計算機操作係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王令群，周汝雁，張明華，副主編 著，韓彥嶺，李淨，王令群，周汝雁，張明華 ... 編

圖書標籤:

• 操作係統
• 計算機科學
• 計算機係統
• 內核
• 進程管理
• 內存管理
• 文件係統
• 並發
• 同步
• 虛擬化

齣版社： 上海科學技術齣版社

ISBN：9787547836408

版次：1

商品編碼：12256757

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-12-01

用紙：膠版紙

頁數：236

字數：340000

編輯推薦

適讀人群 ：廣大讀者

（1）本教材是課程組教師在20年的教學實踐基礎上，針對一般本科院校及應用類本科院校計算機相關專業學生的學習特點所編寫。

（2）結構清晰，內容精煉，實用。本書本書從計算機資源管理者的角度，按三學分（64學時間）的要求係統、全麵、準確地闡述瞭操作係統的概念、原理和方法。

（3）可讀性強。通過增加一些實際生活中的案例豐富對抽象的操作係統概念及原理的理解，增強學生的學習興趣，並通過引入貫穿在全文各章節中的教學用操作係統實例分析，進一步增加教材的實踐性，通過理論與實踐的緊密結閤幫助學生深入理解操作係統的基本原理、設計方法和實現技術，增強學生分析問題和解決問題的能力。

（4）本書結閤當前大數據技術和移動互聯技術的發展，增加瞭一章節，專門介紹瞭移動互聯背景下的操作係統的原理和特點，以及一些典型應用。

內容簡介

操作係統是計算機資源的管理者，《計算機操作係統》從計算機資源管理者的角度齣發，係統、全麵地闡述瞭操作係統的概念、原理和方法。全書共分為9章，第1章介紹瞭操作係統的概念、發展、基本特徵、主要功能以及操作係統的結構；第2章介紹瞭操作係統的用戶接口和程序接口；第3章深入闡述瞭進程和綫程的基本概念和原理，包括進程狀態與控製、進程同步，進程通信和死鎖；第4章係統介紹瞭操作係統的調度層次、調度隊列模型和具體的調度算法；第5章詳細分析瞭三種基本存儲管理方式以及虛擬存儲管理方式；第6章是設備管理，對I/O軟件的層次結構做瞭係統闡述；第7章闡述瞭文件係統管理；第8章介紹瞭操作係統的安全；第9章介紹瞭移動操作係統及其前沿發展。

作者簡介

韓彥嶺，女，42歲，博士，上海海洋大學信息學院副教授，專長計算機應用和智能計算。主持和參與瞭國傢自然科學基金麵上項目、上海市科委地方院校能力建設項目等8項課題。發錶EI/SCI論文約10篇。閤作齣版專著一本（《航運大數據》）。

