"操作系统操作精髓与设计原理 习题解答"
本书是《操作系统:内部结构与设计原理》的第五版习题解答手册,由威廉·斯托林斯(William Stallings)编写,版权于2004年。该手册包含了书中所有章节的复习问题和家庭作业问题的答案,旨在帮助读者深入理解和掌握操作系统的基本概念、设计原则和操作机制。
1. **计算机系统概览** (Chapter 1: Computer System Overview)
- 这一章涵盖了计算机硬件的组成部分,包括CPU、内存、输入/输出设备以及它们之间的交互。讨论了指令集架构、处理器工作模式(用户模式和内核模式)以及中断的概念。
- 操作系统如何管理这些资源,如内存管理和I/O操作的控制,是本章的重要内容。
2. **操作系统概述** (Chapter 2: Operating System Overview)
- 本章介绍了操作系统的功能和角色,如进程管理、内存管理、文件系统、设备管理和安全等。还讨论了操作系统的设计目标和类型,如批处理系统、分时系统、实时系统和网络操作系统。
3. **进程描述与控制** (Chapter 3: Process Description and Control)
- 这一部分详细阐述了进程的概念,包括进程状态转换、进程调度、上下文切换以及进程间的通信。此外,还涉及了进程同步和互斥的基础知识。
4. **线程、对称多处理及微内核** (Chapter 4: Threads, SMP, and Microkernels)
- 线程是轻量级的执行单元,本章探讨了线程的创建、同步和销毁。对称多处理(SMP)系统在多核CPU上的操作和调度也是重点。
- 微内核架构的讨论,强调了它将核心操作系统服务作为消息传递的进程来实现,以提高系统的稳定性和安全性。
5. **并发:互斥与同步** (Chapter 5: Concurrency: Mutual Exclusion and Synchronization)
- 这一章深入讲解了并发环境中的关键概念,如临界区、互斥量、信号量、条件变量等工具,以及它们在解决数据一致性问题中的应用。
6. **并发:死锁与饥饿** (Chapter 6: Concurrency: Deadlock and Starvation)
- 死锁是指多个进程互相等待对方释放资源而无法继续执行的情况。饥饿则是指一个或多个进程无法获取必要的资源以继续运行。本章讨论了死锁的预防、避免和检测策略,以及饥饿的解决方案。
书中每个章节的习题解答提供了实践应用和理论解释的结合,帮助学生巩固所学,并能够独立解决问题。作者鼓励读者发现并报告错误,以便更新错误表,保持资料的准确性。通过这些习题解答,读者可以深入理解操作系统的复杂性和内在运作机制。