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王令群，周汝雁，张明华，副主编 著，韩彦岭，李净，王令群，周汝雁，张明华 ... 编

图书标签:

• 操作系统
• 计算机科学
• 计算机系统
• 内核
• 进程管理
• 内存管理
• 文件系统
• 并发
• 同步
• 虚拟化

出版社： 上海科学技术出版社

ISBN：9787547836408

版次：1

商品编码：12256757

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-12-01

用纸：胶版纸

页数：236

字数：340000

编辑推荐

适读人群 ：广大读者

（1）本教材是课程组教师在20年的教学实践基础上，针对一般本科院校及应用类本科院校计算机相关专业学生的学习特点所编写。

（2）结构清晰，内容精炼，实用。本书本书从计算机资源管理者的角度，按三学分（64学时间）的要求系统、全面、准确地阐述了操作系统的概念、原理和方法。

（3）可读性强。通过增加一些实际生活中的案例丰富对抽象的操作系统概念及原理的理解，增强学生的学习兴趣，并通过引入贯穿在全文各章节中的教学用操作系统实例分析，进一步增加教材的实践性，通过理论与实践的紧密结合帮助学生深入理解操作系统的基本原理、设计方法和实现技术，增强学生分析问题和解决问题的能力。

（4）本书结合当前大数据技术和移动互联技术的发展，增加了一章节，专门介绍了移动互联背景下的操作系统的原理和特点，以及一些典型应用。

内容简介

操作系统是计算机资源的管理者，《计算机操作系统》从计算机资源管理者的角度出发，系统、全面地阐述了操作系统的概念、原理和方法。全书共分为9章，第1章介绍了操作系统的概念、发展、基本特征、主要功能以及操作系统的结构；第2章介绍了操作系统的用户接口和程序接口；第3章深入阐述了进程和线程的基本概念和原理，包括进程状态与控制、进程同步，进程通信和死锁；第4章系统介绍了操作系统的调度层次、调度队列模型和具体的调度算法；第5章详细分析了三种基本存储管理方式以及虚拟存储管理方式；第6章是设备管理，对I/O软件的层次结构做了系统阐述；第7章阐述了文件系统管理；第8章介绍了操作系统的安全；第9章介绍了移动操作系统及其前沿发展。

作者简介

韩彦岭，女，42岁，博士，上海海洋大学信息学院副教授，专长计算机应用和智能计算。主持和参与了国家自然科学基金面上项目、上海市科委地方院校能力建设项目等8项课题。发表EI/SCI论文约10篇。合作出版专著一本（《航运大数据》）。

