操作系统教程

中国水利水电出版社

【作者】主编何樱

【I S B N 】978-7-5170-1599-4

【责任编辑】李炎

【适用读者群】本专通用

【出版时间】2014-01-01

【开本】16开

【装帧信息】平装（光膜）

【版次】第1版第1次印刷

【页数】264

【千字数】365

【印张】16.5

【定价】￥32

【丛书】高职高专院校“十二五”精品示范系列教材（软件技术专业群）

【备注信息】

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本书系统地介绍了操作系统的功能、基本原理和设计方法。在保证内容完整性的同时，增加了操作系统中的新技术和新方法，并以Windows操作系统为例，简要介绍了Windows操作系统的体系结构、进程管理、存储管理、设备管理和文件管理，十分有益于学生深入理解操作系统的整体概念和牢固掌握操作系统设计实现的精粹，最后给出了几个操作系统实例应用。

本书讲解清晰明了、深入浅出、难度适中，注重理论性的同时兼顾实用性，每章都附有大量习题，并提供了参考答案。

本书可作为高职高专院校计算机及相关专业学生的教材。

1、讲解清晰明了、深入浅出、难度适中；

2、注重理论性的同时兼顾实用性；

3、每章都附有大量习题，并提供了参考答案。

操作系统是计算机系统的重要组成部分，“操作系统”课程是计算机及相关专业的重要专业课。考虑到高职高专学生学习这门课程并不是以考研为目的，我们希望通过本课程的学习，使学生对计算机系统有更深入的了解，从而能够更好地使用计算机。因此，本书讲解清晰明了、深入浅出、难度适中，在编写内容上注重理论性的同时兼顾实用性，既完整介绍了操作系统的主要内容，同时也对当前使用最多的Windows操作系统的体系结构、高级应用进行了介绍，最后给出了几个用C语言程序来完成操作系统功能的例子。每章都附有大量习题，并提供了参考答案。

全书共分6章。第1章“操作系统概述”介绍操作系统的定义、特征和功能、形成过程和发展趋势。第2章“处理器管理”介绍进程的定义、如何实现进程的同步与互斥、进程调度算法、进程死锁的形成以及处理方法、线程及其调度、多处理器调度。第3章“存储器管理”介绍几种存储管理方式：分区存储管理、页式存储管理、段式存储管理、段页式存储管理，以及虚拟存储管理。第4章“设备管理”介绍输入输出设备的种类、输入输出系统结构、输入输出通道、输入输出系统的控制方式、设备分配与回收、设备管理采用的技术。第5章“文件管理”介绍文件的逻辑结构与物理结构、文件的存储设备、文件存储空间的分配和管理、文件目录结构、文件共享与安全。第6章“操作系统应用”介绍Windows操作系统的体系结构、进程管理、存储管理、设备管理、文件管理、Windows操作系统的高级管理、安全管理、用C语言实现的Windows操作系统实例应用。

本书由河南多所院校计算机系教师编写而成，由何樱、连卫民任主编，荆园园、杨毅、张帆任副主编。连卫民、何樱制定了编写大纲并负责统稿和定稿工作。荆园园编写了第1章和第4章，赵超编写了第2章，何樱编写了第3章，连卫民编写了第5章，杨毅编写了第6章。中州大学的张帆老师帮助绘制了部分插图，河南牧业经济学院图书馆的李素平、关艳红老师帮助收集整理资料，电教中心的上官廷华和张增老师帮助进行了本书的录入和校对工作，在此谨向各位表示衷心的感谢。