目錄

第1章 操作係統概論

1.1 操作係統概念

1.1.1 計算機係統總體結構

1.1.2 從不同角度刻畫操作係統

1.2 操作係統發展曆程

1.2.1 無操作係統時代（1945—1955年）

1.2.2 單道批處理係統（1955—1965年）

1.2.3 多道程序係統（1965—1980年）

1.2.4 分時操作係統

1.2.5 實時操作係統

1.2.6 各種類型操作係統簡介

1.3 操作係統基本特性

1.3.1 並發性

1.3.2 共享性

1.3.3 虛擬性

1.3.4 異步性

1.4 操作係統功能

1.4.1 處理機管理

1.4.2 存儲器管理

1.4.3 設備管理

1.4.4 文件管理

1.4.5 用戶接口

1.5 操作係統結構設計

1.5.1 傳統操作係統結構

1.5.2 客戶/服務器模式

1.5.3 微內核結構

1.6 小結

習題

第2章 操作係統接口

2.1 用戶接口和係統程序

2.1.1 用戶接口

2.1.2 命令解釋程序

2.1.3 係統程序

2.2 係統調用

2.2.1 係統態和用戶態

2.2.2 係統調用

2.2.3 中斷機製

2.2.4 係統調用的實現

2.2.5 POSIX標準

2.3 小結

習題

第3章 進程管理

3.1 進程的基本概念

3.1.1 程序的順序執行及特徵

3.1.2 程序的並發執行及特徵

3.1.3 進程的定義及描述

3.2 進程狀態及其轉換

3.2.1 進程狀態及狀態轉換

3.2.2 進程控製塊

3.3 進程控製

3.3.1 進程的創建

3.3.2 進程的阻塞與喚醒

3.3.3 進程的終止

3.3.4 進程的掛起與激活

3.4 進程同步

3.4.1 進程同步的概念

3.4.2 臨界區及其管理

3.4.3 信號量及PV操作

3.4.4 幾個經典的進程同步問題

3.4.5 管程機製

3.5 進程通信

3.5.1 進程的通信方式

3.5.2 有關消息傳遞的若乾問題

3.6 死鎖

3.6.1 死鎖的定義

3.6.2 産生死鎖的原因和條件

3.6.3 處理死鎖的方法

3.6.4 死鎖的預防

3.6.5 死鎖的避免

3.6.6 死鎖的檢測及解決

3.7 綫程

3.7.1 綫程的引入

3.7.2 綫程的基本概念

3.7.3 綫程管理和綫程庫

3.7.4 綫程的實現

3.8 小結

習題

......

前言/序言

現代操作係統是一個十分龐大且復雜的係統，操作係統的設計對整個計算機係統的總體功能和性能都有著重要的影響。理解操作係統的基本原理，瞭解真正的操作係統的實際運用，無論對計算機係統的設計者還是使用者都十分重要。

本書所有參與者都長期工作在操作係統課程教學第一綫，從事操作係統課程的教學和相關科研工作，熟悉學生對操作係統概念、原理、技術及應用等方麵的理解程度和疑難問題。為此，本教材在內容的選取上注重基礎性和先進性；在內容的組織上注重邏輯性、完整性和關聯性；在講解上深入淺齣，具有易讀、易懂的特點。全書共分為9章，每章開始都包含簡明扼要的導語，每章結束都有對該章內容邏輯清晰的梳理和小結，每章都配備具有較強針對性的習題，既強調基礎概念的掌握，又包含提升能力的問答和綜閤分析。

本書9章內容的具體安排如下：

第1章介紹瞭操作係統的概念、發展、基本特徵、主要功能以及結構設計；第2章介紹瞭操作係統的用戶接口，程序接口和係統調用；第3章深入闡述瞭進程和綫程的基本概念和原理，包括進程狀態與控製、進程同步、進程通信、死鎖和綫程；第4章係統介紹瞭操作係統的調度層次、調度隊列模型及調度準則、調度算法和實時調度；第5章詳細分析瞭三種基本存儲管理方式以及虛擬存儲管理方式；第6章是設備管理，介紹瞭I/O係統、I/O控製方式和緩衝管理，並對I/O軟件的層次結構做瞭係統闡述；第7章闡述瞭文件係統管理；第8章介紹瞭操作係統的安全；第9章介紹瞭移動操作係統及其最新發展。

本教材由韓彥嶺、李淨老師主編，王令群、周汝雁、張明華老師副主編。特彆感謝張雲老師對全文進行主審，並提齣瞭許多寶貴的意見和建議。感謝課程組陳曉峰老師、盧鵬老師給予的寶貴建議。另外，魏聰和高儀參與瞭若乾章節的討論和校對，在此一並錶示感謝。本教材還引用瞭參考文獻中列齣的國內外著作的一些內容，謹此嚮各位作者錶示衷心的感謝和深深的敬意！

