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《操作系统原理与应用教程》(张红光)
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2021-08-22 发布
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Tikeni 发表于 2021-8-22 20:16:05 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
操作系统原理与应用教程
操作系统原理与应用教程
  • 作者:张红光
  • 类别:操作系统
    格式:PDF
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简介本书基本涵盖了操作系统设计原理中的大部分知识点,主要包括计算机系统知识、操作系统基本理论、并行处理技术、存储管理技术、I/O管理技术、操作系统安全知识等内容的介绍。全书共分11章,每章开始部分都给出本章重点提示,在每章内容结束后都有小结以指出本章的学习要点和对知识掌握的要求。在大部分的章节中都包含一定的实践内容,指导读者掌握一定的实用技术,而在每章的最后还附有适量的练习题供读者练习。
为了使读者更好地了解操作系统与计算机的有关知识,本书第1章阐述了计算机系统知识。而第2章则是对操作系统知识的一个总体概述。希望同学们在学习中将这两章作为知识入门来学习,这样可以对操作系统知识有一个比较全面的入门级理解和认识。第3章介绍了一些进行课程设计需要的知识,以帮助读者建立必要的实验环境,为完成后续各章中的实验例子作准备。后面的8章内容都是针对操作系统原理的各个分题由浅至深地进行介绍的,其中的进程概念及进程通信、存储管理、I/O技术、文件管理等是本书介绍的核心内容,应作为重点内容来学习和领会。另外,关于线程技术、操作系统安全知识这些在现代操作系统中比较重要的内容,可以根据学生的学习需求情况,适当地进行教学安排。本书的授课可安排40-60学时,另外还应安排20-30学时的实验课时,这样既有助于完成课程中的实验,又能使学生加深对所学知识的理解。
本书适合作为各高等院校的计算机专业或相关专业的本科教材或参考教材,也可以作为从事操作系统设计与系统内核开发人员的参考书籍。阅读本书的读者,最好已经具备了一定的计算机原理和C语言编程的基础知识。另外,由于在本书中大部分的例子都是以Linux和Windows环境为例说明的,所以读者应对Windows 2000/XP及Linux环境的使用有所了解。
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    本书基本涵盖了操作系统设计原理中的大部分知识点,主要包括计算机系统知识、操作系统基本理论、并行处理技术、存储管理技术、I/O管理技术、操作系统安全知识等内容的介绍。全书共分11章,每章开始部分都给出本章重点提示,在每章内容结束后都有小结以指出本章的学习要点和对知识掌握的要求。在大部分的章节中都包含一定的实践内容,指导读者掌握一定的实用技术,而在每章的最后还附有适量的练习题供读者练习。
    为了使读者更好地了解操作系统与计算机的有关知识,本书第1章阐述了计算机系统知识。而第2章则是对操作系统知识的一个总体概述。希望同学们在学习中将这两章作为知识入门来学习,这样可以对操作系统知识有一个比较全面的入门级理解和认识。第3章介绍了一些进行课程设计需要的知识,以帮助读者建立必要的实验环境,为完成后续各章中的实验例子作准备。后面的8章内容都是针对操作系统原理的各个分题由浅至深地进行介绍的,其中的进程概念及进程通信、存储管理、I/O技术、文件管理等是本书介绍的核心内容,应作为重点内容来学习和领会。另外,关于线程技术、操作系统安全知识这些在现代操作系统中比较重要的内容,可以根据学生的学习需求情况,适当地进行教学安排。本书的授课可安排40-60学时,另外还应安排20-30学时的实验课时,这样既有助于完成课程中的实验,又能使学生加深对所学知识的理解。
    本书适合作为各高等院校的计算机专业或相关专业的本科教材或参考教材,也可以作为从事操作系统设计与系统内核开发人员的参考书籍。阅读本书的读者,最好已经具备了一定的计算机原理和C语言编程的基础知识。另外,由于在本书中大部分的例子都是以Linux和Windows环境为例说明的,所以读者应对Windows 2000/XP及Linux环境的使用有所了解。
    电子书目录Ebook Index
    第1章计算机组成概述
    1.1计算机功能部件
    1.1.1处理器
    1.1.2存储器
