操作系统原理教程（第二版）

中国水利水电出版社

【作者】连卫民等编著

【I S B N 】978-7-5084-4600-4

【责任编辑】陈洁

【适用读者群】高职高专

【出版时间】2007-06-01

【开本】16开本

【装帧信息】平装（光膜）

【版次】2007年06月第2版

【页数】240

【千字数】

【印张】

【定价】￥23

【丛书】21世纪高职高专新概念教材

【备注信息】

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操作系统是计算机系统软件的重要组成部分，它控制和管理计算机所有的软硬件资源，协调各部件的工作，以方便用户的使用。

本书主要介绍操作系统的基本原理。全书共6章，内容包括操作系统概述、处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理、作业管理与系统接口等。为便于学生理解抽象的概念，书中采用了身边的事例做说明，并为每章编写了小结。书中还配有丰富的练习题和参考答案，方便学生总结复习，巩固所学内容。

本书可作为高职高专院校计算机及相关专业操作系统课程的教材和参考书。

第二版前言

操作系统是计算机系统中核心的系统软件，“操作系统”课程是计算机及相关专业的重要专业基础课，是培养学生专业素质的重要课程之一。因此，学好“操作系统”课程对计算机及相关专业的学生具有重要意义。

本书总结了作者多年的教学经验和以往各类操作系统教材的优点，针对专科层次的学生，采用“以现实生活讲抽象概念”的编写原则，即用现实生活中大家所熟悉的具体现象来讲解操作系统中比较抽象的概念。本版修订了第一版中的错误，增加了操作系统新技术的介绍，如双核技术等，并对进程调度算法和进程描述方法进行了改进。本书不仅在内容上强调逻辑性，更注重介绍学习方法，使学生能根据例题举一反三。本书突出了操作系统的作用、管理目标、管理方式、采用的数据结构和相应的管理算法等管理特色。力争原理通俗易懂、管理流程清晰明了、语言简练，并通过大量的例题和习题巩固所学内容。

本书共6章。第1章为操作系统概述，第2章介绍处理器管理，第3章介绍存储器管理，第4章介绍设备管理，第5章介绍文件管理，第6章介绍作业管理与系统接口。全书重点为第2章和第3章，难点为第2章。建议教学学时数为58～68学时，第1章4学时，第2章18～20学时，第3章16～18学时，第4章8～10学时，第5章8～10学时，第6章4～6学时，其中包括每章一次习题课。另外，最好能安排1～2次操作系统知识讲座，介绍操作系统的形成和采用的技术，以及操作系统的发展趋势等内容。学生可以分组调查某一个具体操作系统的发展过程、管理功能和特点，并以电子文档的形式上交。这样做可以提高学生的学习兴趣，并锻炼学生主动收集信息和整理信息的能力。

参与本书编写的教师，都是多年来从事操作系统课程教学的一线教师，积累了丰富的教学经验。书中的许多学习方法就是他们教学经验的总结。本书由连卫民、徐保民编写，制定大纲并负责统稿工作。参加编写工作的还有孙丽君、赵超、何樱、李丹、胡声艳、田源、牧笛、蔡中民。具体分工为：徐保民编写第1章，连卫民编写第2章，孙丽君编写第3章，李丹编写第4章，何樱、胡声艳编写第5章及附录，赵超编写第6章。

