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内容简介

　　操作系统是计算机系统的核心和灵魂，是计算机系统必不可少的组成部分，也是基础和核心的系统软件，因而操作系统课程成为计算机相关专业的必修课，也是计算机应用从业人员必备的专业知识。
　　《操作系统教程（第5版）》在前4版的基础上进行全面修订，系统地介绍操作系统的经典内容和技术新进展，选择当代具有代表性的开放源码操作系统Linux作为实例贯穿全书。
　　《操作系统教程（第5版）》共8章，涵盖操作系统的基本概念、设计原理和实现技术，尽可能系统、全面地展示操作系统的概念、特性和精髓。
　　《操作系统教程（第5版）》重点突出、内容充实、逻辑清晰、详略得当，便于学生更好地掌握操作系统的核心知识。
　　与《操作系统教程（第5版）》配套的《Linux操作系统实验教程》（费翔林主编）已经由高等教育出版社出版，两本教材各有侧重，相辅相成完成操作系统教学任务。
　　《操作系统教程（第5版）》既可作为高等学校计算机及相关专业本科的“操作系统”课程教材或参考书，也可供计算机技术和软件技术人员阅读和参考。

作者简介

　　费翔林，南京大学计算机科学与技术系教授，曾任教育部计算机教学指导委员会委员、系教学副主任，计算机软件新技术国家重点实验室副主任。1941年生，毕业于南京大学数学系。主要研究方向为操作系统和面向对象软件工程。自20世纪70年代起就开展操作系统研究与教学工作，参与和完成多个国产操作系统研制任务，先后主持和参加国家“七五”、“八五”、“九五”和”863”等科研项目，获部省级科技进步奖6次：主持”操作系统原理与实践”国家精品课程，多次获省校级操作系统课程建设及优秀教学质量奖，编写的《操作系统教程》曾获国家优秀教材奖，并先后被列入”面向21世纪课程教材”、“十一五”国家级规划教材和”十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。

内页插图

目录

第1章 操作系统概论
1．1 操作系统概观
1．1．1 操作系统与计算机系统
1．1．2 操作系统资源管理技术
1．1．3 操作系统定义和作用
1．1．4 操作系统功能和特性
1．2 操作系统形成与发展
1．2．1 人工操作阶段
1．2．2 执行系统阶段
1．2．3 多道程序设计与操作系统形成
1．2．4 操作系统发展与分类
1．3 操作系统基本服务和用户接口
1．3．1 基本服务和用户接口
1．3．2 程序接口与系统调用
1．3．3 操作接口与系统程序
1．3．4 Linux系统调用及实现机制
1．4 操作系统结构和运行模型
1．4．1 操作系统结构分类
1．4．2 操作系统结构设计
1．4．3 操作系统内核
1．4．4 操作系统运行模型
1．5 流行操作系统简介
1．5．1 UNIX操作系统
1．5．2 自由软件和Linux操作系统
1．5．3 IBM操作系统
1．6 本章小结
习题1

第2章 处理器管理
2．1 处理器状态
2．1．1 处理器
2．1．2 程序状态字
2．2 中断技术
2．2．1 中断概念
2．2．2 中断源分类
2．2．3 中断和异常的响应及服务
2．2．4 中断事件处理原则
2．2．5 中断优先级和多重中断
2．2．6 Linux中断处理
2．3 进程及其实现
2．3．1 进程定义和属性
2．3．2 进程状态和转换
2．3．3 进程描述和组成
2．3．4 进程上下文切换与处理器状态转换
2．3．5 进程控制和管理
2．4 线程及其实现
2．4．1 引人多线程的动机
2．4．2 多线程环境中的进程与线程
2．4．3 线程的实现
2．5 Linux进程
2．6 处理器调度
2．6．1 处理器调度层次
2．6．2 选择调度算法原则
2．6．3 作业管理与调度
2．6．4 低级调度功能和类型
2．6．5 作业调度和低级调度算法
2．7 Linux调度算法
2．7．1 Linux V2．4调度算法
2．7．2 Linux V2．6调度算法
2．8 本章小结
习题2

