自人民邮电出版社的《计算机操作系统》教材出版以来,我们又经过几轮教学实践,在操作系统课程建设中对教学内容、操作系统实践环节进行了更加深入的研究。对原教材进行了修改并增加了一些新的内容,为此,原教材有必要进行再版。
操作系统是计算机系统的核心软件。它管理和控制着整个计算机系统,使之能正确、有效地运转,为用户提供方便的服务。操作系统复杂且神秘,使人们感觉它威力无比,能量无限。学习操作系统就是要揭开它神秘的面纱,剖析它的复杂性,理解并掌握它,为深入学习计算机专业、信息类专业知识,进一步提升软件开发能力,乃至系统软件开发能力打下坚实的基础。
要学懂操作系统,必须了解操作系统的特点;要写好操作系统教材,也必须根据操作系统的特点确定教材内容的选取和教材的编写方法。操作系统的特点是:①内容庞杂、涉及面广。操作系统是计算机系统的管理软件,它对计算机系统中的所有硬件和软件实施管理和控制,为用户提供良好的接口;②动态性、并行性。现代操作系统都是多用户、多任务操作系统,支持大量的活动同时运行,各种活动都处在不断变化的过程中;③实践性强。现在所有运转着的计算机都配置了操作系统。各种类型的操作系统正在运转,为用户提供服务;④技术发展快。操作系统的实现技术和方法在不断地进步与完善。
针对操作系统的特点,在本书编写时,我们力求体现以下特点。
(1)在内容的选取上注重基础性、实质性、先进性,框架的设计上注重逻辑性、完整性,力图将操作系统内容组织成一个逻辑清晰的整体。在这一整体中始终贯穿着并发、共享的主线。
在这一主线下,有一条动态的、进程活动轨迹,还有一个系统资源管理的剖面。针对动态的进程活动,本书论述了操作系统的一个重要概念——进程,以及支持多进程运行必需的机制(包括数据结构、进程控制与进程调度功能)及方法。对系统资源管理则根据多用户、多任务环境的特点,讨论系统资源的共享,资源管理的策略与方法。本书提出了实现现代操作系统的关键技术——并行处理技术和虚拟技术,并力图以这种思想方法引领读者思考、理解操作系统的原理和它实施的策略和方法。
(2)力求用实例来讲解操作系统的基本原理。
我们认为,在操作系统原理教学的基础上,还需要做到如下3点。其一,让学生了解实际操作系统的实现技术。本书以当前流行的Linux操作系统为实例,剖析其特点和实现技术,使操作系统原理中的理论知识与操作系统实例的具体实现方法有机地结合、相互印证。其二,使学生理解操作系统真正的运作方式。如对文件的处理:从文件名到文件数据在磁盘中物理块的映射;磁盘空间如何分配与回收;涉及文件系统哪些系统数据结构和哪些系统例程。为此,本书增加了“UNIX文件系统的主要结构及实现”部分。其三,让学生真正理解程序并发执行
时的动态特征;了解现代多任务操作系统支持多任务同时执行的机制与方式,并灵活地应用。为此,本书增加了实例操作系统并发机制部分。
此次再版在原书的基础上做了如下修改。
(1)第4章(进程及进程管理)增加了“实例操作系统的并发机制”一节。
(2)第8章(原第9章,文件系统)增加了“UNIX文件系统的主要结构及实现”一节。
(3)操作系统实例仍选用Linux系统,其内容集中在一起,作为第9章。
(4)原书第6章的“进程调度”、“线程调度”2小节内容移至第4章;“Linux系统的进程调度”小节移到第9章;删除了“针对作业的调度”这一部分,因为此部分内容在常用的操作系统中涉及较少。
将Linux系统的内容统编到一章(第9章Linux系统),目的是为了给读者呈现一个比较完整、清晰的Linux系统全貌。学生学习或老师讲授本书的各章节时,若希望了解Linux系统的实现技术,则可参考第9章。
本书仍然保持深入浅出、通俗易懂的特点,以便于读者阅读和理解。
本书在编写过程中考虑了目前高等院校计算机以及信息类各专业教学工作的实际需要。本书用于高校计算机本科教学时,原则上应讲授第1~9章的全部内容,授课时数建议按55~60学时安排;用于高校计算机专科教学时,可选择1~9章的基本内容讲授,授课时数建议按45~50学时安排;用于高校其他相关专业本科或研究生教学时,讲授内容和学时数可由任课教师根据具体情况确定。
我们在教学和编写教材的过程中,学习、参考了有关操作系统、UNIX、Linux系统方面的教材,这些书给了我们很大的帮助,让我们加深了对操作系统的理解。在此书出版之际,要感谢指导、帮助过我们的专家、作者、老师和朋友们,和他们的讨论、交流使我们受益匪浅。另外,人民邮电出版社的领导及有关同志对此书的出版和发行做了大量的工作,在此对他们表示由衷的感谢。
此书出版后,恳切地希望能继续得到读者们的批评和帮助,以便使此书的质量能不断地提高。
庞丽萍阳富民
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