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內容簡介

　　操作係統是計算機係統的核心和靈魂，是計算機係統必不可少的組成部分，也是基礎和核心的係統軟件，因而操作係統課程成為計算機相關專業的必修課，也是計算機應用從業人員必備的專業知識。
　　《操作係統教程（第5版）》在前4版的基礎上進行全麵修訂，係統地介紹操作係統的經典內容和技術新進展，選擇當代具有代錶性的開放源碼操作係統Linux作為實例貫穿全書。
　　《操作係統教程（第5版）》共8章，涵蓋操作係統的基本概念、設計原理和實現技術，盡可能係統、全麵地展示操作係統的概念、特性和精髓。
　　《操作係統教程（第5版）》重點突齣、內容充實、邏輯清晰、詳略得當，便於學生更好地掌握操作係統的核心知識。
　　與《操作係統教程（第5版）》配套的《Linux操作係統實驗教程》（費翔林主編）已經由高等教育齣版社齣版，兩本教材各有側重，相輔相成完成操作係統教學任務。
　　《操作係統教程（第5版）》既可作為高等學校計算機及相關專業本科的“操作係統”課程教材或參考書，也可供計算機技術和軟件技術人員閱讀和參考。

作者簡介

　　費翔林，南京大學計算機科學與技術係教授，曾任教育部計算機教學指導委員會委員、係教學副主任，計算機軟件新技術國傢重點實驗室副主任。1941年生，畢業於南京大學數學係。主要研究方嚮為操作係統和麵嚮對象軟件工程。自20世紀70年代起就開展操作係統研究與教學工作，參與和完成多個國産操作係統研製任務，先後主持和參加國傢“七五”、“八五”、“九五”和”863”等科研項目，獲部省級科技進步奬6次：主持”操作係統原理與實踐”國傢精品課程，多次獲省校級操作係統課程建設及優秀教學質量奬，編寫的《操作係統教程》曾獲國傢優秀教材奬，並先後被列入”麵嚮21世紀課程教材”、“十一五”國傢級規劃教材和”十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材。

內頁插圖

目錄

第1章 操作係統概論
1．1 操作係統概觀
1．1．1 操作係統與計算機係統
1．1．2 操作係統資源管理技術
1．1．3 操作係統定義和作用
1．1．4 操作係統功能和特性
1．2 操作係統形成與發展
1．2．1 人工操作階段
1．2．2 執行係統階段
1．2．3 多道程序設計與操作係統形成
1．2．4 操作係統發展與分類
1．3 操作係統基本服務和用戶接口
1．3．1 基本服務和用戶接口
1．3．2 程序接口與係統調用
1．3．3 操作接口與係統程序
1．3．4 Linux係統調用及實現機製
1．4 操作係統結構和運行模型
1．4．1 操作係統結構分類
1．4．2 操作係統結構設計
1．4．3 操作係統內核
1．4．4 操作係統運行模型
1．5 流行操作係統簡介
1．5．1 UNIX操作係統
1．5．2 自由軟件和Linux操作係統
1．5．3 IBM操作係統
1．6 本章小結
習題1

第2章 處理器管理
2．1 處理器狀態
2．1．1 處理器
2．1．2 程序狀態字
2．2 中斷技術
2．2．1 中斷概念
2．2．2 中斷源分類
2．2．3 中斷和異常的響應及服務
2．2．4 中斷事件處理原則
2．2．5 中斷優先級和多重中斷
2．2．6 Linux中斷處理
2．3 進程及其實現
2．3．1 進程定義和屬性
2．3．2 進程狀態和轉換
2．3．3 進程描述和組成
2．3．4 進程上下文切換與處理器狀態轉換
2．3．5 進程控製和管理
2．4 綫程及其實現
2．4．1 引人多綫程的動機
2．4．2 多綫程環境中的進程與綫程
2．4．3 綫程的實現
2．5 Linux進程
2．6 處理器調度
2．6．1 處理器調度層次
2．6．2 選擇調度算法原則
2．6．3 作業管理與調度
2．6．4 低級調度功能和類型
2．6．5 作業調度和低級調度算法
2．7 Linux調度算法
2．7．1 Linux V2．4調度算法
2．7．2 Linux V2．6調度算法
2．8 本章小結
習題2