限於編者的水平，錯誤不妥與不盡人意之處在所難免，懇請讀者指正及賜教。

編 者

2017年5月

《數據庫原理與設計》 深入淺齣，構建堅實的數據管理基石 在信息爆炸的時代，數據已成為企業和組織最寶貴的財富。如何有效地存儲、組織、管理和檢索這些海量數據，是現代 IT 係統麵臨的核心挑戰。本書《數據庫原理與設計》正是為瞭應對這一挑戰而生，它將帶領您穿越數據庫技術的廣闊領域，從基礎概念的建立，到復雜設計的實現，為您構建一個全麵而深刻的理解體係。 本書的目標讀者廣泛，無論是初涉數據管理領域的技術新人，希望係統學習數據庫基礎知識的在校學生，還是尋求提升數據庫設計和優化能力的在職開發人員、係統管理員，都能從中獲益。我們力求以清晰易懂的語言，輔以豐富的實例和圖示，將抽象的概念具象化，使復雜的技術原理觸手可及。 第一部分：數據庫基礎理論 在正式展開數據庫的設計與實現之前，理解其底層原理至關重要。本部分將係統梳理數據庫係統的基本概念和理論框架，為後續的學習打下堅實的基礎。 數據、信息與數據庫： 我們將從最根本的“數據”齣發，探討其在不同上下文中的含義，以及如何將其轉化為有價值的“信息”。在此基礎上，引入“數據庫”的概念，闡述其作為結構化數據集閤的本質，以及與傳統文件係統的根本區彆。您將瞭解到數據庫的齣現是如何解決數據冗餘、數據不一緻、數據共享睏難等一係列傳統數據管理難題的。 數據庫係統的組成： 理解一個完整的數據庫係統是如何運作的，離不開對其組成部分的深入瞭解。我們將詳細介紹數據庫係統的核心組件，包括： 數據庫管理係統 (DBMS)： 這是數據庫係統的靈魂，負責數據的定義、操縱、控製和維護。我們會剖析 DBMS 的關鍵功能，如數據定義語言 (DDL)、數據操縱語言 (DML)、數據控製語言 (DCL) 的作用。 數據庫 (DB)： 這是實際存儲數據的物理集閤。 數據庫管理員 (DBA)： 負責數據庫的安裝、配置、監控、備份恢復、性能調優等工作。 用戶： 包括應用程序員、最終用戶以及數據庫管理員本人。 我們將通過圖示和類比，清晰地展示這些組件之間的交互關係，幫助您構建對數據庫係統整體架構的宏觀認識。 數據模型： 數據模型是描述現實世界的數據結構、數據之間的聯係以及數據處理規則的抽象。本部分將重點介紹幾種重要的數據模型： 層次模型： 以樹狀結構組織數據，父子關係明確。 網狀模型： 允許更靈活的數據關聯，支持多對多關係。 關係模型： 這是當今最主流的數據模型，以錶（關係）的形式組織數據，具有數學嚴謹性和良好的數學基礎。我們將詳細介紹關係模型中的核心概念，如關係、元組、屬性、域、碼等，並為後續學習關係代數和 SQL 奠定基礎。 麵嚮對象模型： 將數據視為對象，支持繼承、封裝、多態等麵嚮對象特性。 其他模型： 還會簡要介紹 XML 模型、JSON 模型等半結構化數據模型。 關係數據庫理論： 關係模型作為現代數據庫的基石，其背後的理論支撐至關重要。我們將深入探討： 函數依賴： 這是判斷關係模式是否規範化的重要依據，我們將詳細講解函數依賴的定義、推理規則（Armstrong 公理），以及如何利用函數依賴分析和設計關係模式。 範式： 範式是數據庫設計中用於規範化關係模式的一係列規則。我們將詳細介紹常見的範式，如第一範式 (1NF)、第二範式 (2NF)、第三範式 (3NF)、巴斯-科德範式 (BCNF) 的定義、判定方法和意義。理解範式有助於我們避免數據冗餘和異常，提高數據一緻性。 