/O管理概述

7.1.1I/O管理的功能

7.1.2I/O硬體組成

7.1.3I/O設備

7.1.4設備控制器

7.1.5設備通道

7.2I/O控制方式

7.2.1程式直接控制方式

7.2.2中斷控制方式

7.2.3DMA控制方式

7.2.4通道控制方式

7.3I/O系統

7.3.1設備分配

7.3.2SPOOLing技術

7.3.3設備驅動程式

7.3.4中斷處理程式

7.4磁碟管理

7.4.1磁碟結構和管理

7.4.2磁碟調度

7.4.3獨立磁碟冗餘陣列

7.5緩衝管理

7.5.1緩衝

7.5.2磁碟高速快取

7.5.3提高磁碟I/O速度的其他方法

思考與練習題

第8章檔案管理

8.1檔案概述

8.1.1檔案類型

8.1.2檔案屬性

8.1.3檔案的操作

8.1.4檔案訪問方式

8.2檔案結構和檔案系統

8.2.1檔案結構

8.2.2有結構檔案的組織

8.2.3檔案系統

8.3目錄

8.3.1檔案控制塊和索引節點

8.3.2單級目錄

8.3.3兩級目錄

8.3.4樹形目錄

8.3.5目錄的查詢

8.3.6檔案的共享

8.4檔案系統實現

8.4.1檔案系統的格式

8.4.2檔案的存儲結構

8.4.3空閒存儲空間的管理

8.5檔案系統的可靠性

8.5.1壞塊管理

8.5.2備份

8.5.3檔案系統一致性問題

8.5.4數據一致性控制

8.6保護機制

8.6.1保護域

8.6.2保護矩陣的實現

8.6.3分級安全管理

思考與練習題

第9章Windows 7作業系統

9.1Windows 7的特點和結構

9.1.1Windows 7的特點

9.1.2Windows 7的結構

9.2Windows 7 進程管理

9.2.1Windows 7的進程和執行緒

9.2.2Windows 7的互斥與同步

9.2.3Windows 7的進程通信

9.2.4Windows 7的執行緒調度

9.3Windows 7記憶體管理

9.3.1Windows 7的地址空間布局

9.3.2Windows 7的地址變換機制

9.3.3Windows 7的記憶體分配

9.3.4Windows 7的頁面共享

9.3.5Windows 7的駐留集

9.3.6Windows 7的物理記憶體管理

9.4Windows 7設備管理

9.4.1Windows 7的I/O系統結構

9.4.2Windows 7的I/O系統的數據結構

9.4.3Windows 7的I/O系統的設備驅動程式

9.4.4Windows 7的I/O處理

9.4.5Windows 7的磁碟管理

9.4.6Windows 7的高速快取管理

9.4.7Windows 7的高速快取支持的操作

9.5Windows 7檔案管理

9.5.1Windows 7檔案系統概述

9.5.2NTFS卷及其結構

9.5.3NTFS的可恢復性、可靠性和安全性

思考與練習題

第10章Linux作業系統

10.1Linux核心設計

10.1.1核心設計目標

10.1.2微核心與單核心

10.1.3Linux核心結構

10.2Linux系統的啟動與初始化

10.2.1初始化系統

10.2.2作業系統的初始化

10.2.3init進程

10.3Linux進程管理

10.3.1Linux中的進程與執行緒

10.3.2進程與執行緒的創建和撤銷

10.3.3進程調度

10.3.4進程通信

10.4Linux記憶體管理

10.4.1虛擬記憶體管理

10.4.2物理記憶體管理

10.5Linux檔案管理

10.5.1虛擬檔案系統

10.5.2檔案系統的安裝與卸載

10.5.3EXT2邏輯檔案系統

10.6Linux設備管理

10.6.1Linux設備管理概述

10.6.2Linux設備的類型

10.6.3中斷

10.6.4快取和刷新機制

10.6.5磁碟調度

思考與練習題

第11章作業系統安全

11.1作業系統安全概述

11.1.1作業系統的脆弱性

11.1.2安全作業系統的重要性

11.2作業系統的安全機制

11.2.1硬體安全機制

11.2.2軟體安全機制

11.3作業系統安全評測

11.3.1作業系統安全評測方法

11.3.2國內外計算機系統安全評測準則

11.3.3美國國防部可信計算機系統評測準則

11.3.4中國計算機信息系統安全保護等級劃分準則

11.4分散式作業系統安全

11.4.1加密和數據簽名

11.4.2身份認證

11.4.3防火牆

11.5Linux作業系統安全性

11.5.1標識與鑑別

11.5.2存取控制

11.5.3審計與加密

11.5.4網路安全

11.5.5備份

11.6Windows 2000/XP作業系統安全

11.6.1Windows 2000/XP安全模型

11.6.2Windows的註冊表、檔案系統及系統的激活和授權機制

11.7主流作業系統安全機制

11.7.1Windows Vista/Windows 7作業系統

11.7.2Android作業系統

11.7.3Mac OS & IOS作業系統

11.8雲作業系統

11.8.1Windows Azure

11.8.2Google Chrome OS

思考與練習題

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

該教材有配套作業系統實驗指導與習題解析一書——《計算機作業系統實驗指導（第3版）》，書中有對應思考與練習題的詳細解答；同時，設計了不同類型的實驗題，對每個實驗題都進行了實驗指導，並配有經過測試的源程式代碼供學生參考。

書名	書號	出版社	出版時間	作者
《計算機作業系統實驗指導（第3版）》	9787302489108	清華大學出版社	2018.08.01	郁紅英

課程資源

該教材提供PPT課件、教學大綱、試卷、上機指導等教學資源。

教材特色

內容全面，講解系統：在內容講解上注意由淺入深、由表及里，先引出問題，再給出概念、實現技術和相關算法；
理論配有實例：該教材以Windows和Linux為實例，分別介紹了作業系統理論在這兩個實際作業系統中的具體套用，以充實的內容在抽象概念與實際套用之間架設起橋樑。

作者簡介

郁紅英，1963年生，女，北京人，北京信息科技大學信息管理學院副教授，主要研究方向為信息管理與信息系統。

王磊，北京信息科技大學信息管理學院副院長。

武磊，北京信息科技大學信息管理學院教師。

李春強，北京信息科技大學信息管理學院信息安全系主任。

計算機作業系統（第3版）(2018年清華大學出版社出版的圖書)

基本介紹

成書過程

修訂情況

出版工作

內容簡介

教材目錄

教學資源

教材特色

作者簡介

作者簡介

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