现代操作系统教程 (2008 年度畅销榜NO.5176 )

本书把操作系统学科研究领域近年来的最新成果、主流操作系统的精华部分与传统教学内容有机融合，注重介绍；该学科基本研究方法和基本发展规律。各章即有一般原理又有具体实例，即有传统内容又有新概念、新技术。与本书配套的多媒体教学课件生动有趣，便于自学。
本书可作为高等学校计算机及相关专业操作系统课程的教材，也可供计算机等级考试、成人自学考试的考生和计算机应用开发人员阅读参考。

第1章引言
1.1什么是操作系统
1.2操作系统类型
1.2.1单用户操作系统
1.2.2多道批处理系统
1.2.3分时系统
1.2.4实时系统
1.2.5网络操作系统
1.2.6分布式操作系统
1.3操作系统运行环境
1.4操作系统回顾与展望
1.5操作系统启动过程简介
思考与习题
第2章作业管理
2.1什么叫作业
2.2操作系统提供的用户界面
2.2.1程序界面
2.2.2UNIX系统调用执行过程
2.2.3联机用户界面
2.2.4键盘命令执行过程
2.2.5屏幕命令执行过程
2.2.6脱机用户界面
2.2.7用户界面现状与发展
2.3交互式作业管理
2.4批处理作业管理
2.4.1SPOOLing输入与输出
2.4.2作业登录
2.4.3作业撤离
2.4.4作业调度
2.4.5作业控制
2.4.6作业与进程
思考与习题
第3章存储管理
3.1物理主存
3.2虚存概念与虚存管理
3.3地址变换
3.4进程全部驻留主存
3.4.1固定分区
3.4.2可变分区
3.4.3页式管理
3.4.4段式管理
3.5进程部分驻留主存
3.5.1请求页式管理
3.5.2请求段页式管理
思考与习题
第4章进程管理
4.1什么是进程
4.2进程状态变迁
4.3进程的组成
4.3.1进程控制块
4.3.2实例
4.4进程上下文
4.5进程控制
4.5.1内核和微核
4.5.2进程控制原语
4.6进程互斥
4.6.11临界资源与临界段
4.6.2斥工具
4.7进程同步
4.7.1PV操作的同步机制
4.7.2条件临界区
4.7.3管程
4.7.4开放路径表达式
4.8进程间通信
4.8.1软中断
4.8.2共享存储
4.8.3共享文件
4.8.4消息传递
4.9进程调度
4.9.1概述
4.9.2调度算法
4.9.3调度实现
4.9.4实例研究——UNIX进程调度
4.10进程死锁
4.10.1死锁概念
4.10.2死锁排除
思考与习题
第5章线程概念与应用
5.1线程概念
5.2线程状态
5.3线程控制
5.4线程优先级与调度
5.5线程同步
5.6线程通信
5.6.1主存读／写通信
5.6.2管道流通信
5.7线程死锁
5.8线程API
5.8.1类方法
5.8.2实例方法
5.9多线程应用实例
思考与习题
第6章文件管理
6.1概述
6.2文件的逻辑组织与存取方法
6.3文件的物理组织
6.3.1成组与分解
6.3.2连续组织——连续文件
6.3.3链接组织——串联文件
6.3.4索引组织——索引文件
6.3.5散列组织———Hash文件
6.4文件存储空间管理
6.4.1空闲块表和空闲块链
6.4.2位示图
6.4.3空闲块成组链接法
6.5文件目录管理
6.5.1长文件名与目录项
6.5.2树型目录组织
6.5.3目录树上的搜索与操作
6.5.4装卸文件卷
6.5.5文件属性数据管理
6.6地址映射
6.7文件表管理
6.8与文件有关的操作
6.9文件的共享、控制、保密与转储
6.9.1文件共享
6.9.2文件控制
6.9.3文件保密
6.9.4文件转储
6.10文件系统性能
6.10.1性能管理方法
6.10.2性能提高技术
6.11、文件系统的一致性
6.12文件系统的完整性
思考与习题
第7章设备管理
7.1基本功能
