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操作系統原理及應用（簡體書）
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目次
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商品簡介
本書全面地講述了操作系統的基本概念、原理和方法，從原理、概念和技術的角度介紹了操作系統的基礎知識，包括進程管理、中斷與調度、死鎖、存儲管理、文件系統、I/O設備管理、用戶接口以及當今較為成熟和流行的操作系統，以進程、內存和文件系統等管理為基礎完成實踐，每章最後還詳細增加基於Linux的實踐內容以幫助學生理解操作系統原理。本課程作為計算機專業考研課程，涵蓋了往年的所有考研大綱內容。
名人/編輯推薦
《操作系統原理及應用》由國防工業出版社出版。
目次
第1章 操作系統概述
1.1 操作系統的地位、作用與目標
1.1.1 操作系統的地位
1.1.2 操作系統的作用
1.1.3 操作系統的目標
1.2 操作系統的形成與發展
1.2.1 操作系統的產生與形成
1.2.2 操作系統的定義
1.2.3 作業的概念
1.2.4 操作系統的發展
1.3 進程的引入
1.3.1 前趨圖
1.3.2 程序的順序執行
1.3.3 程序的并發執行
1.3.4 引入進程
1.4 操作系統的特征
1.5 操作系統的功能
1.5.1 處理機管理功能
1.5.2 存儲器管理功能
1.5.3 設備管理功能
1.5.4 文件管理功能
1.5.5 用戶接口
1.5.6 操作系統的安全性
1.6 流行操作系統簡介
1.6.1 Windows系列操作系統
1.6.2 UNIX操作系統
1.6.3 Mac操作系統
1.6.4 Linux操作系統
習題
第2章 進程管理
2.1 進程的描述
2.1.1 進程的概念
2.1.2 進程控制塊
2.1.3 進程的狀態及其轉換
2.1.4 Linux申進程描述
2.2 進程控制
2.2.1 進程的創建
2.2.2 進程的撤銷
2.2.3 進程的阻塞與喚醒
2.2.4 進程的掛起與激活
2.2.5 程序的執行過程
2.3 線程
2.3.1 線程的引入
2.3.2 線程的概述
2.3.3 線程的分類
2.4 進程同步
2.4.1 資源與進程
2.4.2 進程同步機制
2.4.3 信號量機制
2.4.4 信號量機制的應用
2.5 經典的進程同步問題
2.5.1 生產者一消費者問題
2.5.2 哲學家進餐問題
2.5.3 讀者一寫者問題
2.5.4 管程機制
2.6 進程通信
2.6.1 高級通信概述
2.6.2 進程的直接通信與間接通信
2.6.3 基于消息緩沖通信方式
2.7 Linux進程管理
2.7.1 Linux進程控制
2.7.2 Linux系統中進程通信
習題
第3章 資源分配與死鎖
3.1 資源管理與分配
3.1.1 資源管理的目的和任務
3.1.2 資源分配方式及策略
3.1.3 資源分配圖
3.2 死鎖概述
3.2.1 死鎖的定義
3.2.2 死鎖產生的原因
3.2.3 死鎖產生的必要條件
3.2.4 處理死鎖的方法
3.3 死鎖處理方式——預防死鎖
3.4 死鎖處理方式——避免死鎖
3.4.1 引入安全狀態
3.4.2 銀行家算法的數據結構
3.4.3 銀行家算法的實現
3.4.4 安全性算法檢查
3.4.5 銀行家算法舉例
3.5 死鎖處理方式——檢測與解除死鎖
3.5.1 死鎖的檢測
3.5.2 死鎖的解除
習題
第4章 任務調度管理
4.1 調度概述
4.1.1 作業處理概述
4.1.2 調度概述
4.1.3 調度算法的評價準則
4.2 批處理系統調度算法
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 高優先權優先調度算法
4.3 分時系統調度算法
4.4 實時系統調度算法和多處理機調度
4.4.1 實時系統調度
4.4.2 常用的實時調度算法
4.4.3 多處理機調度
4.5 Linux系統調度
習題
