操作系統(tǒng)原理與實踐教程

前言

　　操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中最不可缺的系統(tǒng)軟件，它在整個計算機系統(tǒng)軟件中處于核心地位，操作系統(tǒng)的優(yōu)劣直接決定了計算機系統(tǒng)的整體性能和用戶使用計算機的方便程度。因此，計算機操作系統(tǒng)是計算機科學技術及相關專業(yè)的重要專業(yè)基礎課。　　一個新的操作系統(tǒng)往往是計算機發(fā)展過程中傳統(tǒng)研究成果、技術以及最新的科研成果的綜合，它最能體現(xiàn)計算機硬件技術及系統(tǒng)結構的發(fā)展趨勢和方向，這使得操作系統(tǒng)顯得異常復雜和深奧。而以往的教材或者教程大都選用Linux、MINIX等開放源代碼的操作系統(tǒng)作為實驗平臺來研究操作系統(tǒng)各功能模塊，但這些操作系統(tǒng)的源代碼龐大，比如，MINIX雖然小，但它的源代碼也超過了2萬行，且已實現(xiàn)了操作系統(tǒng)的全部功能，沒有留下合適的練習，讓讀者自己動手編寫程序以實現(xiàn)操作系統(tǒng)的功能。這既不利于操作系統(tǒng)的教學，也不利于讀者對操作系統(tǒng)原理的理解與掌握。因此，作者從系統(tǒng)原理和實踐應用的角度出發(fā)對操作系統(tǒng)的概念、原理及關鍵實現(xiàn)技術進行了闡述。為讀者編寫操作系統(tǒng)提供了指導，增加了其學習的興趣和成就感，使學習變得生動而淺顯易懂，這也是本書與其他著作相比的一大特色?！　∪珪灿?2章，前7章對操作系統(tǒng)原理進行了詳細而完整的介紹，使讀者對操作系統(tǒng)的概念和系統(tǒng)原理有了充分及系統(tǒng)的認識，后5章詳細介紹了一個功能基本齊全的基于Intel 80x86 CPtJ實模式的多任務微型操作系統(tǒng)——M（r）S的設計與實現(xiàn)過程，提供了翔實的源代碼和注解（源代碼兩千余行），以供讀者進行實踐練習，并對操作系統(tǒng)關鍵性技術的實現(xiàn)，諸如系統(tǒng)引導與初始化、處理機與進程管理、存儲管理、設備管理、文件系統(tǒng)、中斷管理等進行了系統(tǒng)的設計，使讀者通過親自編寫操作系統(tǒng)源代碼，將所學理論知識融會貫通到實踐中，既加深了對理論知識的理解，也提高了讀者學習的興趣和效率。由于本部分內容涉及80x86匯編語言程序設計、C語言程序設計、數(shù)據結構、計算機組成原理、微機原理及軟件工程等多門學科知識，因此，通過這部分的學習與實踐，可以將這些課程有機地整合起來?！　≡诒緯谐榻B操作系統(tǒng)原理和實踐知識外，還在每一章中給出了該章的內容提要、教學目標、小結、思考與練習題或實踐題等，為教師的教學和學生的學習提供了幫助?！　”緯?-3章由李紅衛(wèi)編寫，第4-7章由郭慶軍編寫，第8-12章及附錄由李紅衛(wèi)、殷常鴻編寫。全書由李紅衛(wèi)統(tǒng)稿?！　”緯木帉懙玫搅私K技術師范學院教務處、計算機科學與工程學院的大力支持；全書由江蘇技術師范學院徐亞平教授審閱，并提出許多寶貴意見和有益的建議；書中還參考、引用了國內外一些專家學者的論著和研究成果。在此一并表示誠摯的感謝。

內容概要

本書從實踐的角度出發(fā)，系統(tǒng)地闡述了計算機操作系統(tǒng)的基本原理和實現(xiàn)技術，并設計開發(fā)了一個簡單的基于Intel 80x86 CPU實模式多任務微型操作系統(tǒng)——MOS，將理論學習和實踐應用有機地整合在一起。全書共12章，前7章內容包括操作系統(tǒng)概述、進程與線程、進程同步與死鎖、存儲管理、設備管理、文件系統(tǒng)和操作系統(tǒng)安全；后5章介紹了MOS微型操作系統(tǒng)的開發(fā)過程，通過編寫操作系統(tǒng)，對系統(tǒng)引導與初始化、處理機與進程管理實踐、存儲管理實踐、文件系統(tǒng)實踐和設備管理實踐等方面的設計與實現(xiàn)進行了詳細地分析。    本書既可作為計算機及相關專業(yè)本科、高職高專學生的教材或參考書，又可作為從事信息科學和計算機工作的科技人員學習操作系統(tǒng)的參考書，同時也可作為操作系統(tǒng)愛好者學習操作系統(tǒng)原理和實現(xiàn)技術的自學用書。