7.2直接输入／输出
7.3间接输x／输出
7.4中断控制下的输入输出
7.4.1设备状态及其变换
7.4.2数据结构
7.4.3输入输出过程的实现算法
7.4.4lOB队列调度
7.5通道环境下的输入输出
7.6设备的分配与回收
7.6.1数据结构
7.6.2设备分配原则、方式、策略
7.6.3设备分配算法
7.6.4设备回收算法
7.7I／O传输控制
7.7.1控制方案
7.7.2I／O进程
7.8字符设备驱动
7.8.1数据结构
7.8.2对字符缓冲队列的操作
7.8.3终端驱动程序
7.9块设备驱动
7.9.1块设备文件
7.9.2数据结构
7.9.3缓冲区的分配与释放
7.9.4磁盘设备驱动程序
7.9.5与文件系统高层的关系
7.10设备组与设备预订
思考与习题
第8章并发程序设计
8.1并发程序概念
8.2操作系统提供的支持
8.2.1创建进程／子进程机制
8.2.2进程间通信
8.2.3支持线程机制
8.3并发程序设计语言
8.3.1并发PASCAL
8.3.2通信顺序进程CSP与并发
C语言
8.3.3Ada语言
思考与习题
第9章操作系统设计与实现
9.1操作系统的设计目标
9.2操作系统的设计方法
9.2.1模块接口法
9.2.2有序分层法
9.2.3面向对象方法
9.2.4微核法
9.2.5综合方法
9.3操作系统的实现
思考与习题
第10章多处理机操作系统
10.1多处理机系统结构
10.1.1处理器与存储器之间的连接.
10.1.2处理器与FO设备之间的连接
10.1.3处理器间通信
10.2多处理机操作系统的功能与类型
10.3多处理机调度
10.3.1调度性能评价
10.3.2确定性调度
10.3.3不确定性调度
10.4动态负载平衡
10.5共享虚存多机系统中的存储一致性
10.5.1存储一致的策略
10.5.2存储一致性管理算法
10.6死锁问题
思考与习题
第11章网络操作系统
11.1概述
11.1.1网络拓扑结构
11.1.2通信与协议
11.1.3NOS的功能
11.1.4NOS的实现策略
11.2基本通信技术
11.2.1send／receive原语
11.2.2程过程调用
11.2.3SOCKET系统调用
11.3网络资源共享技术
11.3.1硬盘共享
11.3.2打印机共享
11.3.3数据和软件资源共享
11.4网络文件系统
11.4.1什么是NFS
11.4.2NFS实现技术
思考与习题
第12章分布式操作系统
12.1标识符系统
12.1.1命名对象
12.1.2标识符类型
12.1.3命名机制
12.1.4名字映射
12.2分布式进程互斥／同步
12.2.1事件定序
12.2.2Lamport算法
12.2.3则明dAgrawala算法
12.2.4令牌传递法
12.3资源管理
12.3.1局部集中式管理
12.3.2分级式管理
12.3.3分散式管理及其算法
12.4~F巳锁问题
12.4.1预防死锁的时间戳方法
12.4.2死锁检测
12.5任务分布
12.5.1基于图论的分布策略
12.5.2基于整数规划的分布策略
思考与习题
第13章安全与保密机制
13.1概述
13.2访问控制的矩阵模型
13.2.1自主访问控制
13.2.2强制访问控制
13.3信息流的格阵模型
13.3.1格阵模型
13.3.2流控制机制
13.4信息加密
13.4.1加密算法
13.4.2数字签名
13.5运行域
13.6安全核
13.7审计
13.8操作系统的安全等级
思考与习题