目录

第1章 操作系统概论

1.1 操作系统概念

1.1.1 计算机系统总体结构

1.1.2 从不同角度刻画操作系统

1.2 操作系统发展历程

1.2.1 无操作系统时代（1945—1955年）

1.2.2 单道批处理系统（1955—1965年）

1.2.3 多道程序系统（1965—1980年）

1.2.4 分时操作系统

1.2.5 实时操作系统

1.2.6 各种类型操作系统简介

1.3 操作系统基本特性

1.3.1 并发性

1.3.2 共享性

1.3.3 虚拟性

1.3.4 异步性

1.4 操作系统功能

1.4.1 处理机管理

1.4.2 存储器管理

1.4.3 设备管理

1.4.4 文件管理

1.4.5 用户接口

1.5 操作系统结构设计

1.5.1 传统操作系统结构

1.5.2 客户/服务器模式

1.5.3 微内核结构

1.6 小结

习题

第2章 操作系统接口

2.1 用户接口和系统程序

2.1.1 用户接口

2.1.2 命令解释程序

2.1.3 系统程序

2.2 系统调用

2.2.1 系统态和用户态

2.2.2 系统调用

2.2.3 中断机制

2.2.4 系统调用的实现

2.2.5 POSIX标准

2.3 小结

习题

第3章 进程管理

3.1 进程的基本概念

3.1.1 程序的顺序执行及特征

3.1.2 程序的并发执行及特征

3.1.3 进程的定义及描述

3.2 进程状态及其转换

3.2.1 进程状态及状态转换

3.2.2 进程控制块

3.3 进程控制

3.3.1 进程的创建

3.3.2 进程的阻塞与唤醒

3.3.3 进程的终止

3.3.4 进程的挂起与激活

3.4 进程同步

3.4.1 进程同步的概念

3.4.2 临界区及其管理

3.4.3 信号量及PV操作

3.4.4 几个经典的进程同步问题

3.4.5 管程机制

3.5 进程通信

3.5.1 进程的通信方式

3.5.2 有关消息传递的若干问题

3.6 死锁

3.6.1 死锁的定义

3.6.2 产生死锁的原因和条件

3.6.3 处理死锁的方法

3.6.4 死锁的预防

3.6.5 死锁的避免

3.6.6 死锁的检测及解决

3.7 线程

3.7.1 线程的引入

3.7.2 线程的基本概念

3.7.3 线程管理和线程库

3.7.4 线程的实现

3.8 小结

习题

......

前言/序言

现代操作系统是一个十分庞大且复杂的系统，操作系统的设计对整个计算机系统的总体功能和性能都有着重要的影响。理解操作系统的基本原理，了解真正的操作系统的实际运用，无论对计算机系统的设计者还是使用者都十分重要。

本书所有参与者都长期工作在操作系统课程教学第一线，从事操作系统课程的教学和相关科研工作，熟悉学生对操作系统概念、原理、技术及应用等方面的理解程度和疑难问题。为此，本教材在内容的选取上注重基础性和先进性；在内容的组织上注重逻辑性、完整性和关联性；在讲解上深入浅出，具有易读、易懂的特点。全书共分为9章，每章开始都包含简明扼要的导语，每章结束都有对该章内容逻辑清晰的梳理和小结，每章都配备具有较强针对性的习题，既强调基础概念的掌握，又包含提升能力的问答和综合分析。

本书9章内容的具体安排如下：

第1章介绍了操作系统的概念、发展、基本特征、主要功能以及结构设计；第2章介绍了操作系统的用户接口，程序接口和系统调用；第3章深入阐述了进程和线程的基本概念和原理，包括进程状态与控制、进程同步、进程通信、死锁和线程；第4章系统介绍了操作系统的调度层次、调度队列模型及调度准则、调度算法和实时调度；第5章详细分析了三种基本存储管理方式以及虚拟存储管理方式；第6章是设备管理，介绍了I/O系统、I/O控制方式和缓冲管理，并对I/O软件的层次结构做了系统阐述；第7章阐述了文件系统管理；第8章介绍了操作系统的安全；第9章介绍了移动操作系统及其最新发展。

本教材由韩彦岭、李净老师主编，王令群、周汝雁、张明华老师副主编。特别感谢张云老师对全文进行主审，并提出了许多宝贵的意见和建议。感谢课程组陈晓峰老师、卢鹏老师给予的宝贵建议。另外，魏聪和高仪参与了若干章节的讨论和校对，在此一并表示感谢。本教材还引用了参考文献中列出的国内外著作的一些内容，谨此向各位作者表示衷心的感谢和深深的敬意！