本书可作为高职高专院校计算机及相关专业操作系统课程的教材和参考书。本书的出版得到了中国水利水电出版社的大力支持，在此一并表示深深的谢意。

由于作者水平有限，书中不当之处，敬请专家、读者批评指正。作者的E-Mail为lian_weimin2001@sina.com。

序
第二版前言
第一版前言
第1章操作系统概述 1
1.1 计算机系统 1
1.1.1 计算机硬件 1
1.1.2 计算机软件 1
1.2 操作系统的作用、目标与模型 3
1.2.1 操作系统的作用 3
1.2.2 操作系统的目标 4
1.2.3 操作系统的层次模型 4
1.3 操作系统的形成与发展 5
1.3.1 推动操作系统发展的动力 5
1.3.2 操作系统的发展 6
1.4 操作系统的特征与功能 13
1.4.1 操作系统的特征 13
1.4.2 操作系统的功能 14
本章小结 16
习题 16
第2章处理器管理 20
2.1 处理器管理概述 20
2.1.1 处理器管理的功能 20
2.1.2 程序执行 21
2.2 进程 24
2.2.1 进程的概念 24
2.2.2 进程关系的表示 25
2.2.3 进程的状态 26
2.2.4 进程的挂起状态 28
2.3 进程控制 29
2.3.1 进程控制块PCB 29
2.3.2 进程的创建与撤消 32
2.3.3 进程的阻塞与唤醒 33
2.4 进程同步与互斥 34
2.4.1 进程的并发性 34
2.4.2 同步与互斥的基本概念 34
2.4.3 利用PV操作实现互斥与同步 37
2.4.4 利用管程实现同步 53
2.5 进程通信 57
2.5.1 共享存储器系统 57
2.5.2 消息传递系统 58
2.5.3 管道通信系统 59
2.6 进程调度 59
2.6.1 进程调度算法的构成 59
2.6.2 进程调度算法的选取原则 60
2.6.3 常用的进程调度算法 61
2.7 进程死锁 67
2.7.1 死锁的基本概念 67
2.7.2 死锁的预防 69
2.7.3 死锁的避免 70
2.7.4 死锁的检测与解除 72
2.8 线程、超线程和双核的基本概念 73
2.8.1 线程 73
2.8.2 超线程技术 75
2.8.3 双核技术 75
本章小结 77
习题 77
第3章存储器管理 85
3.1 存储器管理概述 85
3.1.1 存储器管理的主要任务 85
3.1.2 存储器管理的主要功能 85
3.1.3 程序的装入与链接 86
3.1.4 存储管理方式 89
3.2 单用户连续存储管理方式 90
3.2.1 基本原理 90
3.2.2 主存空间的分配与回收 90
3.2.3 地址转换与存储保护 92
3.2.4 管理特点 92
3.3 固定分区存储管理方式 93
3.3.1 基本原理 93
3.3.2 主存空间的分配与回收 93
3.3.3 地址转换与存储保护 95
3.3.4 管理特点 96
3.3.5 对固定分区存储管理方式的改进 96
3.3.6 固定分区存储管理举例 97
3.4 可变分区存储管理方式 97
3.4.1 基本原理 97
3.4.2 主存空间的分配与回收 97
3.4.3 地址转换与存储保护 100
3.4.4 管理特点 101
3.4.5 采用技术 101
3.4.6 可变分区存储管理举例 102
3.5 页式存储管理方式 104
3.5.1 基本原理 104
3.5.2 主存空间的分配与回收 104
3.5.3 地址转换与存储保护 107
3.5.4 对页式存储管理的改进 109
3.5.5 管理特点 110
3.5.6 页式存储管理举例 110
3.6 段式存储管理方式 112
3.6.1 基本原理 112
3.6.2 主存空间的分配与回收 113
3.6.3 地址转换与存储保护 114
3.6.4 管理特点 116
3.6.5 分段与分页的区别 116
3.6.6 段式存储管理举例 116
3.7 段页式存储管理方式 117
3.7.1 基本原理 118
3.7.2 主存空间的分配与回收 118
3.7.3 地址转换与存储保护 120
3.7.4 管理特点 121
3.8 虚拟存储管理方式 121
3.8.1 基本概念 121
3.8.2 页式虚拟存储管理 123
3.8.3 页式虚拟存储管理例题 129
本章小结 132
习题 132
第4章设备管理 139
4.1 设备管理概述 139
4.1.1 设备管理的主要任务 139
4.1.2 设备管理的主要功能 139
4.1.3 设备的分类 140
4.2 输入输出系统 140
4.2.1 输入输出系统的结构 140
4.2.2 设备控制器 141
4.2.3 输入输出通道 143
4.2.4 输入输出系统的控制方式 144
4.3 设备分配与回收 146
4.3.1 设备分配中的数据结构 146
4.3.2 设备分配应考虑的因素 147
4.3.3 设备分配 148
4.3.4 设备回收 150
4.3.5 对设备分配程序的改进 151
4.4 设备处理 151
4.4.1 设备驱动程序的功能和特点 151
4.4.2 设备驱动程序的处理过程 152
4.5 设备管理采用的技术 152
4.5.1 缓冲技术 152
4.5.2 中断技术 155
4.5.3 假脱机技术（SPOOLing） 157
本章小结 158
习题 159
第5章文件管理 163
5.1 文件管理概述 163
5.1.1 文件管理的主要任务 163
5.1.2 文件管理的主要功能 163
5.1.3 文件系统的基本概念 164
5.2 文件结构 167
5.2.1 文件的逻辑结构 167
5.2.2 文件的物理结构 169
5.2.3 记录的成组和分解 172
5.3 文件的存储设备 173
5.3.1 文件存储设备的类型 173
5.3.2 磁盘的驱动调度算法 176
5.3.3 存储空间的分配与回收 178
5.3.4 外存空间分配举例 182
5.4 文件目录管理 183
5.4.1 文件目录的基本概念 183
5.4.2 一级目录 184
5.4.3 二级目录 185
5.4.4 多级目录 186
5.4.5 目录管理举例 187
5.5 文件共享与安全 188
5.5.1 文件共享 188
5.5.2 文件安全 189
5.6 文件使用 190
5.6.1 文件的存取方法 190
5.6.2 文件操作 191
5.6.3 文件使用的步骤 191
本章小结 192
习题 192
第6章作业管理与系统接口 198
6.1 作业管理概述 198
6.1.1 基本概念 198
6.1.2 作业状态 198
6.1.3 作业控制方式 199
6.2 批处理作业管理 199
6.2.1 基本原理 199
6.2.2 作业控制语言 200
6.2.3 批处理作业的输入 201
6.2.4 批处理作业的调度 201
6.2.5 批处理作业的控制 207
6.3 交互式作业管理 208
6.3.1 基本原理 208
6.3.2 交互式作业的控制 209
6.3.3 终端作业管理 210
6.4 系统接口 210
6.4.1 系统接口概述 210
6.4.2 命令接口 211
6.4.3 程序接口 212
本章小结 213
习题 214
附录部分习题参考答案 219
参考文献 223

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