在竞争已成为时代重要特征的今天，作为大学教材，我认为除了传授知识以外，更主要的作用是有利于学生能力的培养。 首先，教材要有利于培养学生获取知识的能力。因为我们面对科技迅猛发展、知识急剧增长的世界，从大学教材中学到的知识在十几年甚至数年后就必须更新，所以教材的重要任务是通过使用教材教会学生如何去获取知识。这就要求教材编著者对本门学科的认识论和方法论以及本门学科究竟培养学生一种什么样的学科素养有明确认识及透彻分析，并以此来贯穿教材编写的始末。这样，教材才能帮助学生构建一种正确的认识方法、思考方法、研究方法和学习方法，才能培养学生举一反三、自我拓展知识领域的能力。 其次，教材要有利于培养学生运用知识的能力。加强教材本身的应用性和实践性对提高学生运用知识能力的培养是相当重要的，这一特点被认为是“21世纪教材特点”。 《现代操作系统教程》一书在重视学科理论知识的同时突出了理论的实用价值，同时注重由提出实际问题开始，随着问题的展开与解决，引入概念，介绍理论。书中许多例子和习题选自实际问题或有工程背景，要求学生以Poper或Project的形式自己去求解，达到培养动手能力的目的。 再次，教材要有利于培养学生的科技创新能力。当前高校学生接受或认识新事物的能力都已达到一定的高度，他们中的一些人已经不满足于呈现所有已知内容的教材形式。因此，教材内容不要总是面面俱到，有些内容只能点到为止，有些内容要联系学科发展的前沿。也就是说，教材编写要“留有余地”，为学生留下主动思考的空间。不经独立思考，是不可能有创新思维的。另一方面，教材要反映学科间交叉以及学科的综合化趋势这一科学技术发展的主流。很难想象，一个没有横向思维、视野只局限于本专业的人在将来能有所创新。教材应在保有本学科一定的逻辑和体系的前提下，尽量地联系相邻、相关以及与之交叉的学科，明确本门课程知识在学科综合中的作用和地位以及向各方向上的渗透情况，也更应该论及其他学科的先进研究方法在本学科发展中的促进作用。扩大学生的视野并为学生接受新的、交叉领域的知识设有“接口”，有利于他们根据兴趣爱好选择研究方向。 最后，教材要主动适应现代教育模式，因为计算机辅助教学的兴起对教材形式提出了更高的要求。保证教材的时代感也是培养学生能力的一个重要方面。 通读《现代操作系统教程》，使人感到该书在有利于培养学生能力方面做了很多有益的尝试。在21世纪来临之际，我很高兴为此书作序。

随着计算机科学技术的迅速发展和计算机应用的不断深入，操作系统的新概念、新技术不断出现，迫切需要新的操作系统教材。另一方面，以计算机技术为核心的现代教育技术正催生出新的教学模式，也要求教材形式作相应变化。 《现代操作系统教程》一书是在“关于新操作系统教材内容的研究” (全国高等教育教材建设专业委员会第二批立项课题)的基础上写成的。与本书配套的多媒体教学课件是“九五”国家重点科技攻关96—750项目的研究成果。 为满足21世纪培养创新人才的需要，本书注重计算机操作系统学科的研究方法和发展规律的阐述。作者有如下考虑：第一，用通俗的文字向读者介绍操作系统学科中的重要概念和结论，并指出这些结论对于了解身边操作系统产品的性能和在计算机系统中发生的种种现象上的意义。同结论一道，说明得出结论的关键环节和关键方法，使读者获得学科知识的同时也能了解和掌握这门学科的基本研究方法。第二，努力吸纳该学科研究领域的最新成果和主流操作系统中的精华部分，并把它们与传统教学内容有机融合，强调操作系统学科知识体系的主根、主干及其基本发展规律，引导读者踏上寻找和判断新的知识生长点之路。第三，配置一定数量的思考题和课程设计大型作业，训练读者从模仿(根椐例题和实例)走向创造的能力。第四，编制并提供多媒体教学课件，使教、学双方跟上并适应信息时代教学模式的发展与变化。 全书共分13章。各章既有一般原理又有具体实例，既有传统内容又有新概念、新技术，力求做到：内容精选，取舍得当；难点分散，体系合理。 限于作者水平，错误与不妥之处，恳请读者批评指正。 作者衷心感谢计算机科学家、中国工程院院士顾冠群教授为本书作序。