內容簡介
本書是湯小丹、梁紅兵等編著，西安電子科技大學出版社出版的《計算機作業系統(第四版)》一書的配套學習輔導書。全書與教材一致，分為十二章，每一章都先扼要地闡述了本章的基本內容，然後給出重點和難點的學習提示，接著進行典型問題的分析與解答，最後以選擇題、填空題的形式給出了大量的練習題。
本書還包括兩個附錄。附錄A是精心設計的七個作業系統實驗，附錄B給出了各章選擇題和填空題的參考答案。
本書既可作為計算機及相關專業本、專科生學習作業系統的輔導教材，也可作為報考相關專業碩士研究生的作業系統課程複習用書，還可作為讀者自學作業系統的參考書。
前言
本書是配合由湯小丹等編著，西安電子科技大學出版社出版的《計算機作業系統(第四版)》而編寫的輔導教材，全書共分十二章(與教材對應)和兩個附錄。
書中的每一章內容分別與《計算機作業系統(第四版)》的各章對應。其中，第一章簡單地介紹了作業系統的作用、發展過程、特徵和功能，第二章介紹了進程和執行緒的基本概念、進程控制、進程同步和進程通信，第三章介紹了處理機調度和死鎖，第四章和第五章介紹了存儲器和虛擬存儲器的基本概念及管理方式，第六、七、八、九章分別介紹了設備管理、檔案管理、磁碟存儲器的管理和作業系統接口，第十章和第十一章介紹了多處理機作業系統和多媒體作業系統，第十二章講述了計算機系統的安全性。
本書每章都對配套教材中對應章節的基本概念、基本原理和基本方法作了系統扼要的闡述。為了幫助讀者理解和掌握作業系統的基本內容，每章專門安排一節列出了該章的重點與難點內容，並給出了相應的學習提示。在“典型問題分析和解答”一節中，給出了一些典型問題，並對它們做了詳細和透徹的分析與解答。另外，各章還為讀者提供了大量的選擇題和填空題，並在附錄B中給出了它們的參考答案，方便讀者練習與自測。
在作業系統的教學中，實踐環節同樣是不容忽視的。為此，我們還在附錄A中設計了七個有關作業系統的實驗，它們可在Linux或UNIX環境下進行。
本書既可與教材配套使用，也可單獨學習使用。無論是課程學習，還是考研複習，相信本書都會給讀者以很大的幫助。
衷心感謝湯子贏、哲鳳屏教授，他們多次審閱了書稿，並提出了許多寶貴建議。在本書的編寫過程中，還得到了西安電子科技大學出版社，尤其是李惠萍同志的幫助和大力支持。在此謹向他們表示衷心的感謝。
限於編者水平，書中難免存在一些不妥之處，懇請讀者批評指正。
編 者
2014年11月
目錄
第一章 作業系統引論 1
1.1 基本內容 1
1.1.1 作業系統的目標和作用 1
1.1.2 作業系統的發展過程 2
1.1.3 作業系統的基本特徵和功能 5
1.1.4 作業系統的結構設計 7
1.2 重點、難點學習提示 8
1.3 典型問題分析和解答 9
1.3.1 OS的引入和發展過程中的典型問題分析 9
1.3.2 OS的基本特徵和功能中的典型問題分析 12
1.3.3 分層式和微核心結構中的典型問題分析 12
1.4 習題 13
1.4.1 選擇題 13
1.4.2 填空題 16
第二章 進程的描述與控制 17
2.1 基本內容 17
2.1.1 進程的基本概念 17
2.1.2 進程控制 20
2.1.3 進程同步 21
2.1.4 經典進程的同步問題 24
2.1.5 管程機制 27
2.1.6 進程通信 29
2.1.7 執行緒 31
2.2 重點、難點學習提示 33
2.3 典型問題分析和解答 36
2.3.1 進程基本概念中的典型問題分析 36
2.3.2 進程同步基本概念中的典型問題分析 38
2.3.3 信號量機制及套用中的典型問題分析 41
2.3.4 經典進程同步問題中的典型問題分析 44
2.3.5 訊息傳遞通信機制中的典型問題分析 54
2.3.6 執行緒中的典型問題分析 55
2.4 習題 56
2.4.1 選擇題 56
2.4.2 填空題 60
第三章 處理機調度與死鎖 62
3.1 基本內容 62
3.1.1 處理機調度的基本概念 62
3.1.2 調度算法 63
3.1.3 實時調度 64
3.1.4 死鎖的基本概念 65
3.1.5 處理死鎖的基本方法 66
3.2 重點、難點學習提示 69
3.3 典型問題分析和解答 71
3.3.1 進程調度及調度算法中的典型問題分析 71
3.3.2 實時調度中的典型問題分析 75
3.3.3 死鎖中的典型問題分析 77
3.4 習題 80
3.4.1 選擇題 80
3.4.2 填空題 82
第四章 存儲器管理 84
4.1 基本內容 84
4.1.1 存儲器管理的基本概念 84
4.1.2 連續分配方式 86
4.1.3 基本分頁存儲管理方式 89
4.1.4 分段式存儲管理方式 92
4.1.5 信息的共享 94
4.2 重點、難點學習提示 95
4.3 典型問題分析和解答 96
4.3.1 存儲器基本概念中的典型問題分析 96
4.3.2 連續分配方式中的典型問題分析 97
4.3.3 基本分頁系統中的典型問題分析 101
4.3.4 基本分段系統中的典型問題分析 103
4.4 習題 104
4.4.1 選擇題 104
4.4.2 填空題 106