第5章 存儲器管理
5.1 存儲器概述
5.1.1 計算機的存儲體系
5.1.2 內存管理的功能
5.2 連續分配存儲管理方式
5.2.1 單一連續分配方式
5.2.2 固定分區分配方式
5.2.3 可變分區分配方式
5.2.4 可重定位分區分配方式
5.2.5 伙伴系統
5.3 離散分配存儲管理方式——基本分頁存儲管理方式
5.3.1 基本思想
5.3.2 地址變換機構
5.3.3 多級頁表和反置頁表
5.3.4 頁的共享和保護
5.3.5 基本分頁存儲管理方式特點
5.4 離散分配存儲管理方式——基本分段式存儲管理方式
5.4.1 分段系統的基本原理
5.4.2 段的共享和保護
5.4.3 分段存儲管理方式和分頁存儲管理方式的區別
5.4.4 段頁式存儲管理方式
5.5 虛擬存儲器
5.5.1 常規存儲器特征
5.5.2 局部性原理
5.5.3 虛擬存儲器的基本原理
5.5.4 虛擬存儲器的容量
5.5.5 虛擬存儲器的特征
5.6 請求分頁存儲管理方式
5.6.1 請求分頁系統的基本原理
5.6.2 頁表機制；
5.6.3 缺頁中斷機構
5.6.4 地址變換機構
5.6.5 內存分配策略
5.6.6 調頁策略
5.6.7 頁面置換算法
5.6.8 請求分頁系統性能分析
5.7 請求分段存儲管理方式
5.7.1 段表機制
5.7.2 缺段中斷機構
5.7.3 段的共享與保護
5.8 Linux虛擬存儲器管理
5.8.1 Linux內存管理概述
5.8.2 分段和分頁機制
5.8.3 Buddy算法
5.8.4 虛存空間映射
5.8.5 交換機制
習題
第6章 設備管理
6.1 I/O設備管理概述
6.1.1 設備管理的功能
6.1.2 I/O系統結構
6.1.3 I/O設備分類
6.1.4 I/O設備應用原理
6.2 I/O控制方式
6.2.1 程序I/O控制方式
6.2.2 中斷驅動控制方式
6.2.3 直接存儲器訪問I/O控制方式（DMA I/O控制方式）
6.2.4 I/O通道控制方式
6.3 緩沖管理
6.3.1 緩沖的引入
6.3.2 緩沖區分類
6.4 I/O軟件
6.4.1 I/O軟件的層次
6.4.2 中斷處理程序
6.4.3 設備驅動程序
6.4.4 設備獨立性
6.5 設備分配
6.5.1 設備分配的安全性
6.5.2 設備分配策略
6.5.3 設備分配
6.6 虛擬設備
6.6.1 虛擬設備的引入
6.6.2 SPOOLing系統的基本原理
6.6.3 共享打印機的實現
6.7 磁盤存儲器管理
6.7.1 磁盤存儲器結構
6.7.2 磁盤調度算法
6.7.3 磁盤高速緩存
6.8 Linux系統設備管理
習題
第7章 文件管理
7.1 文件概述
7.1.1 文件分類
7.1.2 文件系統結構
7.2 文件的結構
7.2.1 文件的邏輯結構
7.2.2 文件的物理結構
7.2.3 外存空間管理
7.3 文件目錄管理
7.3.1 目錄管理功能
7.3.2 文件控制塊
7.3.3 目錄管理
7.4 文件的共享與安全性
7.4.1 文件共享
7.4.2 文件的安全性
7.5 Linux文件系統
7.5.1 Linux系統文件的物理結構
7.5.2 Linux系統的文件系統
習題
第8章 操作系統的安全與保護
8.1 安全性概述
8.1.1 安全問題
8.1.2 安全威脅
8.1.3 安全操作系統的功能
8.2 操作系統的安全策略
8.2.1 隔離保護策略
8.2.2 分層保護策略
8.2.3 操作系統安全的評估和標準
8.3 安全保護機制
8.3.1 內存保護機制
8.3.2 訪問控制技術
8.3.3 數據加密技術
8.3.4 認證機制
8.4 Linux系統的安全機制
習題
參考文獻
1.1 操作系統的地位、作用與目標
1.1.1 操作系統的地位
1.1.2 操作系統的作用
1.1.3 操作系統的目標
1.2 操作系統的形成與發展
1.2.1 操作系統的產生與形成
1.2.2 操作系統的定義
1.2.3 作業的概念
1.2.4 操作系統的發展
1.3 進程的引入
1.3.1 前趨圖
1.3.2 程序的順序執行
1.3.3 程序的并發執行