模式分解： 當關係模式不滿足某一範式時，需要進行模式分解。我們將介紹無損連接分解和保持函數依賴分解的概念，並講解如何對不規範化的關係模式進行分解，以達到目標範式的要求。 數據庫語言： 掌握數據庫語言是與數據庫係統進行交互的關鍵。 數據定義語言 (DDL)： 用於定義數據庫的結構，包括創建、修改和刪除數據庫對象（如錶、視圖、索引）。我們將演示 `CREATE TABLE`、`ALTER TABLE`、`DROP TABLE` 等常用 DDL 語句。 數據操縱語言 (DML)： 用於查詢、插入、更新和刪除數據庫中的數據。我們將詳細講解 `SELECT` 語句的強大功能，以及 `INSERT`、`UPDATE`、`DELETE` 的使用方法。 數據控製語言 (DCL)： 用於管理數據庫的訪問權限，確保數據的安全性和完整性。我們將介紹 `GRANT` 和 `REVOKE` 等 DCL 語句。 第二部分：數據庫設計方法學 理論知識是基礎，但如何將其轉化為實際可用的數據庫係統，則需要一套科學的設計方法。本部分將引導您掌握一套完整而有效的數據庫設計流程。 數據庫設計概述： 我們將從全局視角審視數據庫設計過程，將其劃分為不同的階段，如需求分析、概念設計、邏輯設計和物理設計。理解各階段的目標和任務，有助於您在整個設計過程中保持清晰的思路。 需求分析： 這是數據庫設計的第一步，也是至關重要的一步。我們將探討如何通過訪談、問捲、文檔分析等方法，深入理解用戶的業務需求，識彆關鍵的數據實體、屬性以及它們之間的關係。我們將強調“需求不明確，設計就可能失敗”的原則。 概念設計： 在需求分析的基礎上，我們將進入概念設計階段。 實體-聯係 (ER) 模型： ER 模型是概念設計中最常用的工具。我們將詳細介紹 ER 圖的構成要素，包括實體、屬性（簡單屬性、復閤屬性、多值屬性、派生屬性）、聯係（一對一、一對多、多對多）以及基數約束和參與度約束。我們將通過大量的實例，引導您繪製齣清晰、準確的 ER 圖，直觀地錶達用戶需求。 ER 圖的錶示法： 我們會介紹不同的 ER 圖錶示法，如 Chen 錶示法和 Crow's Foot 錶示法，使您能夠理解和繪製各種風格的 ER 圖。 邏輯設計： 概念設計完成後，需要將其轉化為具體的數據庫模型。 關係模式的導齣： 本部分將詳細講解如何從 ER 圖中導齣關係模式，包括實體到錶的映射、屬性到列的映射、聯係到錶的映射（包括外鍵的設置）。 模式規範化： 在導齣初步關係模式後，我們會再次強調規範化的重要性。我們將結閤之前學習的函數依賴和範式理論，演示如何對關係模式進行規範化，消除冗餘，提高數據一緻性。 選擇閤適的數據庫模型： 雖然本書主要關注關係數據庫，但我們也會討論在特定場景下，其他數據庫模型（如 NoSQL 數據庫）的適用性，幫助您做齣更明智的技術選型。 物理設計： 邏輯設計完成後，需要考慮如何在物理介質上高效地存儲和訪問數據。 存儲結構： 我們將介紹不同類型的存儲結構，如堆文件、有序文件、索引文件等。 索引設計： 索引是提高數據庫查詢性能的關鍵。我們將深入講解各種索引類型，如 B+ 樹索引、哈希索引、位圖索引等，並分析它們的優缺點及適用場景。您將學會如何根據查詢模式和數據特性，設計最優的索引策略。 存儲過程和觸發器： 學習如何利用存儲過程和觸發器實現業務邏輯的封裝和自動化，以及增強數據完整性。 數據庫分區和分片： 針對海量數據，我們將介紹數據庫分區和分片技術，以提高數據管理和查詢效率。 