第五章 虛擬存儲器 108
5.1 基本內容 108
5.1.1 虛擬存儲器的基本概念 108
5.1.2 請求分頁存儲管理方式 109
5.1.3 置換算法 111
5.1.4 請求分段存儲管理方式 112
5.2 重點、難點學習提示 113
5.3 典型問題分析和解答 114
5.3.1 虛擬存儲器基本概念中的典型問題分析 114
5.3.2 請求分頁/段系統中的典型問題分析 115
5.4 習題 121
5.4.1 選擇題 121
5.4.2 填空題 124
第六章 輸入輸出系統 126
6.1 基本內容 126
6.1.1 I/O 系統的基本功能和層次結構 126
6.1.2 I/O 硬體 127
6.1.3 中斷處理程式和設備驅動程式 128
6.1.4 與設備無關的I/O軟體 130
6.1.5 用戶層的I/O軟體 132
6.1.6 磁碟調度 133
6.2 重點、難點學習提示 134
6.3 典型問題分析和解答 136
6.3.1 I/O控制方式中的典型問題分析 136
6.3.2 緩衝管理中的典型問題分析 137
6.3.3 I/O軟體中的典型問題分析 138
6.3.4 虛擬設備中的典型問題分析 139
6.3.5 磁碟存儲器管理中的典型問題分析 140
6.4 習題 142
6.4.1 選擇題 142
6.4.2 填空題 145
第七章 檔案管理 146
7.1 基本內容 146
7.1.1 檔案和檔案系統 146
7.1.2 檔案的邏輯結構 147
7.1.3 檔案目錄 148
7.1.4 檔案共享 150
7.1.5 檔案保護 151
7.2 重點、難點學習提示 152
7.3 典型問題分析和解答 153
7.3.1 檔案系統基本概念中的典型問題分析 153
7.3.2 目錄管理中的典型問題分析 154
7.3.3 檔案的共享和保護中的典型問題分析 155
7.3.4 檔案操作中的典型問題分析 156
7.4 習題 157
7.4.1 選擇題 157
7.4.2 填空題 160
第八章 磁碟存儲器的管理 161
8.1 基本內容 161
8.1.1 外存的組織方式 161
8.1.2 檔案存儲空間的管理 164
8.1.3 提高磁碟I/O速度的途徑 166
8.1.4 提高磁碟可靠性的技術 167
8.1.5 數據一致性控制 168
8.2 重點、難點學習提示 169
8.3 典型問題分析和解答 170
8.3.1 外存的組織方式中的典型問題分析 170
8.3.2 檔案存儲空間管理中的典型問題分析 174
8.4 練習題 176
8.4.1 選擇題 176
8.4.2 填空題 178
第九章 作業系統接口 179
9.1 基本內容 179
9.1.1 用戶接口 179
9.1.2 在線上命令接口的實現 180
9.1.3 系統調用 181
9.2 重點、難點學習提示 183
9.3 典型問題分析和解答 184
9.3.1 系統調用中的典型問題分析 184
9.3.2 其他典型問題分析 185
9.4 習題 186
9.4.1 選擇題 186
9.4.2 填空題 188
第十章 多處理機作業系統 189
10.1 基本內容 189
10.1.1 多處理機系統概述 189
10.1.2 多處理機進程同步 190
10.1.3 多處理機調度 191
10.1.4 網路作業系統 192
10.1.5 分散式檔案系統 193
10.2 重點、難點學習提示 194
10.3 典型問題分析和解答 195
10.3.1 多處理機概述中的典型問題分析 195
10.3.2 多處理機進程同步中的典型問題分析 195
10.3.3 多處理機調度中的典型問題分析 196
10.4 習題 196
10.4.1 選擇題 196
10.4.2 填空題 198
第十一章 多媒體作業系統 199
11.1 基本內容 199
11.1.1 多媒體系統簡介 199
11.1.2 多媒體的接納控制和實時調度 200
11.1.3 多媒體存儲器的分配方式 201
11.1.4 多媒體磁碟調度 204
11.2 重點、難點學習提示 205
11.3 典型問題分析和解答 206
11.4 習題 207
11.4.1 選擇題 207
11.4.2 填空題 208
第十二章 保護與安全 209
12.1 基本內容 209
12.1.1 系統安全的基本概念 209
12.1.2 數據加密技術 210
12.1.3 用戶驗證 211
12.1.4 安全攻擊 211
12.1.4 可信系統 213
12.2 重點、難點學習提示 214
12.3 典型問題分析和解答 215
12.3.1 數據加密技術的典型問題分析 215
12.3.2 用戶驗證的典型問題分析 216
12.3.3 安全攻擊的典型問題分析 217
12.4 習題 217
12.4.1 選擇題 217
12.4.2 填空題 219
附錄A 作業系統實驗 220
附錄B 習題答案 226
參考文獻 240
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