電腦操作系統(面向新工科普通高等教育系列教材)

作者：編者:李成嚴|責編:解芳//羅倩
出版社：機械工業
ISBN：9787111793670

出版日期：2025/08/01
裝幀：平裝
頁數：284

人民幣：RMB 69.9 元售價：元

內容大鋼

本書系統介紹了操作系統的概念、原理、方法及應用。全書共12章，在操作系統概述之後，詳細介紹了進程與線程、進程同步、處理器調度、死鎖、內存管理、虛擬存儲管理、設備管理、文件管理、系統安全和操作系統介面等，並以開源操作系統openEuler為例，介紹國產操作系統的原理以及應用案例。每章后附有習題，並且在部分章節給出了操作系統原理在Linux環境下的實踐應用。
本書可作為高等學校電腦類專業，如電腦科學與技術、軟體工程、網路工程、網路空間安全、物聯網工程等的本科生教材，也可供考研學生複習使用。

作者介紹

編者:李成嚴|責編:解芳//羅倩

前言
第1章  操作系統概述
  1.1  什麼是操作系統
    1.1.1  操作系統的目標
    1.1.2  操作系統的作用
    1.1.3  操作系統的定義
    1.1.4  操作系統實例
  1.2  操作系統的發展歷史
    1.2.1  ENIAC與串列處理
    1.2.2  單道批處理系統
    1.2.3  多道批處理系統
    1.2.4  分時系統
    1.2.5  實時系統
    1.2.6  通用操作系統
    1.2.7  網路操作系統
    1.2.8  分散式操作系統
  1.3  操作系統的基本特性
    1.3.1  併發性（Concurrency）
    1.3.2  共享性（Sharing）
    1.3.3  虛擬性（Virtual）
    1.3.4  非同步性（Asynchronism）
  1.4  操作系統的主要功能
    1.4.1  處理器管理功能
    1.4.2  存儲器管理功能
    1.4.3  設備管理功能
    1.4.4  文件管理功能
    1.4.5  介面管理功能
  1.5  操作系統的結構設計
    1.5.1  傳統操作系統結構
    1.5.2  微內核操作系統結構
    1.5.3  動態可擴展結構
  1.6  習題
第2章  進程與線程
  2.1  前驅圖和程序執行
    2.1.1  前驅圖
    2.1.2  程序順序執行
    2.1.3  程序併發執行
  2.2  進程的描述
    2.2.1  進程的定義和特徵
    2.2.2  進程的基本狀態與轉換
    2.2.3  掛起操作和進程狀態的轉換
    2.2.4  進程式控制制塊
  2.3  進程的控制
    2.3.1  操作系統內核
    2.3.2  進程的創建
    2.3.3  進程的終止
    2.3.4  進程的阻塞與喚醒
    2.3.5  進程的掛起與激活
  2.4  進程通信
    2.4.1  進程通信的類型

    2.4.2  共享存儲器系統
    2.4.3  消息傳遞系統
    2.4.4  管道通信系統
    2.4.5  客戶機/伺服器系統
  2.5  線程
    2.5.1  線程的引入
    2.5.2  什麼是線程
    2.5.3  線程的特點
    2.5.4  線程間的同步和通信
    2.5.5  線程的狀態和線程式控制制塊
    2.5.6  線程的實現
  2.6  案例：Linux系統中的進程與線程
    2.6.1  Linux系統中的進程結構
    2.6.2  Linux系統中的進程管理和調度
    2.6.3  Linux系統中的進程間通信機制
    2.6.4  Linux系統中的線程
  2.7  習題
第3章  進程同步
  3.1  併發的原理
    3.1.1  進程同步的概念
    3.1.2  與時間有關的錯誤
    3.1.3  臨界區問題
    3.1.4  軟體同步機制
    3.1.5  硬體同步機制
  3.2  信號量機制
    3.2.1  信號量的概念
    3.2.2  信號量的應用
  3.3  管程機制
    3.3.1  管程的概念
    3.3.2  條件變數
  3.4  經典的進程同步問題
    3.4.1  生產者-消費者問題
    3.4.2  讀者-寫者問題
    3.4.3  哲學家進餐問題
  3.5  案例：Linux系統中的進程同步機制
    3.5.1  Linux系統進程同步概述
    3.5.2  Linux互斥鎖
    3.5.3  Linux信號量
    3.5.4  Linux條件變數
    3.5.5  Linux讀寫鎖
    3.5.6  Linux文件鎖
  3.6  習題
第4章  處理器調度
  4.1  處理器調度概述
    4.1.1  處理器調度的層次
    4.1.2  作業與作業調度
    4.1.3  進程調度
    4.1.4  處理器調度演算法的目標
  4.2  處理器調度演算法
    4.2.1  先來先服務調度演算法