    1.1.3输入/输出设备
    1.1.4时钟部件
    1.1.5系统总线
    1.1.6硬件组织结构
    1.2计算机指令执行
    1.2.1指令集与指令操作流程
    1.2.2指令执行周期
    1.3中断机制
    1.3.1中断的作用
    1.3.2中断查询机制
    1.3.3中断管理程序
    1.3.4中断类型及中断处理
    1.3.5多中断管理技术
    1.4缓存机制
    1.4.1高速缓存的作用
    1.4.2具有高速缓存的内存访问
    1.5计算机软件
    1.5.1固化软件
    1.5.2系统软件
    1.5.3工具软件
    1.5.4应用软件
    1.6本章小结
    练习1
    第2章操作系统引论
    2.1对操作系统的基本认识
    2.1.1用户均需了解操作系统
    2.1.2构建操作系统目标
    2.1.3操作系统主要功能
    2.2操作系统发展历程
    2.2.1第1阶段
    2.2.2第2阶段
    2.2.3第3阶段
    2.2.4第4阶段
    2.2.5第5阶段
    2.3操作系统分类
    2.3.1批处理操作系统
    2.3.2分时操作系统
    2.3.3实时操作系统
    2.3.4支持多处理器的操作系统
    2.3.5网络操作系统
    2.3.6分布式操作系统
    2.3.7个人计算机操作系统
    2.3.8嵌入式操作系统
    2.4操作系统研究技术
    2.4.1并行管理技术
    2.4.2存储管理技术
    2.4.3文件与I/O管理技术
    2.4.4调度算法与信息安全控制
    2.5操作系统建造结构
    2.5.1无结构系统
    2.5.2层次结构系统
    2.5.3虚拟机结构
    2.5.4微内核结构
    2.6微机中常见的操作系统
    2.6.1MSDOS
    2.6.2MicrosoftWindows
    2.6.3UNIX操作系统
    2.7本章小结
    练习2
    第3章课程设计基础
    3.1构建Linux系统环境
    3.1.1Linux系统主要安装步骤
    3.1.2配置ADSL和网卡
    3.2Linux系统使用简介
    3.2.1用户的注册与注销
    3.2.2关于账户的管理
    3.2.3对用户口令的管理
    3.2.4用户组信息
    3.2.5shell程序
    3.2.6UNIX常用命令介绍
    3.3Linux编辑工具vi
    3.3.1vi的基本使用方法
    3.3.2命令行方式中常用命令介绍
    3.3.3末行方式下常用命令介绍
    3.3.4进入vi文本插入方式的命令
    3.3.5使用vi的注意事项
    3.4库函数使用方法
    3.4.1glib基本类型定义
    3.4.2glib中的宏
    3.4.3内存管理函数
    3.4.4字符串处理函数
    3.4.5glib可支持的数据结构
    3.4.6GString
    3.4.7计时器函数
    3.4.8错误处理函数
    3.5关于UNIX的系统调用
    3.5.1系统调用分类
    3.5.2系统调用与库函数的关系
    3.6C程序的编译与调试
    3.6.1C程序的编译
    3.6.2C程序的调试
    3.7本章小结
    练习3
    第4章并行管理单元——进程
    4.1进程的概念
    4.1.1多道程序的执行环境
    4.1.2进程的定义
    4.1.3进程的特性
    4.1.4进程描述
    4.1.5进程与程序的区别
    4.2进程的生成与终止
    4.2.1进程创建
    4.2.2进程终止
    4.3进程的状态
    4.3.1进程实际执行情况
    4.3.2进程基本状态模型
    4.3.3进程挂起模型
    4.4进程并发执行控制
    4.4.1进程并发条件
    4.4.2进程并发管理基础
    4.4.3实现进程管理的操作
    4.5进程应用实践
    4.5.1了解UNIX进程管理机制
    4.5.2在用户程序中创建进程
    4.5.3控制进程执行特定任务
    4.5.4控制进程终止
    4.5.5控制父子进程同步
    4.5.6进程应用综合实践
    4.6本章小结
    练习4
    第5章并行管理单元——线程
    5.1线程的概念
    5.1.1线程的定义