限于编者的水平，错误不妥与不尽人意之处在所难免，恳请读者指正及赐教。

编 者

2017年5月

《数据库原理与设计》 深入浅出，构建坚实的数据管理基石 在信息爆炸的时代，数据已成为企业和组织最宝贵的财富。如何有效地存储、组织、管理和检索这些海量数据，是现代 IT 系统面临的核心挑战。本书《数据库原理与设计》正是为了应对这一挑战而生，它将带领您穿越数据库技术的广阔领域，从基础概念的建立，到复杂设计的实现，为您构建一个全面而深刻的理解体系。 本书的目标读者广泛，无论是初涉数据管理领域的技术新人，希望系统学习数据库基础知识的在校学生，还是寻求提升数据库设计和优化能力的在职开发人员、系统管理员，都能从中获益。我们力求以清晰易懂的语言，辅以丰富的实例和图示，将抽象的概念具象化，使复杂的技术原理触手可及。 第一部分：数据库基础理论 在正式展开数据库的设计与实现之前，理解其底层原理至关重要。本部分将系统梳理数据库系统的基本概念和理论框架，为后续的学习打下坚实的基础。 数据、信息与数据库： 我们将从最根本的“数据”出发，探讨其在不同上下文中的含义，以及如何将其转化为有价值的“信息”。在此基础上，引入“数据库”的概念，阐述其作为结构化数据集合的本质，以及与传统文件系统的根本区别。您将了解到数据库的出现是如何解决数据冗余、数据不一致、数据共享困难等一系列传统数据管理难题的。 数据库系统的组成： 理解一个完整的数据库系统是如何运作的，离不开对其组成部分的深入了解。我们将详细介绍数据库系统的核心组件，包括： 数据库管理系统 (DBMS)： 这是数据库系统的灵魂，负责数据的定义、操纵、控制和维护。我们会剖析 DBMS 的关键功能，如数据定义语言 (DDL)、数据操纵语言 (DML)、数据控制语言 (DCL) 的作用。 数据库 (DB)： 这是实际存储数据的物理集合。 数据库管理员 (DBA)： 负责数据库的安装、配置、监控、备份恢复、性能调优等工作。 用户： 包括应用程序员、最终用户以及数据库管理员本人。 我们将通过图示和类比，清晰地展示这些组件之间的交互关系，帮助您构建对数据库系统整体架构的宏观认识。 数据模型： 数据模型是描述现实世界的数据结构、数据之间的联系以及数据处理规则的抽象。本部分将重点介绍几种重要的数据模型： 层次模型： 以树状结构组织数据，父子关系明确。 网状模型： 允许更灵活的数据关联，支持多对多关系。 关系模型： 这是当今最主流的数据模型，以表（关系）的形式组织数据，具有数学严谨性和良好的数学基础。我们将详细介绍关系模型中的核心概念，如关系、元组、属性、域、码等，并为后续学习关系代数和 SQL 奠定基础。 面向对象模型： 将数据视为对象，支持继承、封装、多态等面向对象特性。 其他模型： 还会简要介绍 XML 模型、JSON 模型等半结构化数据模型。 关系数据库理论： 关系模型作为现代数据库的基石，其背后的理论支撑至关重要。我们将深入探讨： 函数依赖： 这是判断关系模式是否规范化的重要依据，我们将详细讲解函数依赖的定义、推理规则（Armstrong 公理），以及如何利用函数依赖分析和设计关系模式。 范式： 范式是数据库设计中用于规范化关系模式的一系列规则。我们将详细介绍常见的范式，如第一范式 (1NF)、第二范式 (2NF)、第三范式 (3NF)、巴斯-科德范式 (BCNF) 的定义、判定方法和意义。理解范式有助于我们避免数据冗余和异常，提高数据一致性。 模式分解： 当关系模式不满足某一范式时，需要进行模式分解。我们将介绍无损连接分解和保持函数依赖分解的概念，并讲解如何对不规范化的关系模式进行分解，以达到目标范式的要求。 数据库语言： 掌握数据库语言是与数据库系统进行交互的关键。 数据定义语言 (DDL)： 用于定义数据库的结构，包括创建、修改和删除数据库对象（如表、视图、索引）。我们将演示 `CREATE TABLE`、`ALTER TABLE`、`DROP TABLE` 等常用 DDL 语句。 数据操纵语言 (DML)： 用于查询、插入、更新和删除数据库中的数据。我们将详细讲解 `SELECT` 语句的强大功能，以及 `INSERT`、`UPDATE`、`DELETE` 的使用方法。 数据控制语言 (DCL)： 用于管理数据库的访问权限，确保数据的安全性和完整性。我们将介绍 `GRANT` 和 `REVOKE` 等 DCL 语句。 第二部分：数据库设计方法学 理论知识是基础，但如何将其转化为实际可用的数据库系统，则需要一套科学的设计方法。本部分将引导您掌握一套完整而有效的数据库设计流程。 数据库设计概述： 我们将从全局视角审视数据库设计过程，将其划分为不同的阶段，如需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计。