第3章 同步、通信與死鎖
3．1 並發進程
3．1．1 順序程序設計
3．1．2 並發程序設計
3．1．3 進程的交互：競爭和協作
3．2 臨界區管理
3．2．1 互斥和臨界區
3．2．2 臨界區管理的嘗試
3．2．3 實現臨界區管理的軟件算法
3．2．4 實現臨界區管理的硬件設施
3．3 信號量與Pv操作
3．3．1 同步和同步機製
3．3．2 信號量與PV操作
3．3．3 信號量實現互斥
3．3．4 信號量解決5位哲學傢就餐問題
3．3．5 信號量解決生産者-消費者問題
3．3．6 信號量解決讀者-寫者問題
3．3．7 信號量解決睡眠理發師問題
3．4 管程
3．4．1 管程和條件變量
3．4．2 管程的實現
3．4．3 管程解決進程同步問題
3．5 進程通信
3．5．1 信號通信機製
3．5．2 管道通信機製
3．5．3 共享內存通信機製
3．5．4 消息傳遞通信機製
3．6 操作係統並發問題解決方案小結
3．7 死鎖
3．7．1 死鎖産生
3．7．2 死鎖防止
3．7．3 死鎖避免
3．7．4 死鎖檢測和恢復
3．8 Linux同步和通信機製
3．8．1 Linux內核同步機製
3．8．2 System V IPC進程同步機製
3．9 本章小結
習題3

第4章 存儲管理
4．1 存儲器工作原理
4．1．1 存儲器層次
4．1．2 地址轉換與存儲保護
4．2 連續存儲管理
4．2．1 固定分區存儲管理
4．2．2 可變分區存儲管理
4．2．3 內存不足的存儲管理技術
4．3 分頁存儲管理
4．3．1 分頁存儲管理基本原理
4．3．2 翻譯快錶
4．3．3 分頁存儲空間分配和去配
4．3．4 分頁存儲空間頁麵共享和保護
4．3．5 多級頁錶
4．3．6 反置頁錶
4．4 分段存儲管理
4．4．1 程序分段結構
4．4．2 分段存儲管理基本原理
4．4．3 分段存儲管理共享和保護
4．4．4 分段和分頁比較
4．5 虛擬存儲管理
4．5．1 虛擬存儲器概念
4．5．2 請求分頁虛擬存儲管理
4．5．3 請求段頁式虛擬存儲管理
4．6 存儲管理方案及虛存頁麵替換算法小結
4．7 Linux虛擬存儲管理
4．7．1 物理內存管理
4．7．2 進程虛擬地址空間管理
4．7．3 頁錶機製
4．7．4 缺頁異常處理
4．8 本章小結
習題4

第5章 設備管理
5．1 I／O硬件原理
5．1．1 I／O係統
5．1．2 I／O控製方式
5．1．3 設備控製器
5．2 I／O軟件原理
5．2．1 I／0軟件設計目標和原則
5．2．2 I／O中斷處理程序
5．2．3 I／0設備驅動程序
5．2．4 獨立於設備的I／O軟件
5．2．5 用戶空間的I／O軟件
5．3 緩衝技術
5．3．1 單緩衝
5．3．2 雙緩衝
5．3．3 多緩衝
5．4 驅動調度技術
5．4．1 存儲設備的物理結構
5．4．2 循環排序
5．4．3 優化分布
5．4．4 搜查定位
5．4．5 提高磁盤I／O速度的方法
5．4．6 Linux磁盤I／O調度算法
5．5 設備分配
5．5．1 設備獨立性
5．5．2 設備分配及其數據結構
5．6 虛擬設備
5．6．1 問題的提齣
5．6．2 SPOOLing設計與實現
5．6．3 SPOOLing應用
5．7 Linux設備管理
5．7．1 設備管理概述
5．7．2 字符設備
5．7．3 塊設備
5．8 本章小結
習題5