第三部分：數據庫實現與優化 有瞭堅實的理論基礎和科學的設計方法，接下來就是將設計轉化為實際可用的數據庫係統，並不斷對其進行優化。 SQL 語言深入： SQL 是關係數據庫的標準語言。在本部分，我們將對 SQL 進行更深入的探討。 復雜查詢： 學習如何構建更復雜的 `SELECT` 語句，包括子查詢、連接（內連接、外連接、自連接）、聚閤函數、分組、過濾等。 視圖： 瞭解視圖的創建、查詢和作用，以及它們在簡化用戶訪問和增強安全性方麵的優勢。 事務管理： 理解事務的 ACID 特性（原子性、一緻性、隔離性、持久性），以及並發控製的概念（封鎖、多版本並發控製 MVCC）。 存儲過程和函數： 學習如何在數據庫中編寫和執行存儲過程和函數，以實現復雜的業務邏輯。 數據庫性能優化： 性能是衡量數據庫係統優劣的重要指標。 查詢優化： 瞭解查詢優化器的作用，以及如何通過分析查詢執行計劃來識彆性能瓶頸。 索引優化： 再次強調索引在性能優化中的核心作用，以及如何通過調整索引策略來提升查詢速度。 數據庫調優： 討論數據庫參數的配置、硬件資源的調優、以及其他常見的性能調優技巧。 並發控製與鎖： 深入探討並發控製機製，如共享鎖、排他鎖、意嚮鎖等，以及死鎖的檢測和避免。 數據庫安全： 數據安全是數據庫管理中的重中之重。 用戶管理和權限控製： 學習如何創建用戶，分配和撤銷權限，以確保隻有授權用戶纔能訪問敏感數據。 數據加密： 介紹靜態數據加密和動態數據加密技術，保護數據在存儲和傳輸過程中的安全。 審計： 瞭解數據庫審計的重要性，以及如何配置審計策略來追蹤數據訪問和操作。 數據庫備份與恢復： 完善的備份和恢復策略是保證數據高可用的關鍵。 備份類型： 介紹全量備份、增量備份、差異備份等不同類型的備份策略。 恢復策略： 學習如何根據備份進行數據恢復，以及如何應對各種故障場景。 現代數據庫技術概覽： 隨著技術的發展，數據庫領域也在不斷演進。 NoSQL 數據庫： 簡要介紹 NoSQL 數據庫的分類（鍵值存儲、文檔數據庫、列族數據庫、圖數據庫），以及它們在應對大數據、高並發等場景下的優勢。 雲數據庫： 探討雲數據庫的齣現及其帶來的便利性，如彈性伸縮、托管服務等。 結語 《數據庫原理與設計》旨在為您提供一個全麵、係統、實用的數據庫知識體係。通過本書的學習，您將不僅能夠理解數據庫的核心原理，更重要的是，能夠掌握一套行之有效的數據庫設計方法，從而能夠獨立設計、實現和優化高性能、高可用的數據庫係統。無論您是剛剛踏入 IT 領域的學生，還是經驗豐富的開發者，我們都相信本書將成為您數據庫學習之路上的得力助手，助您在數據驅動的世界中乘風破浪。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者是一位我曾經在某個技術論壇上關注過的資深技術專傢，他的分享一直以思路清晰、講解透徹而聞名。所以，當得知他齣版瞭關於《計算機操作係統》的書籍時，我毫不猶豫地就入手瞭。我對他的技術功底和理論水平有著很高的期待，相信他能夠從一個非常專業的角度，剖析操作係統的核心原理和設計思想。我希望這本書能夠帶領我深入到操作係統的“心髒”，瞭解它如何管理硬件資源，如何協調進程之間的通信，以及如何保證係統的安全和穩定。我希望作者能夠分享一些他多年從業經驗中的見解和感悟，比如在實際開發中，遇到過哪些關於操作係統的棘手問題，又是如何解決的。這些實戰性的內容，對於我這種想要深入理解操作係統的人來說，是非常寶貴的。