理解各阶段的目标和任务，有助于您在整个设计过程中保持清晰的思路。 需求分析： 这是数据库设计的第一步，也是至关重要的一步。我们将探讨如何通过访谈、问卷、文档分析等方法，深入理解用户的业务需求，识别关键的数据实体、属性以及它们之间的关系。我们将强调“需求不明确，设计就可能失败”的原则。 概念设计： 在需求分析的基础上，我们将进入概念设计阶段。 实体-联系 (ER) 模型： ER 模型是概念设计中最常用的工具。我们将详细介绍 ER 图的构成要素，包括实体、属性（简单属性、复合属性、多值属性、派生属性）、联系（一对一、一对多、多对多）以及基数约束和参与度约束。我们将通过大量的实例，引导您绘制出清晰、准确的 ER 图，直观地表达用户需求。 ER 图的表示法： 我们会介绍不同的 ER 图表示法，如 Chen 表示法和 Crow's Foot 表示法，使您能够理解和绘制各种风格的 ER 图。 逻辑设计： 概念设计完成后，需要将其转化为具体的数据库模型。 关系模式的导出： 本部分将详细讲解如何从 ER 图中导出关系模式，包括实体到表的映射、属性到列的映射、联系到表的映射（包括外键的设置）。 模式规范化： 在导出初步关系模式后，我们会再次强调规范化的重要性。我们将结合之前学习的函数依赖和范式理论，演示如何对关系模式进行规范化，消除冗余，提高数据一致性。 选择合适的数据库模型： 虽然本书主要关注关系数据库，但我们也会讨论在特定场景下，其他数据库模型（如 NoSQL 数据库）的适用性，帮助您做出更明智的技术选型。 物理设计： 逻辑设计完成后，需要考虑如何在物理介质上高效地存储和访问数据。 存储结构： 我们将介绍不同类型的存储结构，如堆文件、有序文件、索引文件等。 索引设计： 索引是提高数据库查询性能的关键。我们将深入讲解各种索引类型，如 B+ 树索引、哈希索引、位图索引等，并分析它们的优缺点及适用场景。您将学会如何根据查询模式和数据特性，设计最优的索引策略。 存储过程和触发器： 学习如何利用存储过程和触发器实现业务逻辑的封装和自动化，以及增强数据完整性。 数据库分区和分片： 针对海量数据，我们将介绍数据库分区和分片技术，以提高数据管理和查询效率。 第三部分：数据库实现与优化 有了坚实的理论基础和科学的设计方法，接下来就是将设计转化为实际可用的数据库系统，并不断对其进行优化。 SQL 语言深入： SQL 是关系数据库的标准语言。在本部分，我们将对 SQL 进行更深入的探讨。 复杂查询： 学习如何构建更复杂的 `SELECT` 语句，包括子查询、连接（内连接、外连接、自连接）、聚合函数、分组、过滤等。 视图： 了解视图的创建、查询和作用，以及它们在简化用户访问和增强安全性方面的优势。 事务管理： 理解事务的 ACID 特性（原子性、一致性、隔离性、持久性），以及并发控制的概念（封锁、多版本并发控制 MVCC）。 存储过程和函数： 学习如何在数据库中编写和执行存储过程和函数，以实现复杂的业务逻辑。 数据库性能优化： 性能是衡量数据库系统优劣的重要指标。 查询优化： 了解查询优化器的作用，以及如何通过分析查询执行计划来识别性能瓶颈。 索引优化： 再次强调索引在性能优化中的核心作用，以及如何通过调整索引策略来提升查询速度。 数据库调优： 讨论数据库参数的配置、硬件资源的调优、以及其他常见的性能调优技巧。 并发控制与锁： 深入探讨并发控制机制，如共享锁、排他锁、意向锁等，以及死锁的检测和避免。 数据库安全： 数据安全是数据库管理中的重中之重。 用户管理和权限控制： 学习如何创建用户，分配和撤销权限，以确保只有授权用户才能访问敏感数据。 数据加密： 介绍静态数据加密和动态数据加密技术，保护数据在存储和传输过程中的安全。 审计： 了解数据库审计的重要性，以及如何配置审计策略来追踪数据访问和操作。 数据库备份与恢复： 完善的备份和恢复策略是保证数据高可用的关键。 备份类型： 介绍全量备份、增量备份、差异备份等不同类型的备份策略。 恢复策略： 学习如何根据备份进行数据恢复，以及如何应对各种故障场景。 现代数据库技术概览： 随着技术的发展，数据库领域也在不断演进。 NoSQL 数据库： 简要介绍 NoSQL 数据库的分类（键值存储、文档数据库、列族数据库、图数据库），以及它们在应对大数据、高并发等场景下的优势。 云数据库： 探讨云数据库的出现及其带来的便利性，如弹性伸缩、托管服务等。 结语 《数据库原理与设计》旨在为您提供一个全面、系统、实用的数据库知识体系。通过本书的学习，您将不仅能够理解数据库的核心原理，更重要的是，能够掌握一套行之有效的数据库设计方法，从而能够独立设计、实现和优化高性能、高可用的数据库系统。无论您是刚刚踏入 IT 领域的学生，还是经验丰富的开发者，我们都相信本书将成为您数据库学习之路上的得力助手，助您在数据驱动的世界中乘风破浪。