    5.1.2线程完成的工作
    5.2包含线程的进程模型
    5.2.1单线程进程模型
    5.2.2多线程进程模型
    5.3对线程的控制与管理
    5.3.1多线程特性
    5.3.2线程状态及控制
    5.4线程管理实现模式
    5.4.1用户级线程管理模式
    5.4.2核心级线程管理模式
    5.4.3混合型线程管理模式
    5.5多线程编程基础
    5.5.1适合多线程解决的问题
    5.5.2多线程编程技术
    5.5.3多线程标准库应用
    5.5.4多线程编程规则
    5.6多线程编程实践
    5.6.1用多线程提高程序执行效率
    5.6.2用多线程查询数据库
    5.6.3用多线程复制文件
    5.7本章小结
    练习5 [1]
    第6章并发控制与进程通信
    6.1进程同步与互斥
    6.1.1进程间的交互
    6.1.2进程互斥
    6.1.3进程同步
    6.2信号量管理技术
    6.2.1信号量及信号量操作
    6.2.2信号量的公有性及私有性
    6.2.3用信号量管理进程互斥
    6.3管程
    6.3.1管程的基本概念
    6.3.2管程内部管理机制
    6.4进程通信
    6.4.1进程通信分类
    6.4.2信号通信方式
    6.4.3消息通信方式
    6.4.4共享存储区通信方式
    6.5经典IPC问题
    6.5.1经典IPC问题——读者写者问题
    6.5.2经典IPC问题——哲学家就餐问题
    6.6进程通信编程实践
    6.6.1实践1——用信号传递实现进程通信
    6.6.2实践2——用消息传递实现进程通信
    6.7本章小结
    练习6
    第7章处理器调度
    7.1处理器调度的基本概念
    7.1.1处理器调度与操作系统的关系
    7.1.2调度所关注的问题
    7.2处理器分级调度
    7.2.1长程调度
    7.2.2中程调度
    7.2.3短程调度
    7.3衡量处理器调度的标准
    7.3.1面向用户的性能指标
    7.3.2面向系统的调度指标
    7.3.3调度算法评测指标
    7.3.4调度指标的量化与计算
    7.4处理器调度算法
    7.4.1先来先服务(FCFS)
    7.4.2短进程优先(SPN)
    7.4.3时间片轮转(RR)
    7.4.4多级队列(MLQ)
    7.4.5优先级法(PS)
    7.4.6多级轮转反馈法(RRMF)
    7.4.7调度算法性能比较
    7.5死锁问题
    7.5.1死锁概述
    7.5.2死锁问题分析
    7.5.3死锁预防实现方法
    7.5.4死锁避免实现方法
    7.5.5死锁检测实现方法
    7.5.6死锁解决综合方法
    7.6UNIX进程调度实例
    7.6.1调度时机安排
    7.6.2调度标志设置
    7.6.3进程调度策略及优先数计算
    7.6.4进程调度实现
    7.7本章小结
    练习7
    第8章存储管理
    8.1存储器组成结构
    8.1.1存储器配置策略
    8.1.2PC存储器结构
    8.2地址重定位
    8.2.1地址空间
    8.2.2地址重定位的意义
    8.2.3地址重定位的实现
    8.3进程交换技术
    8.3.1进程交换的意义
    8.3.2用位示图控制交换
    8.3.3用链表实现交换
    8.4分区存储管理
    8.4.1单一分区存储管理
    8.4.2多分区管理
    8.4.3动态分区管理
    8.5分区管理的分配算法
    8.5.1分配算法描述
    8.5.2算法应用效果
    8.6分页管理
    8.6.1分页基本思想
    8.6.2静态页式管理
    8.6.3动态页式管理
    8.7段式管理
    8.7.1段式管理基本原理
    8.7.2段式管理中的地址变换
    8.8段页式管理
    8.8.1分页与分段的主要特点
    8.8.2段页式管理技术
    8.9虚拟存储技术
    8.9.1局部性原理
    8.9.2虚拟存储的基础
    8.9.3分页式虚拟存储管理
    8.9.4页面置换算法
    8.10系统虚拟存储配置实践
    8.10.1虚拟存储区的大小
    8.10.2调整分页位置
    8.10.3虚拟内存使用技巧
