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編輯推薦： 作者根据近40年的银河系列机操作系统开发经验和教学实践积累，参考国内外近年出版的教材和Linux实现原理，结合科研及开发工作对操作系统的基本要求，考虑当前我国计算机教育操作系统课程学时减少的现实情况，兼顾全国硕士研究生入学统一考试操作系统大纲，精心编写了包含操作系统核心内容的本书，尽量剔除传统操作系统教科书已无实际使用价值的内容，加强实用操作系统的典型处理方法，使本书的内容暨符合考研要求又具实用性。 u 本书章节布局以操作系统知识点逻辑结构为框架，但是在每章末尾增加了问题与解题思路环节，有利于以问题为抓手引出解决问题的技术，从另一个维度描述了知识点的关联性，通过提出问题，把解决问题的有关知识点串联起来。起到启发学生寻找解决问题方法的作用。另加入核心知识点一节，让老师和学生可以根据课时量把握重要知识点。 u 给操作系统内核程序运行机制单独一章，让学生明白内核程序是如何激活运行的。另外在如何实现多进程并发运行、实用的防止死锁方法、虚存页表实现、设备访问接口与驱动、文件逻辑空间概念等很多内容加入了作者操作系统开发过程的体会与总结，重新归纳总结了有关知识点，力求逻辑性与实用性。 內容簡介： 本书是以操作系统核心内容为基础，以操作系统考研大纲为边界，以操作系统技术发展演进为线索编写的操作系统学习及考研指导教材。操作系统作为计算机系统的核心系统软件，负责管理和控制计算机系统的资源并组织用户以进程为单位高效协调地使用这些资源。本书从支持多道程序并发执行机制出发，以操作系统进程管理、存储管理、I/O管理及文件系统功能模块为主线，介绍操作系统的概念、功能、组成、处理流程等内容。本书主要内容包括: 操作系统概述，操作系统运行机制与用户接口，进程与处理器管理，同步互斥与通信、死锁，存储管理，设备管理，文件系统。附录提供与课程配套的实验参考资料。每章后面有核心知识点、问题与思考。 本书可作为高等学校计算机大类相关专业教材和考研参考书，也可供从事计算机系统研究、开发、维护和应用的专业人员阅读。 關於作者： 罗宇 国防科技大学计算机学院教授，参与了银河系列巨型机操作系统研发。作为负责人主持国家重点研发计划课题、装备预研重点基金、横向项目等各类课题研究与项目开发；获得部委级科技进步奖5项；长期从事操作系统教学，是国家精品资源共享课操作系统负责人，所编著的《操作系统》教材获“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。 目錄： 第1章操作系统概述1 1.1操作系统概念1 1.1.1系统的软件构成1 1.1.2系统调用2 1.1.3资源共享3 1.1.4并发运行机制4 1.2操作系统的发展简史5 1.3常见通用操作系统简介7 1.3.1Windows系列及MS DOS7 1.3.2自由软件Linux和freeBSD9 1.3问题与思考14 习题14 第2章操作系统运行机制与用户接口15 2.1中断和异常15 2.1.1中断和异常的区别16 2.1.2中断分级17 2.2中断/异常响应和处理18 2.2.1中断/异常响应18 2.2.2中断/异常处理20 2.3操作系统运行模式24 2.4系统调用27 2.5人机界面31 2.5.1命令语言31 2.5.2图形化的用户界面33 2.6核心知识点34 2.7问题与思考35 习题36〖3〗操作系统目录〖3〗第3章进程与处理器管理38 3.1进程描述39 3.1.1进程定义39 3.1.2进程控制块41 3.2进程状态43 3.2.1进程的创建与结束44 3.2.2进程状态变化模型45 3.3进程控制与调度47 3.3.1进程执行47 3.3.2进程调度50 3.3.3调度算法54 3.4作业与进程的关系58 3.5线程引入61 3.6核心知识点63 3.7问题与思考64 习题65 第4章同步互斥与通信、死锁67 4.1并发/并行执行的实现67 4.1.1并行程序设计方法68 4.1.2进程/线程并行编程接口69 4.2同步与互斥73 4.2.1同步与临界段问题73 4.2.2解决临界段问题的硬件实现方法75 4.2.3信号量77 4.2.4管程81 4.2.5进程同步与互斥举例82 4.3消息传递原理87 4.3.1消息传递通信原理87 4.3.2消息传递通信示例88 4.3.3管道通信简介90 4.4死锁91 4.4.1死锁示例91 4.4.2死锁定义93 4.4.3死锁防止96 4.4.4死锁避免97 4.4.5死锁检测100 4.4.6死锁恢复101 4.4.7实用死锁处理方法102 4.5核心知识点103 4.6问题与思考103 习题106 第5章存储管理111 5.1连续空间分配112 5.1.1单道连续分配、覆盖与交换技术112 5.1.2多道固定分区、链接与重定位技术114 5.1.3多道连续可变分区法116 5.2不连续空间分配119 5.2.1页式管理119 5.2.2段式管理124 5.2.3段页式管理126 5.2.4改进的页式管理128 5.3虚拟存储管理129 5.3.1页式虚存的基本思想129 