评分☆☆☆☆☆

我一直对“底层”的技术非常着迷，总觉得操作系统才是计算机世界最神秘、最核心的存在。我希望这本书能够让我窥探到计算机的“灵魂”，了解那些我们日常使用电脑时所看不到的运作逻辑。我期待它能够像一个向导一样，带我一步步揭开操作系统的面纱，让我明白程序是如何运行的，数据是如何被存储和读取的，以及电脑的性能瓶颈到底在哪里。我希望这本书能够用一种严谨又不失趣味的方式来讲解，让我在学习的过程中保持好奇心和求知欲。我特别想知道，为什么我们选择使用某种操作系统，而不是另一种，它们之间是否存在着某种“哲学”上的差异？我希望能从这本书中找到答案，并且能够对各种操作系统有一个更宏观的认识。

评分☆☆☆☆☆

我之前对操作系统这个概念一直停留在“听过但不太懂”的阶段，觉得它就是电脑里一个看不见摸不着的东西。所以当我看到这本书的书名时，我第一反应是“救星来了”。我希望这本书能够用一种非常通俗易懂的方式，把操作系统这个复杂的概念讲清楚。比如，它是不是会用生活中的类比来解释CPU调度、内存管理这些抽象的概念？我特别怕那种上来就堆砌一堆专业术语，让人看了就头晕的书。我希望它能有一个清晰的逻辑脉络，从最基础的部分开始讲起，然后一步步深入。最好是图文并茂，有流程图、示意图之类的，这样我才能更直观地理解。还有，我比较关心它是否会涉及一些实际的应用场景，比如为什么不同的操作系统会有不同的用户界面，它们在性能上有什么区别等等，这样我能更好地将书本知识与现实联系起来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的包装设计倒是挺吸引人的，封面用了那种深邃的蓝色，上面还有一些抽象的、仿佛在流动的代码图案，给人一种神秘感和科技感。我收到书的时候，纸张的触感也很好，不是那种光滑得有点廉价的，而是有点磨砂的质感，拿在手里很舒服，也显得比较有分量。装订也很牢固，我翻了几页，感觉书脊的胶水用得很足，不用担心轻易散架。我通常买书的时候，对书籍的实体质感和外观是有一定要求的，毕竟这是一件我可能要陪伴我很久的学习工具，它的“颜值”和“手感”确实能影响我的阅读心情。这本《计算机操作系统》在这一点上做得相当不错，打开书本，油墨的味道也很清新，没有那种刺鼻的化学味。我觉得对于一本技术类的书籍来说，能够做到这样，已经算是很用心了。我期待着翻开它，进入到那个由代码和指令构成的世界。

评分☆☆☆☆☆

我最近正在准备一项关于计算机系统架构的面试，其中操作系统是必考的一个环节。我手里已经有几本相关的参考书，但总觉得它们讲得有些零散，或者侧重点不太一样。我希望能找到一本能够系统性地梳理操作系统知识体系的书籍，并且能够覆盖到面试官可能会问到的关键点。这本书的书名《计算机操作系统》听起来就非常直接和权威，我希望它能够包含那些经典的操作系统的理论，比如Linux、Windows等等，并且能够深入讲解它们的内部机制。如果这本书还能提供一些经典的算法或者设计模式在操作系统中的应用，那对我来说就太有帮助了。我需要快速地构建起一个扎实的操作体系知识框架，以便在面试中能够自信地回答问题，并且展现出我对这个领域的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者是一位我曾经在某个技术论坛上关注过的资深技术专家，他的分享一直以思路清晰、讲解透彻而闻名。所以，当得知他出版了关于《计算机操作系统》的书籍时，我毫不犹豫地就入手了。我对他的技术功底和理论水平有着很高的期待，相信他能够从一个非常专业的角度，剖析操作系统的核心原理和设计思想。我希望这本书能够带领我深入到操作系统的“心脏”，了解它如何管理硬件资源，如何协调进程之间的通信，以及如何保证系统的安全和稳定。我希望作者能够分享一些他多年从业经验中的见解和感悟，比如在实际开发中，遇到过哪些关于操作系统的棘手问题，又是如何解决的。这些实战性的内容，对于我这种想要深入理解操作系统的人来说，是非常宝贵的。