    8.11本章小结
    练习8
    第9章文件管理系统
    9.1文件管理概述
    9.1.1信息描述单元
    9.1.2文件系统的功能
    9.1.3文件命名规则
    9.1.4文件分类
    9.2文件结构及文件访问
    9.2.1文件组织结构
    9.2.2文件访问
    9.2.3文件的物理存储
    9.2.4文件属性及文件控制块
    9.3目录管理
    9.3.1目录中的信息 [1]
    9.3.2目录结构
    9.4构建磁盘文件系统
    9.4.1磁盘分区与格式化
    9.4.2建立文件物理存储格式
    9.4.3目录存储策略
    9.4.4多级目录中文件共享
    9.4.5文件系统的分层构造
    9.5UNIX文件系统技术介绍
    9.5.1UNIX的文件与目录
    9.5.2文件系统的安装与卸载
    9.5.3UNIX文件系统组成结构
    9.5.4UNIX文件存储策略
    9.5.5文件访问动态管理
    9.5.6UNIX虚拟文件系统
    9.6文件管理的系统调用及应用实践
    9.6.1系统调用的作用
    9.6.2UNIX的文件描述符
    9.6.3文件创建及文件链接
    9.6.4文件打开及文件关闭
    9.6.5对文件的访问操作
    9.6.6编程应用实践
    9.7本章小结
    练习9
    第10章I/O技术与设备管理
    10.1I/O设备硬件
    10.1.1I/O设备分类
    10.1.2设备控制器
    10.1.3I/O端口描述与访问
    10.1.4DMA访问机制
    10.1.5I/O中断机制
    10.2I/O软件设计技术
    10.2.1I/O软件的功能
    10.2.2程序控制I/O访问方式
    10.2.3中断驱动I/O访问方式
    10.2.4直接存储器I/O访问方式
    10.2.5I/O软件技术的变迁
    10.3构建I/O管理子系统
    10.3.1I/O子系统设计特点
    10.3.2I/O子系统构建结构
    10.3.3中断处理程序设计
    10.3.4设备驱动程序设计
    10.3.5设备无关性设计
    10.3.6I/O缓存技术
    10.4用户层I/O软件设计
    10.4.1建立I/O访问库
    10.4.2虚拟设备管理
    10.5磁盘管理
    10.5.1磁盘性能的参数
    10.5.2磁盘调度的策略
    10.5.3关于磁盘格式化
    10.5.4RAID技术
    10.6时钟管理
    10.6.1时钟硬件组成
    10.6.2时钟软件的功能
    10.7字符设备管理
    10.7.1字符设备接口
    10.7.2字符设备输入软件
    10.7.3字符设备输出软件
    10.8实例介绍——Windows 2000/XP I/O子系统
    10.8.1Windows 2000/XP I/O子系统组成结构
    10.8.2I/O管理器功能
    10.8.3PnP管理器功能
    10.9实例介绍——Linux I/O子系统
    10.9.1特殊文件及其作用
    10.9.2设备驱动程序与内核接口
    10.9.3字符设备管理
    10.9.4块设备管理
    10.10本章小结
    练习10
    第11章操作系统安全性
    11.1操作系统安全基本知识
    11.1.1威胁系统安全的人
    11.1.2安全管理的目标
    11.1.3操作系统安全性原则
    11.1.4系统级安全措施
    11.2数字加密技术
    11.2.1数字加密含义
    11.2.2数字签名
    11.3用户身份验证技术
    11.3.1用户口令验证
    11.3.2对用户持有物件的验证
    11.3.3人体生物识别技术
    11.4病毒攻击方式分析
    11.4.1植入系统内部的危害
    11.4.2来自系统外部的危害
    11.4.3病毒藏匿与引发
    11.4.4病毒传播
    11.5操作系统安全与反入侵技术
    11.5.1构建安全的操作系统
    11.5.2系统运行中的反入侵策略
    11.5.3常用病毒防范技术
    11.5.4避免病毒感染措施
    11.6本章小结
    练习11
    参考文献
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