操作系統(第3版)（簡體書）

《操作系統（第3版）》是在《操作系統（第2版）》的基礎上修訂而成的。與第二版相比，第三版在結構、內容上都作了調整、修改和增刪。全書內容包括：操作系統的形成、類型、結構和功能，用戶接口和作業管理，進程與進程管理，進程的同步與通信，存儲器管理，文件管理，設備管理以及網絡與分布式系統等。《操作系統（第3版）》以Linux操作系統為例，具體分析了當代操作系統的設計思想和實現技術。
《操作系統（第3版）》內容豐富，結構清晰，突出基礎，注重應用，強調理論與實踐的結合，適合作為高等院校計算機及相關專業的教材，也可供計算機愛好者自學使用。另外，《操作系統（第3版）》對于從事計算機應用和開發的技術人員也具有一定的參考價值。

第1章 引論
1.1 操作系統的概念
1.1.1 計算機系統
1.1.2 什么是操作系統
1.1.3 操作系統的目標
1.2 操作系統的形成與發展
1.2.1 操作系統的形成
1.2.2 操作系統的進一步發展
1.2.3 推動操作系統發展的主要動力
1.3 研究操作系統的幾種觀點
1.3.1 軟件的觀點
1.3.2 計算機系統資源管理的觀點
1.3.3 進程的觀點
1.3.4 用戶與計算機硬件系統之間接口的觀點
1.3.5 虛機器觀點
1.3.6 服務提供者觀點
1.4 操作系統的功能與特征
1.4.1 操作系統的功能
1.4.2 操作系統的特征
1.5 操作系統結構設計
1.5.1 傳統的操作系統結構
1.5.2 現代的操作系統結構
1.6 操作系統的硬件環境
1.6.1 中央處理機
1.6.2 存儲系統
1.6.3 緩沖技術
1.6.4 中斷技術
1.6.5 時鐘
小結
習題

第2章 用戶接口和作業管理
2.1 概述
2.1.1 作業的基本概念
2.1.2 用戶接口
2.2 命令接口
2.2.1 聯機命令接口
2.2.2 脫機命令接口
2.3 系統調用
2.3.1 系統調用的概念
2.3.2 系統調用的處理過程
2.4 作業管理
2.4.1 作業控制塊和作業表
2.4.2 作業的建立
2.4.3 批處理作業的調度
2.4.4 作業的執行
2.4.5 作業的終止與撤銷
2.4.6 作業狀態
小結
習題

第3章 進程與進程管理
3.1 進程的引人
3.1.1 前趨圖的定義
3.1.2 程序順序執行
3.1.3 程序并發執行
3.1.4 多道程序設計
3.2 進程
3.2.1 進程的概念
3.2.2 進程的基本狀態及其轉換
3.2.3 進程控制塊
3.2.4 進程控制
3.3 進程調度
3.3.1 調度的基本概念
3.3.2 進程調度算法
3.3.3 進程調度的時機和過程
3.4 線程的基本概念
3.4.1 線程的引入
3.4.2 線程的定義和屬性
3.4.3 線程與進程的比較
3.4.4 線程的實現機制
3.5 Linux的進程與進程管理
3.5.1 Linux的進程結構與進程控制
3.5.2 Linux的核心進程調度
小結
習題

第4章 進程同步與通信
4.1 進程間的相互作用
4.1.1 進程間的聯系
4.1.2 利用軟件方法解決進程互斥問題
4.1.3 利用硬件方法解決進程互斥問題
4.1.4 信號量機制
4.1.5 經典進程同步問題
4.1.6 管程機制
4.2 進程通信
4.2.1 進程通信的類型
4.2.2 直接通信和間接通信
4.2.3 消息緩沖隊列通信機制
4.3 死鎖
4.3.1 產生死鎖的原因和必要條件
4.3.2 預防死鎖
4.3.3 避免死鎖
4.3.4 檢測死鎖
4.3.5 解除死鎖
4.4 Linux進程間通信
4.4.1 Linux進程通信的基本概念
4.4.2 Linux消息隊列
4.4.3 Linux的信號量
4.4.4 共享內存
4.4.5 Linux系統調用與進程通信
4.4.6 進程通信信號
小結
習題