    4.2.2  最短作業優先調度演算法
    4.2.3  輪轉調度演算法
    4.2.4  優先順序調度演算法
    4.2.5  高響應比優先調度演算法
    4.2.6  多級反饋隊列調度演算法
    4.2.7  基於公平原則的調度演算法
  4.3  實時調度
    4.3.1  實現實時調度的基本條件
    4.3.2  實時調度演算法的分類
    4.3.3  實時調度演算法
  4.4  多處理器調度
    4.4.1  多處理器系統的類型
    4.4.2  自調度
    4.4.3  組調度
  4.5  案例：Linux系統中的進程調度策略
    4.5.1  Linux進程結構
    4.5.2  Linux進程狀態與運行模式
    4.5.3  Linux進程式控制制
    4.5.4  調度器與調度演算法
    4.5.5  進程調度策略的配置
  4.6  習題
第5章  死鎖
  5.1  死鎖的概念
  5.2  產生死鎖的條件和處理方法
    5.2.1  必要條件
    5.2.2  處理死鎖的基本方法
  5.3  死鎖的預防
    5.3.1  預先分配策略
    5.3.2  有序分配策略
  5.4  死鎖的避免
    5.4.1  系統安全狀態
    5.4.2  銀行家演算法
  5.5  死鎖的檢測與解除
    5.5.1  死鎖的檢測
    5.5.2  死鎖的解除
  5.6  死鎖的綜合處理策略
  5.7  案例：Linux系統中的死鎖分析
    5.7.1  使用pstack和gdb工具對死鎖程序進行分析
    5.7.2  在Linux系統上分析死鎖
  5.8  習題
第6章  內存管理
  6.1  程序的鏈接與載入
    6.1.1  程序的鏈接
    6.1.2  程序的載入
    6.1.3  重定位
  6.2  連續分配存儲管理
    6.2.1  單一連續分區方式
    6.2.2  固定分區方式
    6.2.3  動態分區方式
    6.2.4  夥伴系統

  6.3  基本分頁存儲管理
    6.3.1  分頁基本思想
    6.3.2  地址變換過程
    6.3.3  引入快表的地址變換機構
    6.3.4  多級頁表
  6.4  基本分段存儲管理
    6.4.1  分段基本思想
    6.4.2  地址變換過程
    6.4.3  分段與分頁的比較
  6.5  段頁式存儲管理
    6.5.1  段頁式基本思想
    6.5.2  地址變換機構
  6.6  案例：Linux內存API的應用
    6.6.1  內存類型
    6.6.2  malloc()調用
    6.6.3  free()調用
  6.7  習題
第7章  虛擬存儲管理
  7.1  虛擬存儲管理概述
    7.1.1  局部性原理
    7.1.2  對換
    7.1.3  虛擬存儲的定義
  7.2  請求分頁存儲管理
    7.2.1  請求分頁頁表結構
    7.2.2  請求分頁地址變換
    7.2.3  駐留集管理
    7.2.4  調入與清除管理
  7.3  頁面置換演算法
    7.3.1  最佳置換演算法
    7.3.2  先進先出置換演算法
    7.3.3  最近最久未使用置換演算法
    7.3.4  時鐘置換演算法
    7.3.5  最近最少使用置換演算法
  7.4  請求分段存儲管理
    7.4.1  請求分段段表結構
    7.4.2  請求分段地址轉換
    7.4.3  分段的共享與保護
  7.5  案例：Linux內存虛擬化及
頁式地址變換
    7.5.1  內存虛擬化
    7.5.2  地址變換
    7.5.3  頁式地址變換
  7.6  習題
第8章  設備管理
  8.1  設備分類
  8.2  介面
    8.2.1  設備與設備控制器之間的介面
    8.2.2  設備控制器
    8.2.3  I/O通道
  8.3  I/O控制方式

