21世纪高等院校计算机专业规划教材·操作系统习题解答与实验指导 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:中国铁道出版社

作者:

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2010-7

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787113109677

丛书系列:

图书标签:

操作系统
计算机专业
教材
习题解答
实验指导
21世纪高等院校
计算机规划教材
高等教育
计算机科学
教学参考资料

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具体描述

《21世纪高等院校计算机专业规划教材•操作系统习题解答与实验指导(第3版)》根据作者积累多年讲授操作系统课程及指导学生实验的教学实践经验编写而成。作者力图通过指导学生的实验实践和大量典型例题的解析，帮助学生深入学习、掌握并灵活运用操作系统知识。

全书共分三篇。第一篇为理论知识与习题解答，其内容为《操作系统(第三版)》各部分的重点难点、典型例题解析和习题解答，可以帮助学生掌握知识重点、巩固所学内容；第二篇为实验指导，根据操作系统课程的教学重点，精心设计了6个实验，每个实验都有明确的实验目的和实验内容；第三篇为课程设计，专门设计了两个综合实验作为操作系统的课程设计。

《21世纪高等院校计算机专业规划教材•操作系统习题解答与实验指导(第3版)》作为普通高等教育“十一五”国家级规划教材《操作系统(第三版)》的配套教材，可以配合主教材使用，以起到衔接课堂教学与实验教学、课下辅导的作用。《21世纪高等院校计算机专业规划教材•操作系统习题解答与实验指导(第3版)》适合作为高等院校相关专业学生学习“操作系统”课程的配套习题集，也可作为研究生入学考试的辅导材料，对从事计算机应用及开发的技术人员以及广大的计算机及相关专业的自学者也具有一定的参考价值。

