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編輯推薦： 本教材理论联系实践，全面介绍了现代操作系统的基本理论和知识。 內容簡介： 全书共分8章。 第1章操作系统概论； 關於作者： 本书由黄珍生任主编，杨世瀚、叶嘉、黄勇任副主编。黄珍生，广西民族大学数学与计算机科学学院，具有多年教学经验，发表多篇学术论文。1.论文：Liner Model of Two-stage Server Numbers and Load Throughputs，ICCDA 2011国际会议论文集,ISBN：978-1-4244-9789-7,IEEE出版，2011-05-20.EI收录号：20124815732651，独著 2.论文：A Metadata-P2P Framework for Discovery of File-sharing，ICCCI 2010国际会议论文集,ISBN：978-1-4244-8948-0,IEEE出版，2010-12-25，EI收录号：20121814982533，第1作者. 3.论文：基于小世界现象的Internet拓扑模型，《计算机工程与应用》2007.05，中文核心期刊，独著 4.论文：《SIP电话服务器故障切换与可用性分析》，《计算机应用与软件》2009.07，中文核心期刊，第1作者. 5.论文：二级服务器数量与负载流量的回归模型，《计算机应用与软件》2010.05，中文核心期刊，独著 目錄： 目 录 第1章 操作系统概述6 1.1 什么是操作系统6 1.2 操作系统的目标和功能9 1.2.1操作系统的目标9 1.2.2操作系统的功能10 1.3操作系统的产生、完善与发展12 1.3.1操作系统的产生12 1.3.2操作系统的完善16 1.3.3操作系统的发展23 1.4 操作系统的分类25 1.4.1嵌入式操作系统25 1.4.2 单用户操作系统25 1.4.3 网络操作系统25 1.4.4 分布式操作系统26 1.4.5 多处理器操作系统26 1.5操作系统的特性27 1.5.1并发性27 1.5.2共享性27 1.5.3异步性27 1.5.4虚拟性28 1.6操作系统的硬件环境28 1.6.1特权指令28 1.6.2系统调用30 1.6.3内存保护30 1.6.4中断机制31 第2章 作业、进程与线程34 2.1 作业与作业管理34 2.1.1作业的定义34 2.1.2作业的分类35 2.1.3 批处理作业控制36 2.2 进程与进程管理40 2.2.1进程的引入40 2.2.2进程状态模型45 2.2.3进程描述49 2.2.4进程控制块的组织51 2.2.5进程控制53 2.3 线程与线程管理57 2.3.1 线程的引入57 2.3.2 线程的实现方式60 第3章 进程同步与通信66 3.1 进程同步与互斥66 3.2 经典的进程同步与互斥问题82 3.2.1有限缓冲区的生产者-消费者问题82 3.2.2 哲学家就餐问题84 3.2.3读者----写者问题87 3.2.4 理发师睡觉问题90 3.3管程92 3.3.1管程的概念93 3.3.2管程解决生产者----消费者问题95 3.3.3管程解决哲学家进餐问题96 3.4进程通信98 3.4.1进程通信的方式98 3.4.2消息缓冲通信99 3.4.3信箱通信100 3.4.4共享文件通信101 3.4.5消息传递系统的若干问题101 第4章 调度与死锁105 4.1调度类型与准则105 4.1.1调度类型105 4.1.2进程调度方式106 4.1.3进程调度时机107 4.1.4调度性能的评价准则107 4.2调度算法109 4.2.1先来先服务调度算法109 4.2.2短作业（进程）优先调度算法111 4.2.3最短剩余时间优先调度算法112 4.2.4 响应比高者优先调度算法113 4.2.5时间片抢转调度算法115 4.2.6优先级调度算法117 4.2.7多级反馈队列调度算法118 4.3 实时调度119 4.3.1实现实时调度的基本条件119 4.3.2实时调度算法的分类120 4.3.3实时调度算法121 4.4 产生死锁的原因和必要条件124 4.4.1死锁定义124 4.4.2死锁产生的原因125 4.4.3死锁产生的必要条件127 4.4.4判断死锁的方法128 4.4.5 死锁处理的基本方法129 4.5死锁的预防与避免129 4.5.1死锁预防129 4.5.2死锁避免131 4.5.3银行家算法及其实现133 4.6死锁的检测与解除140 4.6.1 死锁检测140 4.6.2死锁解除142 第5章 存储管理148 5.1单道程序存储管理149 5.2分区存储管理150 5.2.1固定分区存储管理150 5.2.2可变分区存储管理152 5.2.3可变分区存储管理的实现154 5.2.4重定位和存储保护161 5.2.5伙伴系统165 5.3页式和段式存储管理168 5.3.1页式存储管理168 5.3.2段式存储管理174 5.3.3页式管理与段式管理的比较177 5.3.4段页式存储管理178 5.4覆盖技术与交换技术180 5.4.1覆盖技术180 5.4.2交换技术181 5.5虚拟存储技术182 5.5.1程序局部性原理183 5.5.2虚拟存储技术原理183 5.5.3虚拟页式存储管理184 5.5.4页面置换算法188 5.5.5缺页中断率194 5.5.6 页表结构197 5.5.7虚拟段式存储管理200 5.5.8虚拟段页式存储管理201 第6章 设备管理205 6.1 IO硬件205 6.1.1 IO设备205 6.1.2 轮询和中断207 6.1.3 直接内存访问（DMA）210 6.2 IO 软件211 6.2.1 IO软件结构的层次模型211 6.2.2 