第3章 同步、通信与死锁
3．1 并发进程
3．1．1 顺序程序设计
3．1．2 并发程序设计
3．1．3 进程的交互：竞争和协作
3．2 临界区管理
3．2．1 互斥和临界区
3．2．2 临界区管理的尝试
3．2．3 实现临界区管理的软件算法
3．2．4 实现临界区管理的硬件设施
3．3 信号量与Pv操作
3．3．1 同步和同步机制
3．3．2 信号量与PV操作
3．3．3 信号量实现互斥
3．3．4 信号量解决5位哲学家就餐问题
3．3．5 信号量解决生产者-消费者问题
3．3．6 信号量解决读者-写者问题
3．3．7 信号量解决睡眠理发师问题
3．4 管程
3．4．1 管程和条件变量
3．4．2 管程的实现
3．4．3 管程解决进程同步问题
3．5 进程通信
3．5．1 信号通信机制
3．5．2 管道通信机制
3．5．3 共享内存通信机制
3．5．4 消息传递通信机制
3．6 操作系统并发问题解决方案小结
3．7 死锁
3．7．1 死锁产生
3．7．2 死锁防止
3．7．3 死锁避免
3．7．4 死锁检测和恢复
3．8 Linux同步和通信机制
3．8．1 Linux内核同步机制
3．8．2 System V IPC进程同步机制
3．9 本章小结
习题3

第4章 存储管理
4．1 存储器工作原理
4．1．1 存储器层次
4．1．2 地址转换与存储保护
4．2 连续存储管理
4．2．1 固定分区存储管理
4．2．2 可变分区存储管理
4．2．3 内存不足的存储管理技术
4．3 分页存储管理
4．3．1 分页存储管理基本原理
4．3．2 翻译快表
4．3．3 分页存储空间分配和去配
4．3．4 分页存储空间页面共享和保护
4．3．5 多级页表
4．3．6 反置页表
4．4 分段存储管理
4．4．1 程序分段结构
4．4．2 分段存储管理基本原理
4．4．3 分段存储管理共享和保护
4．4．4 分段和分页比较
4．5 虚拟存储管理
4．5．1 虚拟存储器概念
4．5．2 请求分页虚拟存储管理
4．5．3 请求段页式虚拟存储管理
4．6 存储管理方案及虚存页面替换算法小结
4．7 Linux虚拟存储管理
4．7．1 物理内存管理
4．7．2 进程虚拟地址空间管理
4．7．3 页表机制
4．7．4 缺页异常处理
4．8 本章小结
习题4

第5章 设备管理
5．1 I／O硬件原理
5．1．1 I／O系统
5．1．2 I／O控制方式
5．1．3 设备控制器
5．2 I／O软件原理
5．2．1 I／0软件设计目标和原则
5．2．2 I／O中断处理程序
5．2．3 I／0设备驱动程序
5．2．4 独立于设备的I／O软件
5．2．5 用户空间的I／O软件
5．3 缓冲技术
5．3．1 单缓冲
5．3．2 双缓冲
5．3．3 多缓冲
5．4 驱动调度技术
5．4．1 存储设备的物理结构
5．4．2 循环排序
5．4．3 优化分布
5．4．4 搜查定位
5．4．5 提高磁盘I／O速度的方法
5．4．6 Linux磁盘I／O调度算法
5．5 设备分配
5．5．1 设备独立性
5．5．2 设备分配及其数据结构
5．6 虚拟设备
5．6．1 问题的提出
5．6．2 SPOOLing设计与实现
5．6．3 SPOOLing应用
5．7 Linux设备管理
5．7．1 设备管理概述
5．7．2 字符设备
5．7．3 块设备
5．8 本章小结
习题5