書籍目錄

前言第1章　操作系統(tǒng)概述　1.1　計算機系統(tǒng)概述　1.2　操作系統(tǒng)概述　1.3　操作系統(tǒng)的發(fā)展　1.4　操作系統(tǒng)的分類　1.5　操作系統(tǒng)結構　1.6　操作系統(tǒng)的特性及性能評價　小結　思考與練習題第2章　進程與線程　2.1　進程概述　2.2　進程的狀態(tài)和進程控制塊　2.3　進程控制　2.4　線程　2.5　處理機調度　小結　思考與練習題第3章　進程同步與死鎖　3.1　進程的互斥與同步　3.2　進程通信　3.3　死鎖　小結　思考與練習題第4章　存儲管理　4.1　存儲管理概述　4.2　分區(qū)存儲管理　4.3　覆蓋與交換　4.4　分頁式存儲管理　4.5　請求頁式存儲管理　4.6　分段式存儲管理　4.7　段頁式存儲管理　小結　思考與練習題第5章　設備管理　5.1　I/O系統(tǒng)的硬件　5.2　I/O系統(tǒng)的軟件　5.3　緩沖技術　5.4　設備分配　5.5　I/O控制　5.6　虛擬設備　5.7　硬盤管理　小結　思考與練習題第6章　文件系統(tǒng)　6.1　文件系統(tǒng)概述　6.2　文件的結構與存取方法　6.3　輔存空間管理　6.4　文件目錄管理　6.5　文件的共享與保護　6.6　文件系統(tǒng)的用戶接口　小結　思考與練習題第7章  操作系統(tǒng)安全第8章  引導程序的設計第9章  進程管理實踐第10章  存儲管理實踐第11章  文件系統(tǒng)實踐第12章  設備管理實踐附錄主要參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　操作系統(tǒng)概述　　內容提要　　本章首先對計算機硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進行了簡要的概述，然后重點介紹了操作系統(tǒng)的基本概念、功能、發(fā)展歷史、多道程序設計概念及操作系統(tǒng)的分類，最后對操作系統(tǒng)的結構、特性及性能評價進行了論述。　　教學目標　　1.了解操作系統(tǒng)在整個計算機系統(tǒng)中的地位和作用。　　2.掌握操作系統(tǒng)的概念，現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特征、功能和多道程序設計概念?！　?.了解操作系統(tǒng)發(fā)展史及發(fā)展趨勢?！　?.掌握批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)的特點?！　?.了解操作系統(tǒng)的設計目標，理解操作系統(tǒng)的設計結構。　　在計算機系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)（Operating System，OS）是最基本的系統(tǒng)軟件，它控制計算機系統(tǒng)中所有資源并為用戶使用計算機提供一個方便靈活、安全可靠的工作環(huán)境，是其他所有系統(tǒng)軟件和應用軟件的運行基礎，因此對操作系統(tǒng)的概念、理論和方法的研究及對它的設計、分析、開發(fā)、使用，歷來是計算機科學研究的最基本內容。　　1.1　計算機系統(tǒng)概述　　計算機是一種能存儲程序和數(shù)據，并能自動處理各種數(shù)字化信息的機器。一個完整的計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的?！　?.1.1　計算機硬件系統(tǒng)　　計算機硬件系統(tǒng)是由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分組成的，如圖1.1所示。　　1.運算器和控制器　　運算器是對信息進行加工、運算的部件，它的速度幾乎決定了計算機的計算速度。運算器的主要功能是對二進制碼進行算術或邏輯運算?？刂破魇钦麄€計算機的控制指揮中心，它的任務是從內存儲器讀取指令，經過分析譯碼產生操作命令（控制信號），控制各功能部件協(xié)調一致地工作。　　……

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