深入剖析操作系统核心概念与实践：面向现代计算环境的系统级编程指南本教材旨在为计算机科学与技术、软件工程、信息安全等相关专业的学生提供一套全面、深入且高度实用的操作系统学习资源。本书聚焦于操作系统（OS）作为现代计算系统核心支撑的本质，内容覆盖了从基本概念到前沿技术应用的完整体系，强调理论与实践的紧密结合，尤其侧重于对多核、分布式以及虚拟化环境的支撑能力。第一部分：操作系统基础与结构——构筑坚实的地基本部分是理解操作系统的基石，通过对经典理论的精炼阐述，为后续高级主题的学习打下坚实的基础。 1. 操作系统概述与发展历程首先，本书清晰界定了操作系统的定义、目标和基本功能，如资源管理、进程管理、内存管理、文件管理和设备管理。我们详细追溯了操作系统的演进路线，从批处理系统、实时系统到分时系统，直至现代多用户、多任务的通用型操作系统。重点分析了操作系统的核心结构，如宏内核（Monolithic Kernel）、微内核（Microkernel）及混合型内核的设计哲学和优缺点对比，为读者理解不同OS的内部架构提供宏观视角。 2. 进程与线程管理：并发执行的核心并发是操作系统的核心特征之一。本章深入探讨了进程的生命周期、状态转换以及进程控制块（PCB）的结构。我们详细解析了进程上下文切换的机制，包括硬件支持和软件开销。线程作为进程内的执行单元，其重要性日益凸显。本书系统性地比较了用户级线程与内核级线程的实现方式及性能考量。重点分析了并发编程模型的基石——同步与互斥机制：同步机制的精妙运用：深入讲解了经典的生产者-消费者问题、读者-写者问题，并详细剖析了信号量（Semaphores）和管程（Monitors）的设计原理及其在避免竞态条件中的作用。现代同步原语：结合实际编程需求，介绍了互斥锁（Mutexes）、条件变量（Condition Variables）以及硬件提供的原子操作（如Test-and-Set指令）在实现高效并发控制中的关键作用。 3. CPU调度算法：资源分配的艺术 CPU调度是决定系统响应时间和服务质量的关键。本书不仅介绍了先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度等基础算法，更着重分析了适用于现代多核系统的复杂调度策略：抢占式调度与时间片轮转：探讨了时间片大小对系统吞吐量和周转时间的影响。多级反馈队列（MLFQ）：详细描述了MLFQ如何通过动态调整优先级来平衡交互式任务与批处理任务的需求。多核调度挑战：讨论了负载均衡（Load Balancing）和处理器亲和性（Processor Affinity）在提高多核系统效率方面的技术细节。第二部分：内存管理与虚拟化——抽象与效率的统一内存管理是操作系统最复杂也最关键的部分之一。本部分强调虚拟内存的概念，这是实现现代多任务、高安全性的基石。 4. 内存管理与地址重定位本书首先回顾了早期的连续内存分配（如首次适应、最佳适应）的局限性，进而引入了分页（Paging）和分段（Segmentation）机制。我们详细分析了多级页表（Multi-level Paging）的结构，以及地址转换过程（逻辑地址到物理地址）的硬件加速机制（TLB）。 5. 虚拟内存与页面置换策略虚拟内存是操作系统将程序所需的内存地址空间抽象化，使其大于实际物理内存的关键技术。缺页中断（Page Fault）：深入解析了缺页中断的处理流程、陷阱处理机制以及操作系统内核在该过程中的角色。页面置换算法的性能分析：详细对比了最佳（OPT）、先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）及其近似算法（如工作集模型、时钟算法）。我们使用性能指标说明了LRU算法在实际系统中的重要性，并探讨了如何通过硬件和软件结合的方式高效实现LRU。颠簸现象（Thrashing）：分析了颠簸发生的原因、检测方法以及系统如何通过调整进程工作集大小来避免或缓解这一性能瓶颈。第三部分：存储系统与I/O管理——连接软硬件的桥梁本部分关注操作系统如何高效、可靠地管理持久化存储设备和外部输入/输出设备。 6. 文件系统结构与实现文件是用户与持久化数据交互的抽象。本书系统地介绍了文件系统的组织结构，包括目录管理（单级、两级、树形结构）和文件存储空间的分配方法（连续分配、链式分配、索引分配）。关键技术剖析： i节点（Inode）机制：深入讲解了Unix/Linux系统中i节点的设计，如何通过间接寻址实现对大文件的支持。日志式文件系统（Journaling）：详细分析了Ext3/Ext4等日志系统如何通过记录元数据操作日志来保证文件系统在系统崩溃后的快速恢复能力和数据一致性。存储层次结构：分析了缓存（Cache）在文件系统中的作用，以及如何利用写回（Write-Back）与写穿（Write-Through）策略来平衡性能和数据持久性。 7. I/O系统与设备驱动程序 I/O管理是操作系统与外部硬件交互的界面。本书阐述了I/O软硬件接口的设计原则，包括轮询、中断驱动I/O和直接内存访问（DMA）的工作原理。重点分析了DMA如何显著减轻CPU在数据传输中的负担。此外，本书也探讨了缓冲管理（Buffering）和缓存命中率优化，并概述了设备驱动程序的基本结构和加载机制，使学生理解操作系统如何实现对异构设备的统一管理。第四部分：分布式与安全——面向未来的挑战面对云计算、大规模数据和信息安全日益重要的背景，本教材将现代操作系统对分布式计算和安全性的支持纳入核心讲解范围。 8. 分布式系统与网络基础虽然完整的分布式系统是独立学科，但操作系统在其中扮演了基础支撑角色。本书简要介绍了分布式操作系统的概念，重点分析了网络通信的基础：套接字（Socket）接口、TCP/IP协议栈在操作系统内核中的实现模型，以及网络I/O的多路复用技术（如`select`/`poll`/`epoll`），这些是构建现代网络应用的关键技术。 9. 操作系统安全与保护安全性是系统健壮性的核心。本章从操作系统的角度审视安全问题：保护域与访问控制：详细讲解了基于身份认证和基于权限的访问控制（ACLs）。域的隔离：探讨了内存保护机制（如地址空间隔离）如何防止恶意程序间的相互干扰。安全漏洞概述：分析了缓冲区溢出、整数溢出等常见的安全漏洞的原理，并介绍了操作系统如何通过栈保护（Stack Canaries）、地址空间布局随机化（ASLR）等技术进行防御。实践与实验导向本书所有理论章节都紧密结合了实际系统的实现细节（如Linux内核机制或Windows内部结构的概念模型）。我们力求让读者不仅“知道”操作系统是什么，更要“理解”它们是如何工作的。这套教材旨在培养学生具备分析和设计复杂系统软件的能力，为他们未来从事系统级编程、嵌入式开发或高性能计算打下坚实的技术基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑为21世纪高等院校计算机专业的学子们提供了一份宝贵的学习资源。作为一名即将步入大学、对计算机操作系统充满好奇和期待的学生，我非常关注这类权威性的教材。从书名就能感受到其深度和广度，"规划教材"四个字意味着它紧随时代发展，汇集了国内顶尖的教学理念和内容，必将引领我们构建起坚实而系统的操作系统知识体系。我尤其期待书中能够深入浅出地讲解操作系统的核心概念，比如进程管理、内存管理、文件系统以及设备管理等。我希望作者能够通过生动形象的比喻和贴近实际的案例，帮助我们理解这些抽象的概念，而不是仅仅停留在枯燥的理论陈述。同时，"习题解答与实验指导"部分更是点睛之笔，理论的学习离不开实践的巩固，一套完整的习题解答和详细的实验指导，能够极大地提升我们的学习效率，帮助我们克服学习中的难点和疑点，真正做到学以致用。我设想，在学习完某个章节后，能够通过解答配套习题来检验自己的掌握程度，并在实验指导的引领下，亲手搭建、配置和调试一个简单的操作系统，这将是多么令人兴奋的学习体验！这套教材无疑将成为我们探索操作系统奥秘的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