    8.3.1  程序直接控制方式
    8.3.2  中斷控制方式
    8.3.3  直接存取控制方式
    8.3.4  通道控制方式
  8.4  I/O軟體設計
    8.4.1  中斷處理程序
    8.4.2  設備驅動程序
    8.4.3  設備獨立性軟體
    8.4.4  用戶層I/O
  8.5  緩衝管理
    8.5.1  緩衝的引入
    8.5.2  單緩衝
    8.5.3  雙緩衝
    8.5.4  循環緩衝
    8.5.5  緩衝池
  8.6  磁碟存儲器管理
    8.6.1  磁碟性能參數
    8.6.2  磁碟調度演算法
  8.7  案例：Linux中斷處理
  8.8  習題
第9章  文件管理
  9.1  文件和文件系統
    9.1.1  文件系統功能
    9.1.2  文件結構
    9.1.3  文件名和文件類型
    9.1.4  文件系統結構
  9.2  文件邏輯組織
    9.2.1  文件分類
    9.2.2  堆文件
    9.2.3  順序文件
    9.2.4  索引順序文件
    9.2.5  索引文件
    9.2.6  直接文件和哈希文件
  9.3  文件目錄
    9.3.1  文件控制塊和索引節點
    9.3.2  單級目錄和兩級目錄
    9.3.3  多級目錄
    9.3.4  目錄查詢技術
    9.3.5  目錄文件
  9.4  文件共享與保護
    9.4.1  訪問許可權
    9.4.2  共享模式
    9.4.3  文件保護
  9.5  外存空間管理
    9.5.1  文件分配
    9.5.2  文件物理組織
    9.5.3  空閑表和空閑鏈表
    9.5.4  位示圖
    9.5.5  UNIX成組鏈接
  9.6  分散式文件系統

    9.6.1  分散式存儲技術
    9.6.2  GFS
    9.6.3  HDFS文件結構
    9.6.4  HDFS文件介面
  9.7  案例：Linux文件操作
    9.7.1  Linux文件概述
    9.7.2  讀寫文件
    9.7.3  獲取文件信息
    9.7.4  刪除文件
    9.7.5  硬鏈接
    9.7.6  符號鏈接
  9.8  習題
第10章  系統安全
  10.1  系統保護與安全環境
    10.1.1  系統安全目標及特性
    10.1.2  主要安全威脅
    10.1.3  操作系統安全問題
  10.2  數據加密技術
    10.2.1  數據加密方法
    10.2.2  數字簽名和數字證書
  10.3  操作系統加固
    10.3.1  操作系統安裝與更新
    10.3.2  刪除不必要的服務、應用與協議
    10.3.3  對用戶和組進行配置
    10.3.4  對資源控制進行配置
    10.3.5  安裝額外的安全控制工具
    10.3.6  安全性維護
  10.4  可信系統
    10.4.1  可信計算
    10.4.2  可信操作系統體系結構
    10.4.3  可信操作系統關鍵技術
    10.4.4  可信應用
  10.5  案例：Linux系統許可權
    10.5.1  許可權類別
    10.5.2  許可權管理
  10.6  習題
第11章  操作系統介面
  11.1  交互介面
    11.1.1  聯機命令介面
    11.1.2  圖形用戶介面
  11.2  系統調用
    11.2.1  系統調用的概念
    11.2.2  系統調用的類型
    11.2.3  系統調用的實現
    11.2.4  API與系統調用的實現
  11.3  Shell命令語言
    11.3.1  Shell簡介
    11.3.2  簡單的Shell命令
    11.3.3  重定向與管道命令
    11.3.4  通信命令

    11.3.5  後台命令
  11.4  案例：Linux系統的用戶介面
    11.4.1  Linux的命令行用戶介面
    11.4.2  Linux的圖形用戶介面
    11.4.3  Linux的系統調用
  11.5  習題
第12章  案例—openEuler操作系統
  12.1  openEuler系統概述
    12.1.1  簡介
    12.1.2  安裝流程
    12.1.3  使用方式
  12.2  安裝配置
    12.2.1  安裝VirtualBox
    12.2.2  安裝openEuler
    12.2.3  安裝桌面
  12.3  基本設置
    12.3.1  電源管理
    12.3.2  文件管理
    12.3.3  目錄管理
    12.3.4  用戶管理
    12.3.5  許可權管理
    12.3.6  用戶切換
    12.3.7  軟體包管理
  12.4  Hadoop環境搭建
    12.4.1  節點設置機器名
    12.4.2  配置靜態IP
    12.4.3  配置免密鑰登錄
    12.4.4  配置JDK
    12.4.5  設置Hadoop參數
    12.4.6  格式化HDFS
    12.4.7  啟動Hadoop
  12.5  習題
參考文獻

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