操作系统习题答与实验指导

操作系统习题答与实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:中国铁道出版社
作者:张明
出品人:
页数:190
译者:
出版时间:2004-12
价格:17.00元
装帧:平装
isbn号码:9787113062323
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

本书是作者积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的。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、掌握并灵活运动操作系统知识。

全书共分为三篇。第一篇为理论知识和习题解答,其内容为操作系统各部分的知识要点、典型例题解析和习题解答,可以帮助学生提纲挈领掌握知识重点、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,给出五个实验题目,每个题目都有明确的实验目的和要求;第三篇还篇供了两个综合实验作为操系统的课程设计。

本书可以配合操作系统教材使用,起到衔接课堂教学与实验教学、课下辅导的作用,也可作为高等院校学生学习《操作系统》课程的参考教材,特别适合希望在较短时间内取得较大收获的广大研究应试考生,可作为研究生入考试的辅导材料,对于从事计算机应用及开发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。

《现代操作系统原理与实践》 本书旨在为读者提供一套全面而深入的操作系统知识体系,内容涵盖操作系统的核心概念、设计思想、实现技术以及实际应用。本书注重理论与实践相结合,力求让读者在理解操作系统底层机制的同时,也能掌握如何构建和优化现代操作系统。 核心概念与体系结构 本书首先从操作系统的基本概念入手,详细阐述了操作系统的作用、发展历程以及各种体系结构。我们将深入探讨进程与线程管理,解释它们在并发执行中的作用、创建、终止、同步与通信等机制。本书会详细分析CPU调度算法,包括先到先服务、短作业优先、优先级调度、时间片轮转等,并会深入讲解多处理机调度、实时调度等高级调度策略。 内存管理与虚拟内存 内存管理是操作系统的关键组成部分。本书将详细讲解内存分配策略,如连续分配(固定分区、可变分区)和非连续分配(分页、分段)。我们将深入解析虚拟内存的概念及其实现技术,包括页面置换算法(FIFO、LRU、OPT、LFU等)、请求分页、页面抖动等问题,帮助读者理解如何高效地利用有限的物理内存来支持更大的逻辑地址空间。 文件系统与I/O管理 本书将深入剖析文件系统的设计原理,包括文件概念、文件组织、目录结构、文件系统实现以及文件系统的性能优化。我们将详细介绍磁盘存储器的工作原理,磁盘调度算法(FCFS、SSTF、SCAN、C-SCAN、LOOK、C-LOOK等),以及数据可靠性与恢复技术。同时,对I/O(输入/输出)管理进行深入阐述,包括I/O硬件、设备驱动程序、缓冲技术、中断处理等,帮助读者理解数据如何在应用程序与硬件之间高效传递。 并发、同步与死锁 并发是现代操作系统的核心特征之一。本书将详细介绍并发执行带来的挑战,如竞态条件、临界区问题。我们将深入讲解各种同步机制,包括信号量、管程、锁(互斥锁、条件变量)等,并分析它们的适用场景和优缺点。此外,本书还会专门一章探讨死锁问题,详细讲解死锁产生的四个必要条件,以及死锁的预防、避免(银行家算法)、检测和解除策略。 分布式操作系统与高级主题 随着计算能力的提升和网络技术的普及,分布式操作系统成为研究热点。本书将介绍分布式操作系统的基本概念,包括分布式系统的特点、挑战以及分布式系统的通信机制(消息传递、远程过程调用)。此外,本书还将涵盖一些高级操作系统主题,如安全性(访问控制、加密)、性能评估与优化、操作系统的发展趋势(云计算、移动操作系统、嵌入式系统)等,为读者提供更广阔的视野。 理论与实践结合 本书在讲解理论知识的同时,也会穿插大量实例分析,帮助读者将抽象的概念具象化。对于某些核心模块,如进程调度、内存管理算法等,我们会提供伪代码或者简化的C语言实现示例,让读者能够更直观地理解其工作流程。本书的目的是培养读者独立思考和解决操作系统相关问题的能力,鼓励读者动手实践,通过观察和实验来加深对操作系统原理的理解。 目标读者 本书适合计算机科学与技术、软件工程、网络工程等相关专业的本科生、研究生,以及对操作系统原理感兴趣的软件开发人员、系统管理员等。无论您是希望系统性学习操作系统理论,还是想深入了解其内部机制,本书都将是您的理想选择。通过本书的学习,读者将能更深刻地理解计算机系统的工作原理,为进一步学习和开发复杂的软件系统打下坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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作为一名对操作系统原理充满好奇的初学者,我在寻找一本能够带领我深入理解的教材时,偶然发现了这本书。我必须说,它的内容设计非常贴合我的需求。最令我印象深刻的是,它没有直接丢给我一大堆枯燥的理论,而是通过一系列精心设计的习题,逐步引导读者去探索操作系统的核心概念。例如,在讨论文件系统时,它提出了一系列关于文件存储结构、目录管理以及文件查找效率的问题,这些问题不仅仅是简单的选择题或填空题,而是需要读者动脑去思考,甚至去模拟一个简化的文件系统来验证自己的想法。我记得有一个习题是关于磁盘调度算法的,它要求我分析不同算法(如FCFS, SSTF, SCAN, C-SCAN)在处理一系列寻道请求时的性能差异。通过完成这个习题,我对磁盘I/O的瓶颈以及各种优化策略有了更深刻的认识。书中的习题难度适中,既不会过于简单而失去挑战性,也不会过于复杂而打击学习积极性。而且,它不仅仅是提供问题,更重要的是,它提供了详尽的答案解析。这些解析不仅仅是告诉你正确答案,更重要的是解释了答案背后的逻辑和思考过程,让我能够举一反三。我曾经因为对进程间通信(IPC)的理解不透彻而感到困惑,书中关于IPC机制的习题,通过模拟不同的通信场景,让我清晰地看到了共享内存、消息队列、管道等方式的优缺点以及适用场景。这种“学以致用”的学习模式,让我觉得学习操作系统不再是枯燥的理论灌输,而是一个充满探索和解决问题的过程。

