《计算机操作系统》系统地介绍了现代操作系统的基本理论和*新技术,并具体分析了Windows和Linux中的实现技术和方法。
全书分为10章,第1章概述了操作系统的定义、发展、功能、特征和类型; 第2~8章分别介绍了进程与线程、进程同步与通信、调度与死锁、存储管理、虚拟存储管理、设备管理和文件管理; 第9章和第10章分别讲述Windows和Linux两个常用操作系统的实现技术。每章后附有思考与练习题,与该教材配套的《计算机操作系统实验指导》一书中有对应思考与练习题的详细解答。
《计算机操作系统》的使用对象是开设操作系统课程的相关专业的本科生,以及具有一些操作系统基本知识并想进一步了解操作系统内部编程的读者。《计算机操作系统》可作为普通高等院校操作系统课程的教材。

第1章操作系统引论
1.1操作系统的定义
1.1.1资源管理的观点
1.1.2用户的观点(扩展机器的观点)
1.2操作系统的产生和发展
1.2.1**代计算机上没有操作系统
1.2.2第二代计算机有了监控系统
1.2.3第三代计算机操作系统得到极大的发展
1.2.4第四代计算机操作系统向多元化方向发展
1.3操作系统的特征
1.4操作系统的功能
1.4.1进程管理
1.4.2存储管理
1.4.3设备管理
1.4.4文件管理
1.4.5操作系统接口
1.5操作系统类型
1.5.1批处理操作系统
1.5.2分时操作系统
1.5.3实时操作系统
1.5.4微机操作系统
1.5.5多处理机操作系统
1.5.6网络操作系统
1.5.7分布式操作系统
1.5.8嵌入式操作系统
思考与练习题

第2章进程与线程
2.1进程的引入
2.1.1单道程序的顺序执行
2.1.2多道程序的并发执行
2.1.3程序并发执行的条件
2.1.4进程的概念
2.2进程的状态及其组成
2.2.1进程的基本状态
2.2.2进程的挂起状态
2.2.3进程控制块
2.3进程控制
2.3.1操作系统内核
2.3.2进程的创建与撤销
2.3.3进程的阻塞与唤醒
2.3.4进程的挂起与激活
2.4线程
2.4.1线程的概念
2.4.2线程与进程的比较
2.4.3线程的实现
思考与练习题
计算机操作系统

第3章进程同步与通信
3.1进程同步与互斥
3.1.1并发原理
3.1.2临界资源与临界区
3.1.3互斥实现的硬件方法
3.1.4互斥实现的软件方法
3.1.5信号量和PV操作
3.2经典进程同步与互斥问题
3.2.1生产者-消费者问题
3.2.2读者-写者问题
3.2.3哲学家进餐问题
3.2.4打瞌睡的理发师问题
3.3AND信号量
3.3.1AND信号量的引入
3.3.2用AND信号量解决实际应用
3.4管程
3.4.1管程的思想
3.4.2管程的结构
3.4.3用管程解决实际应用
3.5进程通信
3.5.1进程通信的类型
3.5.2进程通信中的问题
3.5.3消息传递系统的实现
3.5.4客户端-服务器系统通信
思考与练习题

第4章调度与死锁
4.1调度类型与准则
4.1.1调度类型
4.1.2进程调度方式
4.1.3进程调度时机
4.1.4调度的性能准则
4.2调度算法
4.2.1先来先服务调度算法
4.2.2短作业(进程)优先调度算法
4.2.3时间片轮转调度算法
4.2.4优先权调度算法
4.2.5多级反馈队列调度算法
4.2.6多种调度算法比较
4.3死锁的基本概念
4.3.1死锁定义
4.3.2死锁产生的原因
4.3.3可重复使用资源和可消耗资源
4.3.4死锁产生的必要条件
4.4死锁的预防与避免
4.4.1死锁的预防
4.4.2死锁的避免
4.4.3银行家算法
4.5死锁的检测与解除
4.5.1资源分配图
4.5.2死锁的解除
4.5.3鸵鸟算法
思考与练习题