第6章 文件管理
6．1 文件
6．1．1 文件概念和命名
6．1．2 文件类型和属性
6．1．3 文件存取方法
6．2 文件目录
6．2．1 文件控制块、文件目录与目录文件
6．2．2 层次目录结构
6．2．3 文件目录检索
6．3 文件组织与数据存储
6．3．1 文件逻辑结构
6．3．2 文件物理结构
6．4 文件系统功能及实现
6．4．1 文件类系统调用
6．4．2 文件共享
6．4．3 文件空间管理
6．4．4 内存映射文件
6．4．5 虚拟文件系统
6．4．6 文件系统性能和可靠性问题
6．5 Linux文件系统
6．5．1 Linux文件系统结构
6．5．2 VFS数据结构及管理
6．5．3 VFS文件系统调用实现
6．5．4 Linux文件系统高速缓存机制
6．5．5 Linux ext2文件系统
6．5．6 Linux proc文件系统
6．6 本章小结
习题6

第7章 操作系统安全与保护
7．1 安全性概述
7．2 安全策略
7．2．1 安全需求和安全策略
7．2．2 访问支持策略
7．2．3 访问控制策略
7．3 安全模型
7．3．1 安全模型概述
7．3．2 安全模型示例
7．4 安全机制
7．4．1 硬件安全机制
7．4．2 认证机制
7．4．3 授权机制
7．4．4 加密机制
7．4．5 审计机制
7．5 安全操作系统设计和开发
7．5．1 安全操作系统结构和设计原则
7．5．2 安全操作系统开发
7．5．3 信息系统安全评价标准简介
7．6 Linux安全机制
7．7 本章小结
习题7

第8章 操作系统技术新进展
8．1 多处理器与多计算机系统
8．1．1 并行处理系统分类
8．1．2 共享存储的对称式多处理机
8．1．3 集群系统
8．2 基于网络的计算模式
8．2．1 网络计算
8．2．2 分布计算
8．2．3 云计算
8．3 多核与超线程
8．3．1 多核的提出
8．3．2 多核处理器的技术优势
8．3．3 多核计算机系统设计考虑
8．3．4 多核操作系统设计考虑
8．4 并行处理环境下的同步与调度
8．4．1 同步粒度
8．4．2 并行环境下的同步
8．4．3 多处理器调度
8．5 本章小结
习题8

参考文献

前言/序言

　　《操作系统教程》1989年由高等教育出版社出版第1版，至今已近25年，其间计算机科学技术突飞猛进，作为计算机系统核心与灵魂的操作系统也在不断发展中。为了适应这种趋势，满足高等院校操作系统课程教学的实际需要，本书第5版主要做了以下4方面的修订：
　　（1）突出重点。集中论述操作系统核心内容，包括操作系统概念和原理、资源管理技术和并发程序设计技术等。
　　（2）优化实例。以案例操作系统Linux的设计原理和核心算法为主线，突出操作系统概念和原理与案例操作系统技术和方法之间的衔接。
　　（3）改写章节。删去第4版教材的第8章，改为“操作系统技术新进展”，介绍多处理器和多核操作系统设计要点，多处理器调度算法，并概要介绍网络计算、分布计算和云计算及其各类操作系统技术。
　　（4）充实提高。对全书体系和组织作了适当调整和重组，对相关概念和定义作了进一步推敲和精炼。
　　本书从服务用户、进程交互、系统实现和资源管理等四种观点来剖析操作系统的概念和原理、设计和实现，既阐述传统操作系统基本概念、技术和方法，又介绍现代操作系统最新技术发展与应用。全书共8章，第1章描述基本概念；第2章、第4至第6章详细讲述资源管理技术；第3章通过揭示进程在系统中执行的本质过程、内在联系和状态变化，用动态观点来研究操作系统；第7章介绍安全与保护；第8章介绍操作系统新技术；每章最后一节均是小结。本书建议讲授54-60学时，第八章可作为讲座内容或选讲。
　　操作系统是一门理论、实践与应用都很强的课程，如果仅仅学习理论知识很难达到理想教学效果。为此，我们把概念和原理与应用和实践内容区分开来，配套编写与出版《操作系统教程》（笫5版）和《Linux操作系统实验教程》，两本教材均由高等教育出版社出版，各有侧重、相辅相成完成教学任务。前者以讲授原理为主，并设计了模拟类实验配合原理教学同步进行，这是以原理为主的一学期必修课程；后者为操作系统实践提供指导，涵盖内核类和应用类实验，这是以实验为主的一学期选修课程。
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