第6章 文件管理
6．1 文件
6．1．1 文件概念和命名
6．1．2 文件類型和屬性
6．1．3 文件存取方法
6．2 文件目錄
6．2．1 文件控製塊、文件目錄與目錄文件
6．2．2 層次目錄結構
6．2．3 文件目錄檢索
6．3 文件組織與數據存儲
6．3．1 文件邏輯結構
6．3．2 文件物理結構
6．4 文件係統功能及實現
6．4．1 文件類係統調用
6．4．2 文件共享
6．4．3 文件空間管理
6．4．4 內存映射文件
6．4．5 虛擬文件係統
6．4．6 文件係統性能和可靠性問題
6．5 Linux文件係統
6．5．1 Linux文件係統結構
6．5．2 VFS數據結構及管理
6．5．3 VFS文件係統調用實現
6．5．4 Linux文件係統高速緩存機製
6．5．5 Linux ext2文件係統
6．5．6 Linux proc文件係統
6．6 本章小結
習題6

第7章 操作係統安全與保護
7．1 安全性概述
7．2 安全策略
7．2．1 安全需求和安全策略
7．2．2 訪問支持策略
7．2．3 訪問控製策略
7．3 安全模型
7．3．1 安全模型概述
7．3．2 安全模型示例
7．4 安全機製
7．4．1 硬件安全機製
7．4．2 認證機製
7．4．3 授權機製
7．4．4 加密機製
7．4．5 審計機製
7．5 安全操作係統設計和開發
7．5．1 安全操作係統結構和設計原則
7．5．2 安全操作係統開發
7．5．3 信息係統安全評價標準簡介
7．6 Linux安全機製
7．7 本章小結
習題7

第8章 操作係統技術新進展
8．1 多處理器與多計算機係統
8．1．1 並行處理係統分類
8．1．2 共享存儲的對稱式多處理機
8．1．3 集群係統
8．2 基於網絡的計算模式
8．2．1 網絡計算
8．2．2 分布計算
8．2．3 雲計算
8．3 多核與超綫程
8．3．1 多核的提齣
8．3．2 多核處理器的技術優勢
8．3．3 多核計算機係統設計考慮
8．3．4 多核操作係統設計考慮
8．4 並行處理環境下的同步與調度
8．4．1 同步粒度
8．4．2 並行環境下的同步
8．4．3 多處理器調度
8．5 本章小結
習題8

參考文獻

前言/序言

　　《操作係統教程》1989年由高等教育齣版社齣版第1版，至今已近25年，其間計算機科學技術突飛猛進，作為計算機係統核心與靈魂的操作係統也在不斷發展中。為瞭適應這種趨勢，滿足高等院校操作係統課程教學的實際需要，本書第5版主要做瞭以下4方麵的修訂：
　　（1）突齣重點。集中論述操作係統核心內容，包括操作係統概念和原理、資源管理技術和並發程序設計技術等。
　　（2）優化實例。以案例操作係統Linux的設計原理和核心算法為主綫，突齣操作係統概念和原理與案例操作係統技術和方法之間的銜接。
　　（3）改寫章節。刪去第4版教材的第8章，改為“操作係統技術新進展”，介紹多處理器和多核操作係統設計要點，多處理器調度算法，並概要介紹網絡計算、分布計算和雲計算及其各類操作係統技術。
　　（4）充實提高。對全書體係和組織作瞭適當調整和重組，對相關概念和定義作瞭進一步推敲和精煉。
　　本書從服務用戶、進程交互、係統實現和資源管理等四種觀點來剖析操作係統的概念和原理、設計和實現，既闡述傳統操作係統基本概念、技術和方法，又介紹現代操作係統最新技術發展與應用。全書共8章，第1章描述基本概念；第2章、第4至第6章詳細講述資源管理技術；第3章通過揭示進程在係統中執行的本質過程、內在聯係和狀態變化，用動態觀點來研究操作係統；第7章介紹安全與保護；第8章介紹操作係統新技術；每章最後一節均是小結。本書建議講授54-60學時，第八章可作為講座內容或選講。
　　操作係統是一門理論、實踐與應用都很強的課程，如果僅僅學習理論知識很難達到理想教學效果。為此，我們把概念和原理與應用和實踐內容區分開來，配套編寫與齣版《操作係統教程》（笫5版）和《Linux操作係統實驗教程》，兩本教材均由高等教育齣版社齣版，各有側重、相輔相成完成教學任務。前者以講授原理為主，並設計瞭模擬類實驗配閤原理教學同步進行，這是以原理為主的一學期必修課程；後者為操作係統實踐提供指導，涵蓋內核類和應用類實驗，這是以實驗為主的一學期選修課程。
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