第5章存储管理
5.1程序的装入和链接
5.1.1重定位
5.1.2链接
5.2连续分配存储管理方式
5.2.1单一连续分区
5.2.2固定分区
5.2.3可变分区
5.2.4动态重定位分区
5.3页式存储管理
5.3.1页式存储管理的基本原理
5.3.2页式存储管理的地址变换机构
5.3.3页表的硬件实现
5.3.4页表的组织
5.3.5页式操作系统举例
5.4段式存储管理
5.4.1段式存储管理的基本原理
5.4.2段式存储管理系统地址变换过程
5.4.3分段和分页的区别
5.4.4段的共享与保护
5.5段页式存储管理
5.5.1段页式存储管理的基本原理
5.5.2段页式存储管理的地址变换
5.5.3段页式存储管理系统举例
思考与练习题
第6章虚拟存储管理
6.1虚拟存储器的引入
6.1.1局部性原理
6.1.2虚拟存储器
6.1.3虚拟存储器的特征
6.2请求页式存储管理
6.2.1请求页式存储管理系统的实现
6.2.2请求页式存储管理驻留集管理
6.2.3请求页式存储管理的调入策略
6.2.4请求页式存储管理的页面置换算法
6.2.5请求页式存储管理系统的性能
6.3请求段式存储管理
6.3.1请求段式存储管理的地址实现
6.3.2动态链接
思考与练习题

第7章设备管理
7.1I/O设备管理概述
7.1.1I/O管理的功能
7.1.2I/O硬件组成
7.1.3I/O设备
7.1.4设备控制器
7.1.5设备通道
7.2I/O控制方式
7.2.1程序直接控制方式
7.2.2中断控制方式
7.2.3DMA控制方式
7.2.4通道方式
7.3I/O系统
7.3.1设备分配
7.3.2SPOOLing技术
7.3.3设备驱动程序
7.3.4中断处理程序
7.4磁盘管理
7.4.1磁盘结构和管理
7.4.2磁盘调度
7.4.3独立磁盘冗余阵列
7.5缓冲管理
7.5.1缓冲
7.5.2磁盘高速缓存
7.5.3提高磁盘I/O速度的其他方法
思考与练习题

第8章文件管理
8.1文件概念
8.1.1文件类型
8.1.2文件属性
8.1.3文件的操作
8.1.4文件访问方式
8.2文件结构和文件系统
8.2.1文件结构
8.2.2有结构文件的组织
8.2.3文件系统
8.3目录
8.3.1文件控制块和索引节点
8.3.2单级目录
8.3.3两级目录
8.3.4树型目录
8.3.5目录的查询
8.3.6文件的共享
8.4文件系统实现
8.4.1文件系统的格式
8.4.2文件的存储结构
8.4.3空闲存储空间的管理
8.5文件系统的可靠性
8.5.1坏块管理
8.5.2备份
8.5.3文件系统一致性问题
8.5.4数据一致性控制
8.6保护机制
8.6.1保护域
8.6.2保护矩阵的实现
8.6.3分级**管理
思考与练习题

第9章Windows 2000/XP操作系统
9.1Windows 2000/XP的结构和特点
9.1.1Windows 2000/XP的特点
9.1.2Windows 2000/XP的结构
9.2Windows 2000/XP 进程管理
9.2.1Windows 2000/XP的进程和线程
9.2.2Windows 2000/XP的互斥与同步
9.2.3Windows 2000/XP的进程通信
9.2.4Windows 2000/XP的线程调度
9.3Windows 2000/XP内存管理
9.3.1Windows 2000/XP的地址空间布局
9.3.2Windows 2000/XP的地址变换机制
9.3.3Windows 2000/XP的内存分配
9.3.4Windows 2000/XP的页面共享
9.3.5Windows 2000/XP的驻留集
9.3.6Windows 2000/XP的物理内存管理
9.4Windows 2000/XP设备管理
9.4.1Windows 2000/XP的I/O系统结构
9.4.2Windows 2000/XP的I/O系统的数据结构
9.4.3Windows 2000/XP的I/O系统的设备驱动程序
9.4.4Windows 2000/XP的I/O处理
9.4.5Windows 2000/XP的磁盘管理
9.4.6Windows 2000/XP的高速缓存管理
9.4.7Windows 2000/XP高速缓存支持的操作
9.5Windows 2000/XP文件管理
9.5.1Windows 2000/XP文件系统概述
9.5.2NTFS卷及其结构
9.5.3NTFS的可恢复性、可靠性和**性
思考与练习题