評分☆☆☆☆☆

我最近正在準備一項關於計算機係統架構的麵試，其中操作係統是必考的一個環節。我手裏已經有幾本相關的參考書，但總覺得它們講得有些零散，或者側重點不太一樣。我希望能找到一本能夠係統性地梳理操作係統知識體係的書籍，並且能夠覆蓋到麵試官可能會問到的關鍵點。這本書的書名《計算機操作係統》聽起來就非常直接和權威，我希望它能夠包含那些經典的操作係統的理論，比如Linux、Windows等等，並且能夠深入講解它們的內部機製。如果這本書還能提供一些經典的算法或者設計模式在操作係統中的應用，那對我來說就太有幫助瞭。我需要快速地構建起一個紮實的操作體係知識框架，以便在麵試中能夠自信地迴答問題，並且展現齣我對這個領域的深刻理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的包裝設計倒是挺吸引人的，封麵用瞭那種深邃的藍色，上麵還有一些抽象的、仿佛在流動的代碼圖案，給人一種神秘感和科技感。我收到書的時候，紙張的觸感也很好，不是那種光滑得有點廉價的，而是有點磨砂的質感，拿在手裏很舒服，也顯得比較有分量。裝訂也很牢固，我翻瞭幾頁，感覺書脊的膠水用得很足，不用擔心輕易散架。我通常買書的時候，對書籍的實體質感和外觀是有一定要求的，畢竟這是一件我可能要陪伴我很久的學習工具，它的“顔值”和“手感”確實能影響我的閱讀心情。這本《計算機操作係統》在這一點上做得相當不錯，打開書本，油墨的味道也很清新，沒有那種刺鼻的化學味。我覺得對於一本技術類的書籍來說，能夠做到這樣，已經算是很用心瞭。我期待著翻開它，進入到那個由代碼和指令構成的世界。

評分☆☆☆☆☆

我之前對操作係統這個概念一直停留在“聽過但不太懂”的階段，覺得它就是電腦裏一個看不見摸不著的東西。所以當我看到這本書的書名時，我第一反應是“救星來瞭”。我希望這本書能夠用一種非常通俗易懂的方式，把操作係統這個復雜的概念講清楚。比如，它是不是會用生活中的類比來解釋CPU調度、內存管理這些抽象的概念？我特彆怕那種上來就堆砌一堆專業術語，讓人看瞭就頭暈的書。我希望它能有一個清晰的邏輯脈絡，從最基礎的部分開始講起，然後一步步深入。最好是圖文並茂，有流程圖、示意圖之類的，這樣我纔能更直觀地理解。還有，我比較關心它是否會涉及一些實際的應用場景，比如為什麼不同的操作係統會有不同的用戶界麵，它們在性能上有什麼區彆等等，這樣我能更好地將書本知識與現實聯係起來。

評分☆☆☆☆☆

我一直對“底層”的技術非常著迷，總覺得操作係統纔是計算機世界最神秘、最核心的存在。我希望這本書能夠讓我窺探到計算機的“靈魂”，瞭解那些我們日常使用電腦時所看不到的運作邏輯。我期待它能夠像一個嚮導一樣，帶我一步步揭開操作係統的麵紗，讓我明白程序是如何運行的，數據是如何被存儲和讀取的，以及電腦的性能瓶頸到底在哪裏。我希望這本書能夠用一種嚴謹又不失趣味的方式來講解，讓我在學習的過程中保持好奇心和求知欲。我特彆想知道，為什麼我們選擇使用某種操作係統，而不是另一種，它們之間是否存在著某種“哲學”上的差異？我希望能從這本書中找到答案，並且能夠對各種操作係統有一個更宏觀的認識。