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对于我这样在操作系统学习道路上感到一丝迷茫的学生来说,这本书的出现,无疑是一盏指路明灯。它所设计的习题,不仅仅是检验我是否记住了知识点,更是引导我去思考这些知识点是如何在实际环境中发挥作用的。例如,在学习文件系统时,书中设计了一系列关于磁盘调度算法的习题,要求我分析不同的调度算法(如FCFS、SSTF、SCAN)在处理一系列文件访问请求时的效率差异。通过完成这些习题,我才真正理解了磁盘I/O的瓶颈所在,以及各种调度算法是如何通过优化寻道路径来提高磁盘访问效率的。我记得有一次,我被一个关于进程间通信(IPC)的习题所困扰,书中要求我使用管道(pipes)来实现两个进程之间的数据传输。通过亲手编写代码并调试,我才真正体会到管道作为一种简单的IPC机制的便捷性,以及它在实现进程间信息共享方面的作用。书中的答案解析也是我非常看重的一部分,它不仅仅是给出正确答案,更重要的是,它会详细地解释答案背后的逻辑和思考过程,让我能够举一反三,触类旁通。我曾经在学习虚拟内存管理时,对页面置换算法感到非常抽象,直到书中提供了一个关于LRU算法的模拟习题,要求我计算在访问序列下,页面的命中率和缺页率。通过这个习题,我才真正理解了LRU算法是如何通过记录页面最近使用情况来预测未来使用频率的。这本书的实验指导部分,更是让我爱不释手。它提供的实验项目,让我能够亲身去实现操作系统中的一些核心组件,比如一个简单的进程调度器,一个模拟的内存分配器,甚至是一个简易的IPC通信机制。