第10章Linux操作系统
10.1Linux内核设计
10.1.1内核设计目标
10.1.2微内核与单内核
10.1.3Linux内核结构
10.2Linux系统的启动与初始化
10.2.1初始化系统
10.2.2操作系统的初始化
10.2.3init进程
10.3Linux进程管理
10.3.1Linux中的进程与线程
10.3.2进程与线程的创建与撤销
10.3.3进程调度
10.3.4进程通信
10.4Linux内存管理
10.4.1虚拟内存管理
10.4.2物理内存管理
10.5Linux文件管理
10.5.1虚拟文件系统
10.5.2文件系统的安装与卸载
10.5.3EXT2逻辑文件系统
10.6Linux设备管理
10.6.1Linux设备管理概述
10.6.2Linux设备的类型
10.6.3中断
10.6.4缓存和刷新机制
思考与练习题
参考文献
……

操作系统课程是一门技术性很强的课程,是计算机及其相关专业本科生的必修课。它强调理论与实践的结合,注重实践训练。由于操作系统涉及的原理和算法比较抽象,使很多学生难以理解和掌握。作者根据多年的教学经验与体会,同时汲取国内外操作系统**教材的精华,本着提高学生素质、培养创新意识的精神编写了《计算机操作系统》。
《计算机操作系统》将理论与实践相结合,全面系统地介绍了现代操作系统的基本理论和*新技术,并具体分析了Windows和Linux中的实现技术和方法。本教材有以下几个特点。
(1) 内容全面,讲解系统。在内容讲解上注意由浅入深,由表及里。先引出问题,再给出概念、实现技术和相关算法。
(2) 理论配有实例。《计算机操作系统》以Windows和Linux为实例,分别介绍了操作系统理论在这两个实际操作系统中的具体应用,以充实的内容在抽象概念与实际应用之间架设起桥梁,便于读者理解。
(3) 理论与实践相结合。操作系统课程的特点之一是实验的难度大。《计算机操作系统》配套有《计算机操作系统实验指导》,实验指导中设计了不同类型的实验题,对每个实验题都进行了较为详细的实验指导,并配有经过测试的源程序代码供学生参考。
《计算机操作系统》可作为操作系统课程的教材,也可作为有关专业技术人员学习计算机操作系统的参考书。
《计算机操作系统》主要由郁红英编写。李春强对《计算机操作系统》的编写提出了许多建设性的意见,并参加了部分章节的编写工作。另外,冯庚豹、陈杰、田雨、郁杨参加了资料整理等工作,在此表示感谢。
作者虽然从事操作系统的教学工作多年,但知道自己的水平有限,书中难免有错误和不足之处,恳请同行和广大读者,特别是使用《计算机操作系统》的教师和学生多提宝贵意见。

教学目标明确,注重理论与实践匠结合
教学方法灵活,培养学生自主学习的能力
教学内容先进,强调计算机在各专业中的应用
教学模式完善,提供配套的教学资源解决方案 本套教材分两册:操作系统原理和操作系统实验指导。
操作系统原理:介绍本科生在操作系统课程中要掌握的基本内容,包括进程、线程、信号量、调度、死锁、交换、页式管理、段式管理、虚拟存储管理、文件系统、设备管理等。考虑到目前本科生在学校及将来步入社会后工作中主要或大多数要遇到的操作系统类型,书中介绍两种实用的操作系统Windows Vista和Linix。
操作系统实验指导:在两种操作系统Windows 和Linix上进行实习。在实习方法上采用“知识点”与“全面”两种方法。具体来讲,部分实习与原理介绍同步进行,在介绍了基本原理后,用学生比较熟悉的一个实际的操作系统如Windows或Linix作为实例进行介绍,学生会比较容易接受,同时要求学生进行实习,使学生有一个从理论到实践的过程。另一部分实习在学生对操作系统有一个完整的了解后进行,在实践环节上采取课程设计的方法,学生在对操作系统原理深入了解后,进行综合实习训练。
根据目前大学生知识结构的特点,本套教材除了介绍操作系统的基本原理外,**加强实践环节,使学生在掌握基本原理的基础上,对两种流行的操作系统有比较深入的了解,为今后的工作打好基础,并提高学习和研究操作系统的兴趣。在这一点上与目前已出版的操作系统教材不同,加强实践环节是《计算机操作系统》的一个特点,相信会得到在读大学生和研究生的喜爱。另外,对于广大的计算机科技人员来说,《计算机操作系统》也是一本很好的参考书,要写出高水平的软件,不懂得操作系统的内部细节是不行的,因此,《计算机操作系统》有关Windows 和Linux的介绍和分析,对于从事计算机研究和开发的人员会有很大的帮助,而与其它专门介绍Windows和Linux的书不同的是,《计算机操作系统》是从操作系统的角度进行。所以对于从事计算机研究和开发的人员来说,《计算机操作系统》也有一定的价值。