本书的编写融入了作者多年的教学科研经验，还参阅了大量的书籍、资料，但由于水平有限，书中仍难免有错误的地方，敬请读者批评指正。

序
前言

第1章操作系统概述 1
1.1 操作系统的定义、作用和目标 1
1.1.1 操作系统的定义 1
1.1.2 操作系统的作用 2
1.1.3 操作系统的目标 3
1.2 操作系统的历史 4
1.2.1 推动操作系统发展的动力 4
1.2.2 操作系统的发展 5
1.3 操作系统的特征与功能 14
1.3.1 操作系统的特征 14
1.3.2 操作系统的功能 15
1.4 现代主要操作系统简介 16
1.4.1 Windows 操作系统 16
1.4.2 Linux操作系统 17
1.4.3 Macintosh操作系统 17
1.4.4 Android操作系统 18
本章小结 18
习题1 19
第2章处理器管理 22
2.1 处理器管理概述 22
2.1.1 处理器的管理功能 22
2.1.2 程序的执行 23
2.2 进程描述 25
2.2.1 进程的概念 25
2.2.2 进程的状态 26
2.2.3 进程的挂起状态 28
2.3 进程控制 29
2.3.1 进程控制块 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 线程 34
2.4.1 线程的基本概念 34
2.4.2 线程与进程的比较 36
2.4.3 线程的类型 38
2.4.4 线程池 41
2.4.5 超线程 42
2.4.6 多核技术 43
2.5 进程同步与互斥 46
2.5.1 进程的并发性 46
2.5.2 进程的同步与互斥 47
2.5.3 利用整型信号量实现互斥与同步 49
2.5.4 管程的基本概念 59
2.6 进程通信 60
2.6.1 进程通信的类型 60
2.6.2 消息传递系统 61
2.7 进程调度 63
2.7.1 进程调度的类型 63
2.7.2 选择调度算法的原则 64
2.7.3 作业调度算法 65
2.7.4 进程调度算法 67
2.7.5 线程调度 71
2.8 进程死锁 71
2.8.1 死锁的基本概念 72
2.8.2 死锁的预防 74
2.8.3 死锁的避免 75
2.8.4 死锁的检测与解除 77
本章小结 79
习题2 80
第3章存储器管理 87
3.1 存储器管理概述 87
3.1.1 存储器管理的主要功能 88
3.1.2 存储器的层次 88
3.1.3 地址转换 89
3.1.4 存储管理方式 91
3.2 单用户连续存储管理方式 91
3.2.1 基本原理 91
3.2.2 管理特点 92
3.3 固定分区存储管理方式 92
3.3.1 基本原理 92
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 95
3.3.5 固定分区存储管理举例 96
3.4 可变分区存储管理方式 96
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 可变分区存储管理方式采用的技术 101
3.4.6 可变分区存储管理举例 102
3.5 分页式存储管理方式 104
3.5.1 基本原理 104
3.5.2 主存空间的分配与回收 105
3.5.3 地址转换与存储保护 107
3.5.4 对分页式存储管理的改进 109
3.5.5 管理特点 111
3.5.6 分页式存储管理举例 113
3.6 分段式存储管理方式 114
3.6.1 基本原理 114
3.6.2 主存空间的分配与回收 115
3.6.3 地址转换与存储保护 116
3.6.4 管理特点 118
3.6.5 分页和分段的主要区别 118
3.6.6 分段式存储管理举例 118
3.6.7 段页式存储管理方式 119
3.7 虚拟存储管理方式 121
3.7.1 虚拟存储的基本概念 122
3.7.2 分页式虚拟存储管理 124
3.7.3 分页式虚拟存储管理例题 131
本章小结 134
习题3 134
第4章设备管理 141
4.1 设备管理概述 141
4.1.1 设备管理的主要功能 141
4.1.2 设备的分类 142
4.2 输入输出系统 142
4.2.1 输入输出系统的结构 143
4.2.2 设备控制器 144
4.2.3 输入输出通道 145
4.2.4 输入输出系统的控制方式 146
4.3 设备分配与回收 149
4.3.1 设备分配中的数据结构（设备
信息描述） 149
4.3.2 设备分配应考虑的因素 150
4.3.3 对设备分配程序的改进 151
4.4 设备处理 152
4.4.1 设备驱动程序的功能和特点 152
4.4.2 设备驱动程序的处理过程 153
4.5 设备管理采用的技术 154
4.5.1 缓冲技术 154
4.5.2 中断技术 157
4.5.3 假脱机技术 159
本章小结 161
习题4 161
第5章文件管理 166
5.1 文件管理概述 166
5.1.1 文件管理的主要功能 166
5.1.2 文件系统的基本概念 167
5.2 文件结构 171
5.2.1 文件的逻辑结构 171
5.2.2 文件的物理结构 172
5.2.3 记录的成组和分解 175
5.3 文件的存储设备 177
5.3.1 文件存储设备的类型 177
5.3.2 磁盘的驱动调度算法 180
5.3.3 存储空间的分配与回收 183
5.3.4 外存空间分配举例 188
5.4 文件目录管理 188
5.4.1 文件目录的基本概念 188
5.4.2 一级目录 190
5.4.3 二级目录 191
5.4.4 多级目录 192
5.4.5 目录管理举例 193
5.5 文件共享与安全 193
5.5.1 文件共享 194
5.5.2 文件安全 195
5.6 文件使用 196
5.6.1 文件的存取方法 196
5.6.2 文件操作 197
本章小结 198
习题5 198
第6章操作系统应用 203
6.1 Windows操作系统基本管理 203
6.1.1 Windows操作系统的体系结构 203
6.1.2 Windows操作系统的用户接口 206
6.1.3 Windows操作系统的进程管理 207
6.1.4 Windows操作系统的存储管理 210
6.1.5 Windows操作系统的设备管理 213
6.1.6 Windows操作系统的文件管理 215
6.2 Windows操作系统高级管理 225
6.2.1 Windows操作系统的用户管理 226
6.2.2 Windows操作系统的网络管理 227
6.2.3 Windows操作系统的注册表管理 229
6.3 Windows操作系统的安全管理 232
6.3.1 操作系统的安全性概述 232
6.3.2 Windows操作系统安全性管理 233
6.4 Windows操作系统实例应用 241
6.4.1 Windows关机的C语言实现 241
6.4.2 Windows端口扫描的C语言实现 242
6.4.3 Windows多线程的C语言实现 245
本章小结 248
习题6 248
部分习题参考答案 250
参考文献 254

经典样章
电子教案

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