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我深知,掌握操作系统并非易事,理论知识的理解往往需要通过实践来巩固。这本书在这方面为我提供了巨大的帮助。它不仅仅是一本习题集,更是一份宝贵的实验指南。书中习题的设计非常有梯度,从基础的概念辨析到复杂的系统设计,都能够引导读者逐步深入。我特别喜欢书中关于并发和同步的习题,例如,它会设计一个场景,要求我使用信号量来保护共享资源,并分析在不同并发访问模式下可能出现的死锁问题。通过亲手实现和调试,我才真正体会到了并发编程的复杂性和精妙之处,以及如何通过合理的同步机制来避免潜在的错误。书中的答案解析也非常详细,它不仅仅是提供解决方案,更重要的是,它会深入讲解解决方案背后的原理和设计思路,让我能够理解“为什么”这样做是正确的,而不是仅仅停留在“怎么做”。我曾经在学习内存管理时,对页面置换算法感到非常困惑,直到书中提供了一个关于TLB(Translation Lookaside Buffer)的模拟习题,要求我计算在不同访问序列下,TLB的命中率和缺页率。通过这个习题,我才真正理解了TLB在加速地址翻译过程中的重要作用。这本书的实验指导部分,更是让我眼前一亮。它提供的实验项目,让我能够亲身去实现操作系统中的一些核心组件,比如一个简单的进程调度器,一个模拟的内存分配器,甚至是一个简易的IPC通信机制。我曾经尝试去实现一个简化的磁盘调度模拟器,来可视化不同调度算法的执行过程。

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学习操作系统,总感觉理论和实践之间存在一道难以逾越的鸿沟。我曾经在阅读有关内存管理的部分时,面对各种分页、分段、页面置换算法的描述感到十分抽象,难以形成直观的理解。直到我接触到这本书,我才找到了一座连接理论与实践的桥梁。书中关于习题的设计,可以说是环环相扣,步步深入。它不是简单地让你记忆各种概念,而是通过设计一些需要你动手去模拟和计算的问题,让你在解决问题的过程中去领悟原理。例如,在学习文件系统时,书中提出了一系列关于磁盘寻道时间、数据传输率以及不同文件组织结构(如连续分配、链式分配、索引分配)对文件访问性能影响的习题。我记得有一次,我被要求模拟一个包含多个进程访问共享资源的场景,并使用信号量来解决并发访问引发的冲突。通过完成这个习题,我才真正理解了信号量在实现进程同步和互斥中的关键作用,以及如何设计合适的信号量来避免竞态条件。这本书的实验指导部分,更是让我爱不释手。它提供的实验项目,让我能够亲身去实现操作系统中的一些核心组件,比如一个简单的进程调度器,一个模拟的内存分配器,甚至是一个简易的IPC通信机制。我曾经尝试去实现一个LRU页面置换算法的模拟,通过一步步的指导,我能够清晰地看到页面被访问和替换的过程,并理解LRU算法是如何工作的。这种“从做中学”的方式,极大地提升了我对操作系统的理解和掌握程度。

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这本书的出现,对于像我这样在操作系统领域摸索的学生来说,简直是一场及时雨。我一直觉得,学习操作系统理论知识固然重要,但如果不能通过实践来巩固和加深理解,那些抽象的概念很容易变得模糊不清,甚至让人望而却步。我曾经在学习进程调度算法时,对着各种调度策略的描述感到头晕脑胀,直到翻阅了这本书的实验部分,我才真正体会到“短作业优先”是如何在实际场景中减少平均等待时间的,“轮转法”又是如何通过时间片分配来保证公平性的。书中的实验指导详细到每一步操作,从环境的搭建,到代码的编写,再到结果的分析,都给出了清晰的指引。我记得有一次,我在实现一个简单的内存分页模拟时遇到了困难,一直无法理解页面置换算法的逻辑,是这本书里提供的伪代码和对各种置换算法(如FIFO, LRU, OPT)的细致讲解,才让我茅塞顿开。那些曾经让我头疼的原理,在书中的实验和相应的解释下,变得如此直观和易于理解。更让我惊喜的是,这本书不仅仅是“操作”,它还非常注重“为什么”。在每一个实验的设计背后,都蕴含着深刻的操作系统概念,并且这本书会非常巧妙地将理论与实践联系起来,让你在动手操作的过程中,不自觉地就将那些抽象的理论内化。它不是那种只给你代码让你复制粘贴的书,而是引导你思考,让你在解决问题的过程中学习。这种循序渐进的学习方式,让我对操作系统的掌握程度有了质的飞跃。