1.3.4 引入進程
1.4 操作系統的特征
1.5 操作系統的功能
1.5.1 處理機管理功能
1.5.2 存儲器管理功能
1.5.3 設備管理功能
1.5.4 文件管理功能
1.5.5 用戶接口
1.5.6 操作系統的安全性
1.6 流行操作系統簡介
1.6.1 Windows系列操作系統
1.6.2 UNIX操作系統
1.6.3 Mac操作系統
1.6.4 Linux操作系統
習題
第2章 進程管理
2.1 進程的描述
2.1.1 進程的概念
2.1.2 進程控制塊
2.1.3 進程的狀態及其轉換
2.1.4 Linux申進程描述
2.2 進程控制
2.2.1 進程的創建
2.2.2 進程的撤銷
2.2.3 進程的阻塞與喚醒
2.2.4 進程的掛起與激活
2.2.5 程序的執行過程
2.3 線程
2.3.1 線程的引入
2.3.2 線程的概述
2.3.3 線程的分類
2.4 進程同步
2.4.1 資源與進程
2.4.2 進程同步機制
2.4.3 信號量機制
2.4.4 信號量機制的應用
2.5 經典的進程同步問題
2.5.1 生產者一消費者問題
2.5.2 哲學家進餐問題
2.5.3 讀者一寫者問題
2.5.4 管程機制
2.6 進程通信
2.6.1 高級通信概述
2.6.2 進程的直接通信與間接通信
2.6.3 基于消息緩沖通信方式
2.7 Linux進程管理
2.7.1 Linux進程控制
2.7.2 Linux系統中進程通信
習題
第3章 資源分配與死鎖
3.1 資源管理與分配
3.1.1 資源管理的目的和任務
3.1.2 資源分配方式及策略
3.1.3 資源分配圖
3.2 死鎖概述
3.2.1 死鎖的定義
3.2.2 死鎖產生的原因
3.2.3 死鎖產生的必要條件
3.2.4 處理死鎖的方法
3.3 死鎖處理方式——預防死鎖
3.4 死鎖處理方式——避免死鎖
3.4.1 引入安全狀態
3.4.2 銀行家算法的數據結構
3.4.3 銀行家算法的實現
3.4.4 安全性算法檢查
3.4.5 銀行家算法舉例
3.5 死鎖處理方式——檢測與解除死鎖
3.5.1 死鎖的檢測
3.5.2 死鎖的解除
習題
第4章 任務調度管理
4.1 調度概述
4.1.1 作業處理概述
4.1.2 調度概述
4.1.3 調度算法的評價準則
4.2 批處理系統調度算法
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 高優先權優先調度算法
4.3 分時系統調度算法
4.4 實時系統調度算法和多處理機調度
4.4.1 實時系統調度
4.4.2 常用的實時調度算法
4.4.3 多處理機調度
4.5 Linux系統調度
習題
第5章 存儲器管理
5.1 存儲器概述
5.1.1 計算機的存儲體系
5.1.2 內存管理的功能
5.2 連續分配存儲管理方式
5.2.1 單一連續分配方式
5.2.2 固定分區分配方式
5.2.3 可變分區分配方式
5.2.4 可重定位分區分配方式
5.2.5 伙伴系統
5.3 離散分配存儲管理方式——基本分頁存儲管理方式
5.3.1 基本思想
5.3.2 地址變換機構
5.3.3 多級頁表和反置頁表
5.3.4 頁的共享和保護
5.3.5 基本分頁存儲管理方式特點
5.4 離散分配存儲管理方式——基本分段式存儲管理方式
5.4.1 分段系統的基本原理
5.4.2 段的共享和保護
5.4.3 分段存儲管理方式和分頁存儲管理方式的區別
5.4.4 段頁式存儲管理方式
5.5 虛擬存儲器
5.5.1 常規存儲器特征
5.5.2 局部性原理
5.5.3 虛擬存儲器的基本原理
5.5.4 虛擬存儲器的容量
5.5.5 虛擬存儲器的特征
5.6 請求分頁存儲管理方式
5.6.1 請求分頁系統的基本原理
5.6.2 頁表機制；
5.6.3 缺頁中斷機構
5.6.4 地址變換機構
5.6.5 內存分配策略
5.6.6 調頁策略
5.6.7 頁面置換算法
5.6.8 請求分頁系統性能分析
5.7 請求分段存儲管理方式
5.7.1 段表機制
5.7.2 缺段中斷機構
5.7.3 段的共享與保護