第5章 存儲器管理
5.1 概述
5.1.1 存儲體系
5.1.2 存儲管理的目的
5.1.3 存儲管理的任務
5.1.4 程序的鏈接和裝入
5.1.5 存儲管理方式的分類
5.2 連續存儲管理方式
5.2.1 單一連續分配
5.2.2 分區分配
5.3 覆蓋技術與交換技術
5.3.1 覆蓋技術
5.3.2 交換技術
5.4 分頁存儲管理方式
5.4.1 工作原理
5.4.2 動態地址變換
5.4.3 快表
5.4.4 兩級和多級頁表
5.4.5 分配與回收
5.5 分段存儲管理方式
5.5.1 工作原理
5.5.2 動態地址變換
5.5.3 存儲保護
5.5.4 分頁和分段的主要區別
5.6 段頁式存儲管理方式
5.6.1 工作原理
5.6.2 地址變換
5.7 虛擬存儲器
5.7.1 概述
5.7.2 分頁虛擬存儲管理
5.7.3 分段虛擬存儲管理
5.8 Linux的內存管理
5.8.1 Linux存儲管理的重要數據結構
5.8.2 頁表的管理
5.8.3 頁面分配和回收
5.8.4 頁面換入
5.8.5 換出與丟棄頁面
5.8.6 頁面錯誤的處理
5.8.7 頁面cache
5.8.8 Linux的swap cache
5.8.9 內核cache的管理
小結
習題

……
第6章 文件管理
第7章 設備管理
第8章 網絡與分布式系統
參考文獻

1.1.2什么是操作系統
1.操作系統的地位
計算機系統是由硬件和軟件兩部分構成的。在軟件的分類中操作系統屬于系統軟件，操作系統是緊挨著硬件的第一層軟件，是對硬件功能的首次擴充，其他軟件則是建立在操作系統之上的。通過操作系統對硬件功能進行擴充，并在操作系統的統一管理和支持下運行其他各種軟件。
因此，操作系統在計算機系統中占據著一個非常重要的地位，而不僅僅是硬件與所有其他軟件之間的接口。任何數字電子計算機，從微機到巨型計算機都必須在其硬件平臺上安裝相應的操作系統之後，才能構成一個可以協調運轉的計算機系統。只有在操作系統的指揮控制下，各種計算機資源才能被分配給用戶使用。也只有在操作系統的支撐下，其他各類軟件，如編譯系統軟件、應用系統軟件程序庫、運行支持環境，才得以獲得運行條件。沒有操作系統，任何應用軟件都無法運行。
可見，操作系統實際上是一個計算機系統中硬、軟件資源的總指揮部。操作系統的性能高低，決定了整體計算機的潛在硬件性能能否發揮出來。操作系統本身的安全性和可靠程度，在一定程度上決定了整個計算機系統的安全性和可靠性。它是軟件技術的核心，是軟件的基礎運行平臺。
2.操作系統的定義
綜上所述，給出操作系統的一個定義：操作系統是計算機系統中的系統軟件，是能有效地組織和管理計算機系統中的硬件和軟件資源，合理地組織計算機工作流程，控制程序的執行，并向用戶提供各種服務功能，使得用戶能夠合理、方便、有效地使用計算機，使整個計算機系統能高效運行的一組程序模塊的集合。
“有效”主要指操作系統在管理資源方面要考慮到系統運行效率和資源的利用率，要盡可能地提高處理機的利用率，讓它盡可能少地空轉，其他的資源，例如內存、硬盤，則應該在保證訪問效能的前提下盡可能地減少浪費的空間等。
“合理”主要是指操作系統對于不同的用戶程序要“公平”，以保證系統不發生“死鎖”或“饑餓”的現象。
“方便”主要是指人機界面方面，包括用戶使用界面和程序設計接口兩方面的易用性、易學性和易維護性。
操作系統主要有以下兩方面的作用：
?操作系統要管理計算機系統中的各種資源，包括硬件及軟件資源。在計算機系統中，所有硬件部件（如中央處理器、存儲器、I/O設備）稱做硬件資源；而程序和數據等信息稱做軟件資源。從微觀上看，使用計算機系統就是使用各種硬件資源和軟件資源。特別是在多用戶、多道程序的系統中，同時有多個程序在運行，這些程序在執行的過程中可能會要求使用系統中的各種資源。操作系統就是資源的管理者和仲裁者，由它負責在各個程序之間調度和分配資源，保證系統中的各種資源得以有效地利用。