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我一直认为,学习操作系统最重要的一点是能够将抽象的概念转化为具象的理解。这本书在这方面做得尤为出色。它所提供的习题,不仅仅是对知识的考察,更是对思考方式的引导。例如,在学习进程管理和线程时,书中给出了很多关于并发进程如何协作和同步的问题。我记得有一个习题,是要求我模拟一个多线程的生产者-消费者模型,并使用条件变量来协调生产者和消费者之间的生产和消费速度。通过完成这个习题,我才真正体会到条件变量在等待特定条件满足时的重要性,以及它与互斥锁配合使用的精妙之处。书中的答案解析非常详细,它不仅解释了如何得到答案,更重要的是,它会深入剖析答案背后的逻辑,让我能够理解为什么这样做是正确的。我曾经在学习死锁概念时感到非常困惑,直到书中提供了一个关于资源分配图的习题,并要求我分析在特定资源分配情况下是否会发生死锁。通过这个习题,我才真正理解了死锁产生的四个必要条件,以及如何通过银行家算法等方法来避免死锁。这本书的实验指导部分,更是我的学习宝库。它提供的实验项目,让我能够亲自动手去实现和测试操作系统中的关键组件。我曾经尝试去实现一个简单的进程调度模拟器,来可视化不同调度算法的执行过程。书中的指导让我能够清晰地搭建起模拟环境,并实现如FCFS、SJF、RR等多种调度算法,并通过图形化的方式展示进程的等待和执行情况。这种将理论与实践紧密结合的学习方式,让我对操作系统的理解更加深刻。

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作为一名对操作系统原理充满探索欲的学习者,我一直在寻找一本能够帮助我系统性梳理知识脉络的书籍。这本书的出现,无疑满足了我的这一需求。它所提供的习题,不仅仅是对理论知识的检验,更是对实际问题解决能力的锻炼。例如,在关于操作系统的调度算法部分,它提出了一系列需要我分析不同调度算法在不同负载情况下的性能表现的习题。这促使我深入思考,例如,在实时系统中,哪种调度算法更合适?在批处理系统中,又应该优先考虑哪些指标?通过完成这些习题,我才真正理解了各种调度算法背后的权衡和取舍。我记得有一次,我被一个关于并发编程中死锁问题的习题所困扰,书中提供了一个典型的银行家算法的应用场景,要求我通过模拟来判断系统是否会发生死锁,以及如何避免。通过亲手编写代码并调试,我才真正理解了死锁产生的四个必要条件,以及如何通过资源分配策略来预防死锁。这本书的实验部分更是我学习的重要资源。我曾经尝试去实现一个简单的进程调度模拟器,来可视化不同调度算法的执行过程。书中的指导让我能够清晰地搭建起模拟环境,并实现如FCFS、SJF、RR等多种调度算法,并通过图形化的方式展示进程的等待和执行情况。这种实践与理论相结合的学习方式,让我对操作系统的理解不再是纸上谈兵,而是能够与实际应用相结合。