IO应用程序接口212 6.2.3 块设备与字符设备214 6.2.4 网络设备214 6.2.5 时钟与定时器215 6.2.6 阻塞与非阻塞IO215 6.2.7 IO向量216 6.3 IO内核子系统217 6.3.1 IO调度217 6.3.2 缓冲218 6.3.3 高速缓存219 6.3.4 信息暂存与设备预留220 6.3.5 错误处理220 6.3.6 IO保护220 6.3.7 内核数据结构221 6.3.8 把IO操作转换成硬件操作222 6.4 IO性能224 6.5 小结226 第7章 文件管理228 7.1 文件系统概述228 7.1.1文件及其分类228 7.1.2文件系统的功能229 7.2 文件的逻辑组织229 7.2.1顺序文件230 7.2.2索引文件230 7.2.3索引顺序文件231 7.2.4哈希文件231 7.3 文件的物理组织232 7.3.1连续分配232 7.3.2链接分配233 7.3.3索引文件234 7.4 目录管理236 7.4.1基本概念236 7.4.2 文件目录结构238 7.4.3 目录查询240 7.5文件存储空间的管理240 7.5.1位示图法240 7.5.2空闲表法241 7.5.3 空闲链表法241 7.5.4 成组链接法242 7.6 文件共享和保护243 7.6.1 文件共享243 7.6.2 文件保护244 第8章 系统安全性250 8.1系统安全的基本概念250 8.1.1系统安全性质描述250 8.1.2系统安全的威胁251 8.1.3安全模型252 8.1.4信息技术安全评估标准254 8.2数据加密技术256 8.2.1 密码学基本概念256 8.2.2对称加密算法和非对称加密算法258 8.2.3数字签名和数字证书260 8.3 常见攻击手段261 8.3.1缓冲区溢出攻击261 8.4操作系统安全264 8.4.1操作系统安全的基本概念264 8.4.2 Windows操作系统安全机制265 8.4.3 Windows 7安全框架266 参考文献269 內容試閱： 前 言 操作系统是计算机系统中不可缺少的系统软件，在计算机专业的课程体系中占有重要的地位，是计算机专业及相关专业的一门必修课程，也是计算机专业工作者必须掌握的知识。因此，一本适用的教材对操作系统课程的学习显得特别重要。 作者根据多年教学和科研的经验与体会，并汲取国内外操作系统方面优秀教材的精华，本着提高学生素质、培养创新意识的精神，遵循本科教学大纲的要求，兼顾考研的需要，力求做到概念清晰、表述准确、结构合理、取舍得当、由浅入深、循序渐进、通俗易懂、便于自学，以期达到较好的教学效果。 目前，用于普通高校本科生的操作系统教材较多，各有特色。本教材采用理论与实际相结合的方式，讲述传统和现代理论，以求达到学以致用的目的。具体来说，本教材注意了以下4个方面。 1.传统经典理论与现代最新技术相结合，便于学习上循序渐进，不割断历史，又着眼未来发展，考虑到与今后研究生课程的衔接及实际工作中的应用；既介绍作业、进程等方面的传统理论，又讲解线程、分布式操作系统、系统安全与保护等最新概念和技术。 2.理论讲解与例题讲解相结合，力求用简单浅显的例子或例题讲解抽象、深奥的理论，以期学生能更快更容易理解操作系统的原理和管理思想。 3.体现以学生和学习为中心的新理念。内容表述上力求用最简洁的语言、最简单的语法、图、文和表格相结合的方式，在讲授方法上注意由浅入深，由表及里，先引出问题，再给出概念、实现技术和典型算法，然后予以适当总结，以便学生自学。 4.理论与实践相结合。本书有配套的《操作系统实验指导与习题解答》教材，学生通过实验可以更直观地理解操作系统的地位、功能、管理思想与算法实现等内容，通过提供的详细习题解答可进一步巩固所学的知识。 考虑到本课程的课时数有限，我们对内容进行了精选。全书共分8章。第1章操作系统概论，介绍了操作系统的基本概念、操作系统的形成与发展、操作系统的功能和分类、操作系统的特征和作用；第2章介绍了作业、进程与线程的概念及其演进，引入作业、进程与线程的管理思想，现代操作系统引入线程的好处等；第3章介绍进程同步与通信原理，对进程控制、进程互斥与同步、进程通信等问题进行了分析和讨论，着重介绍了信号量机制；第4章介绍调度与死锁，着重讨论了批处理作业调度算法，探讨系统发生死锁的原因以及死锁预防、死锁避免、死锁检测与恢复的方法，着重介绍死锁避免算法的实现。第5章存储管理，介绍了存储管理的基本知识，讨论了存储管理的基本功能及各种存储管理技术和虚拟存储管理技术；第6章设备管理，介绍了IO系统结构、IO控制方式和IO缓冲技术，对设备的分配、磁盘存储的管理、驱动调度及算法、虚拟设备技术进行了讨论；第7章文件管理，介绍了文件及文件系统的概念,对文件目录、文件组织、文件存储、文件操作、文件保护与保密等问题进行了分析和讨论；第8章介绍操作系统安全技术，安全的威胁因素和安全策略等。 为便于广大教师授课，本书将配套提供电子教案。 联系方式：zhenshengh@163.com 操作系统在计算机科学的发展过程中发挥了极其重要的作用，没有它，就没有计算机科学的普及和发展。从计算机最初的产生到今天，在科研人员的不断创新和艰苦努力下，操作系统经历了从无到有、从简单到复杂、从低级到高级的过程，经历从最初的监控程序逐渐演变成目前可以并发执行多用户多任务的高级系统软件的过程，同时也产生了许多与操作系统相关的基本理论和核心技术。操作系统之所以能够不断地推陈出新，其动力之一就是人们总是会发现其正在使用的操作系统中的一些问题与不足，这就需要人们不断地加以研究和改进。由此也可以说，操作系统的研究和发展过程也是计算机科学与技术不断创新的过程。

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