5.8 Linux虛擬存儲器管理
5.8.1 Linux內存管理概述
5.8.2 分段和分頁機制
5.8.3 Buddy算法
5.8.4 虛存空間映射
5.8.5 交換機制
習題
第6章 設備管理
6.1 I/O設備管理概述
6.1.1 設備管理的功能
6.1.2 I/O系統結構
6.1.3 I/O設備分類
6.1.4 I/O設備應用原理
6.2 I/O控制方式
6.2.1 程序I/O控制方式
6.2.2 中斷驅動控制方式
6.2.3 直接存儲器訪問I/O控制方式（DMA I/O控制方式）
6.2.4 I/O通道控制方式
6.3 緩沖管理
6.3.1 緩沖的引入
6.3.2 緩沖區分類
6.4 I/O軟件
6.4.1 I/O軟件的層次
6.4.2 中斷處理程序
6.4.3 設備驅動程序
6.4.4 設備獨立性
6.5 設備分配
6.5.1 設備分配的安全性
6.5.2 設備分配策略
6.5.3 設備分配
6.6 虛擬設備
6.6.1 虛擬設備的引入
6.6.2 SPOOLing系統的基本原理
6.6.3 共享打印機的實現
6.7 磁盤存儲器管理
6.7.1 磁盤存儲器結構
6.7.2 磁盤調度算法
6.7.3 磁盤高速緩存
6.8 Linux系統設備管理
習題
第7章 文件管理
7.1 文件概述
7.1.1 文件分類
7.1.2 文件系統結構
7.2 文件的結構
7.2.1 文件的邏輯結構
7.2.2 文件的物理結構
7.2.3 外存空間管理
7.3 文件目錄管理
7.3.1 目錄管理功能
7.3.2 文件控制塊
7.3.3 目錄管理
7.4 文件的共享與安全性
7.4.1 文件共享
7.4.2 文件的安全性
7.5 Linux文件系統
7.5.1 Linux系統文件的物理結構
7.5.2 Linux系統的文件系統
習題
第8章 操作系統的安全與保護
8.1 安全性概述
8.1.1 安全問題
8.1.2 安全威脅
8.1.3 安全操作系統的功能
8.2 操作系統的安全策略
8.2.1 隔離保護策略
8.2.2 分層保護策略
8.2.3 操作系統安全的評估和標準
8.3 安全保護機制
8.3.1 內存保護機制
8.3.2 訪問控制技術
8.3.3 數據加密技術
8.3.4 認證機制
8.4 Linux系統的安全機制
習題
參考文獻
書摘/試閱
在動態分配方式下，各個執行的進程都是將資源申請的操作推遲到要使用該類資源再進行申請，這樣顯然不會影響計算機系統中其他進程的并發執行，最大程度地放寬對各類資源的利用，但是這種方式很可能存在某個進程占有一類資源又去申請新的資源的情況，導致系統進入僵持狀態。
不管是哪種分配方式，如果計算機系統中有多個進程都需要申請同一資源時，到底應該先分配給哪個進程，更有利于提高計算機系統中資源的利用率呢？主要包括先請求先服務策略、優先級高的進程先進行分配。這些分配策略可適應于進程調度、作業調度、I／O設備分配和內存分配。下面進行簡要介紹。
1）先請求先服務
在先請求先服務的分配策略中，計算機系統將需要訪問的各個進程按照請求的先后次序進行排序，每次新產生的請求進程排在隊列的末尾，有資源被釋放時，先喚醒隊列首部的第一個請求進程。
2）優先級高者先服務
在優先級高者優先的分配策略下，計算機系統將需要訪問某類資源的進程按照優先級高低進行排序，每次新的請求進程按照本身優先級與已有等待進程優先級進行比較，插入到優先級排序的有序隊列的恰當位置，當有資源釋放時，先喚醒隊列首部的優先級最高的進程，進行資源分配。當然，該等待隊列也可采用無序隊列，但在喚醒進程時，系統需查找整個隊列，找到最符合條件的進程喚醒。
3.1.3資源分配圖
進程的資源分配問題可以通過有方向的圖形象地表示。這種有向圖稱為系統的資源分配圖（Resource Allocation Graph，RAG），或者稱為有向資源分配圖（Directed Resource Allocation Graph，DRAG）。資源分配圖描述了整個計算機系統中各個進程對系統中資源的申請和分配情況。
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