我对这本《21世纪高等院校计算机专业规划教材·操作系统习题解答与实验指导》充满了期待，尤其是它所承载的“规划教材”的使命感。这意味着它不仅仅是一本普通的教科书，更是对未来计算机专业人才培养方向的深度思考和战略性部署。在信息技术日新月异的今天，操作系统作为计算机科学的基石，其重要性不言而喻。我希望这本书能够紧密结合当前计算机技术发展的最新趋势，比如云计算、容器化技术、微内核架构等，将这些前沿理念融入到教材内容和实验设计中。而"习题解答与实验指导"部分，更是我关注的焦点。我期望它能提供一系列具有挑战性且富有启发性的习题，涵盖从基础概念到高级主题的各个层面，并且解答部分能够做到逻辑清晰、分析透彻，引导学生理解问题的本质。同时，实验部分的设计应该能够让学生在动手实践中，深刻理解操作系统的运行原理，并且能够根据实验指导，独立完成一些具有一定复杂度的任务，从而真正提升自己的实践能力和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字本身就暗示了它不仅仅是一本教材，更是一个学习体系。作为一名即将踏入大学校门的学生，我对操作系统这个学科既充满期待又带着一丝敬畏。"21世纪高等院校计算机专业规划教材"这样的字样，让我感受到一种紧跟时代脉搏的严谨与创新。我非常希望这本书能够提供一个清晰、逻辑严谨的知识框架，帮助我系统地理解操作系统的各个组成部分，比如进程、线程、内存、文件系统、I/O设备管理等等，并且能够解释它们之间的相互关系和工作原理。而"习题解答与实验指导"这几个字，对我来说更是意义重大。我一直认为，学习操作系统不能仅仅停留在理论层面，动手实践是理解其精髓的关键。我希望书中能够提供丰富多样的习题，并且提供详尽的解答，帮助我理解解题思路和方法。更重要的是，我期望实验指导部分能够引领我一步一步地构建和体验操作系统的核心功能，例如编写一个简单的进程调度程序，或者模拟内存的分配与回收。这样的实践，将使我对操作系统的理解更加深刻和牢固。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题，"21世纪高等院校计算机专业规划教材·操作系统习题解答与实验指导"，光是看名字就感觉厚重且有分量。作为一名希望在操作系统领域有所建树的学生，我一直在寻找一本能够系统性、深入性地指导我学习的教材。这本书的“规划教材”定位，让我看到了其权威性和前瞻性，它应该是由业内专家精心打磨，旨在为计算机专业的学生提供一个清晰的学习路径。我尤其看重其中 "习题解答与实验指导" 的部分。理论知识的学习固然重要，但如果缺乏有效的练习和动手实践，很容易流于空泛。我希望这本书的习题设计能够别出心裁，不仅仅是简单的知识点回顾，更能引导学生进行深度思考，甚至能触及一些尚未完全理解的盲点。而实验指导，则更是我翘首以盼的部分。我设想，书中能够提供一些精心设计的实验，从最基础的命令行操作，到模拟进程调度、内存分配等核心功能的实现，让我们可以亲身感受操作系统的运作机制，从而将抽象的理论知识转化为具象的理解。这样的学习方式，我相信能够极大地提升我的学习兴趣和效果。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在大学学习计算机专业的过来人，我深知操作系统课程对于构建扎实的计算机科学基础的重要性。这本书的出现，对于当下的学生而言，无疑是一大福音。我尤其欣赏的是它将"习题解答"和"实验指导"紧密结合，这一点非常具有前瞻性。很多时候，教材中的理论内容虽然严谨，但初学者往往会因为缺乏有效的练习和实践而感到晦涩难懂，甚至产生畏难情绪。而这本教材恰恰抓住了这一痛点，通过提供详细的习题解析，可以帮助学生理清思路，掌握解题技巧，更重要的是，能够在解决问题的过程中加深对理论的理解。而实验指导部分，则更是将理论知识转化为实际操作的关键。我期待书中能够提供一些贴近工业界实际应用场景的实验，例如模拟一个简单的调度算法，或者实现一个简单的文件存储系统。这样，学生们不仅能掌握书本上的知识，更能体验到操作系统在真实世界中的运行机制，培养解决实际工程问题的能力。这样的教材，才是真正能够帮助学生成长为合格的计算机人才的基石。

评分☆☆☆☆☆