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作为一名在操作系统领域深耕多年的学生,我一直在寻找一本能够帮助我系统性梳理和深化理解的书籍。这本书的出现,无疑满足了我的这一需求。它所提供的习题,不仅仅是对理论知识的检验,更是对实际问题解决能力的锻炼。例如,在关于操作系统的调度算法部分,它提出了一系列需要我分析不同调度算法在不同负载情况下的性能表现的习题。这促使我深入思考,例如,在实时系统中,哪种调度算法更合适?在批处理系统中,又应该优先考虑哪些指标?通过完成这些习题,我才真正理解了各种调度算法背后的权衡和取舍。我记得有一次,我被一个关于并发编程中死锁问题的习题所困扰,书中提供了一个典型的银行家算法的应用场景,要求我通过模拟来判断系统是否会发生死锁,以及如何避免。通过亲手编写代码并调试,我才真正理解了死锁产生的四个必要条件,以及如何通过资源分配策略来预防死锁。这本书的实验部分更是我学习的重要资源。我曾经尝试去实现一个简单的进程调度模拟器,来可视化不同调度算法的执行过程。书中的指导让我能够清晰地搭建起模拟环境,并实现如FCFS、SJF、RR等多种调度算法,并通过图形化的方式展示进程的等待和执行情况。这种实践与理论相结合的学习方式,让我对操作系统的理解不再是纸上谈兵,而是能够与实际应用相结合。

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我是一名即将步入职场的计算机科学专业的毕业生,深知扎实的操作系统知识是未来职业发展的重要基石。在求职过程中,我发现很多公司在面试时都会考察操作系统的相关知识,尤其是关于并发、同步、死锁等问题。我之前学习的教材虽然理论性很强,但在实际应用和解决问题方面略显不足。当我拿到这本书时,我立刻被它务实的风格所吸引。书中的每一道习题,都是从实际应用场景出发,引导我去思考如何用操作系统提供的机制来解决现实中的技术难题。比如,在学习并发编程时,书中设计了一个关于多线程银行账户并发访问的习题。这个习题要求我使用锁(mutexes)和信号量(semaphores)来保证数据的一致性,并分析在不同并发场景下可能出现的竞态条件和死锁问题。通过亲手编写代码并调试,我才真正体会到同步机制的重要性以及设计不当可能带来的严重后果。这本书的实验部分更是我最看重的一部分,它提供了很多模拟操作系统内核关键组件的实验,比如进程调度器、内存管理器、文件系统等。我记得有一次,我尝试去实现一个简单的生产者-消费者模型,来理解信号量的作用。书中的指导让我能够清晰地构建出生产者和消费者线程,并使用信号量来控制它们的生产和消费速度,从而避免缓冲区溢出或数据丢失。这种实践性的学习,让我在面试中能够从容应对关于并发和同步的问题,并且能够结合实际案例来阐述我的理解。

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在我的学习生涯中,遇到过很多关于操作系统的书籍,但真正能让我产生“醍醐灌顶”感觉的并不多。这本书无疑是其中之一。我特别欣赏它在习题设计上的独到之处。它不像其他教材那样,只是简单地罗列知识点,而是通过一系列精心设计的习题,引导读者主动去思考和探索。例如,在学习进程管理时,书中给出了一个关于多进程并发执行的习题,要求我模拟不同进程间的通信和同步。通过完成这个习题,我才真正理解了进程间通信(IPC)的多种方式,如管道(pipes)、共享内存(shared memory)以及消息队列(message queues),并且理解了它们在不同场景下的适用性。书中的答案解析也非常详尽,不仅给出了正确答案,还深入剖析了答案背后的原理和思考过程。我记得有一次,我在理解死锁的预防、检测和解除机制时,书中设计了一个关于资源分配图的习题,要求我分析一个包含多个进程和多个资源的系统是否会发生死锁,以及如何解除。通过这个习题,我才真正掌握了银行家算法的核心思想。更让我感到惊喜的是,这本书的实验指导部分,提供了很多能够让我们亲手实践操作系统核心概念的平台。我曾经尝试去模拟一个简化的虚拟内存管理系统,包括页面置换算法(如LRU)和TLB(Translation Lookaside Buffer)的实现。书中的指导非常具体,从环境配置到代码实现,再到结果分析,都提供了一步步的清晰指引,让我能够在实践中加深对这些抽象概念的理解。

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