5.3.2页式虚存管理实现130 5.3.3多级页表133 5.3.4页替换策略135 5.4核心知识点141 5.5问题与思考142 习题143 第6章设备管理146 6.1设备管理概念146 6.1.1外部设备分类146 6.1.2设备共享使用方法147 6.1.3I/O系统调用149 6.2设备I/O子系统150 6.2.1I/O层次结构150 6.2.2设备驱动程序152 6.2.3设备控制器(I/O部件)155 6.2.4I/O控制方式157 6.2.5缓冲技术160 6.3存储设备164 6.3.1常见存储外部设备164 6.3.2磁盘I/O调度167 6.3.3磁盘阵列170 6.4核心知识点175 6.5问题与思考175 习题176 第7章文件系统178 7.1文件结构178 7.1.1文件概念179 7.1.2文件的逻辑结构与访问方式179 7.1.3文件的物理结构180 7.1.4文件控制块183 7.2文件目录结构184 7.2.1一级目录结构185 7.2.2二级目录结构185 7.2.3树状目录结构186 7.2.4无环图目录结构187 7.2.5目录系统调用189 7.3文件存储器空间布局与管理190 7.3.1文件存储器空间的划分与初始化190 7.3.2文件存储器空间管理190 7.3.3FAT文件系统磁盘布局192 7.4文件访问接口194 7.4.1传统文件系统调用的实现194 7.4.2存储映射文件访问197 7.5文件保护198 7.5.1文件访问保护198 7.5.2文件备份199 7.6文件系统模型200 7.7核心知识点204 7.8问题与思考204 习题206 附录Ashell脚本编程简介208 A.1注释和简单命令208 A.2环境变量209 A.3控制结构209 A.3.1if语句209 A.3.2case语句211 A.3.3for语句212 A.3.4while语句和until语句212 A.4函数213 A.5实验建议214 附录B实现一个简单的Linux命令解释器215 B.1myshell的语法215 B.2程序框架215 B.3命令行的语法分析216 B.4简单命令的执行219 B.5Makefile219 B.6实验建议220 附录CLinux 常用命令221 C.1用户终端命令221 C.2vi编辑器的使用230 附录DLinux常用函数233 D.1进程管理函数233 D.2文件管理函数235 D.3进程间通信函数237 D.4多线程库函数240 参考文献243 內容試閱： 本书尝试从问题出发，从技术发展和演进的角度给读者描述操作系统最核心的知识点。 操作系统是计算机上的核心系统软件，它负责控制和管理整个计算机系统的资源并组织用户以进程为单位高效协调使用这些资源，使计算机各部件极大程度地并行运行。操作系统课程是计算机大类专业的核心课程。随着计算机技术的发展，各类嵌入式系统得到广泛应用，其他相关专业也相继把操作系统作为一门重要的必修或选修课程。 本书阐述了操作系统的基本工作原理及设计方法，以多道程序技术为基础，以通用操作系统主要功能模块为主线，介绍操作系统的概念、组成、功能、处理流程、设计等内容。 本书主要素材来自作者主编的“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。作者长期从事计算机操作系统设计开发和操作系统教学工作，根据近40年的银河系列机操作系统开发经验和教学实践积累，参考了国内外近几年出版的教材和文献，并结合科研及开发工作对操作系统教学的要求，注意到当前我国计算机教育操作系统课程学时减少的现实情况，参考了全国硕士研究生入学统一考试操作系统大纲，精心编写了本书，剔除了传统操作系统教科书已无实际使用价值的内容，加强实用操作系统的典型处理方法，使本书的内容具有先进性及实用性。 本书章节布局主要以知识点逻辑结构为框架，在每章末尾增加了问题与解题思路环节，有利于以问题为抓手引出解决问题的技术，从另一个维度描述了知识点的关联性，通过提出问题，把解决问题的有关知识点串联起来，起到启发学生寻找解决问题方法的作用。 教材内容: 第1章介绍操作系统的构成、简史及现状。 第2章介绍操作系统的运行机制、API和用户操作界面。 第3章介绍进程管理及线程的基本思想。 第4章介绍并发编程及死锁。 第5章介绍存储管理。 第6章介绍设备管理。 第7章介绍文件系统。 附录提供了可参考的课程实验及实验用其他参考资料。 本书适于32～48学时的课堂教学。建议在讲前3章时布置多进程（或多线程）编程实验，穿插讲解习题及课程实验内容。本课程更多资源（含教学视频、教学课件、教学大纲、习题、问答、试题等）可参看爱课程网站罗宇老师的国家精品资源共享课“操作系统”。 本书可作为高等院校计算机大类操作系统课教材，也可以作为操作系统考研的参考书。书中疏漏及不足之处恳请专家、读者指正。 作者可为任课老师提供课件，联系电话13973116559。 作者于长沙·国防科技大学计算机学院2022年10月

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