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第一章 操作系统概论1

1.1 什么是操作系统1

1.1.1 操作系统作为最基本的系统软件1

1.1.2 操作系统作为资源管理器2

1.1.3 操作系统作为虚拟机3

1.2 多道程序设计的概念3

1.2.1 多道程序设计的硬件支持3

1.2.2 多道程序设计原理5

1.2.3 多道程序设计的实现6

1.3 操作系统的功能和主要特征8

1.3.1 操作系统的功能8

1.3.2 操作系统的主要特征10

1.4 操作系统的结构11

1.4.1 操作系统的内核12

1.4.2 传统的操作系统结构设计模式14

1.4.3 现代的操作系统结构设计模式15

1.5 操作系统的分类17

1.5.1 单用户(微机)操作系统18

1.5.2 批处理系统19

1.5.3 分时系统20

1.5.4 实时系统21

1.5.5 网络操作系统22

1.5.6 分布式操作系统23

1.5.7 多处理机操作系统24

1.6 小结25

习题25

2.1 作业控制级接口27

2.1.1 作业、作业步、作业流27

第二章 用户与操作系统的接口27

2.1.2 作业的类型28

2.1.3 作业控制命令与键盘操作命令28

2.2 程序级接口31

2.2.1 管态与算态31

2.2.2 特权指令与访管指令31

2.2.3 系统调用32

2.2.4 系统调用类型33

2.2.5 系统调用的使用和执行过程35

2.3 UNIX的用户界面Shell简介36

2.3.1 Shell命令语言36

2.3.2 Shell过程42

2.4 小结44

习题44

3.1.1 从顺序程序设计谈起45

第三章 进程管理45

3.1 为什么要引入进程的概念45

3.1.2 程序的并发执行和资源共享46

3.1.3 程序并发执行的特性47

3.1.4 进程概念的引入49

3.2 进程的表示和调度状态49

3.2.1 进程的表示49

3.2.2 进程的调度状态51

3.3 进程的控制52

3.3.1 进程的控制机构52

3.3.2 进程控制原语53

3.4 进程调度54

3.4.1 交通控制程序和进程调度程序54

3.4.2 进程调度算法的设计55

3.4.3 常用的进程调度算法57

3.4.4 作业、进程和程序之间的区别和联系59

3.5 线程及其管理60

3.5.1 线程概念的引入60

3.5.2 什么是线程60

3.5.3 Windows NT中的进程和线程61

3.6 进程通讯63

3.6.1 进程间的同步和互斥63

3.6.2 信号量和P、V操作66

3.6.3 高级通讯原语73

3.7 死锁77

3.7.1 死锁的起因及产生死锁的必要条件78

3.7.2 死锁举例79

3.7.3 对死锁采取的对策83

3.7.4 死锁的预防83

3.7.5 死锁的避免84

3.7.6 系统模型87

3.7.7 死锁的检测88

3.7.8 死锁的解除90

3.8 小结90

习题91

第四章 存储管理95

4.1 存储管理的基本概念95

4.1.1 存储管理研究的课题95

4.1.2 地址再定位96

4.1.3 虚拟存储器概念的引入97

4.2 早期的存储管理98

4.2.1 单一连续分配98

4.2.2 分区分配99

4.3.1 分页原理107

4.3 分页存储管理107

4.3.2 地址变换机构108

4.3.3 分页存储管理算法111

4.3.4 分页存储管理方案的评价112

4.4 请求分页存储管理113

4.4.1 请求分页原理113

4.4.2 页面置换算法116

4.4.3 性能分析118

4.4.4 请求分页存储管理方案的评价121

4.5 分段存储管理122

4.5.1 分段原理122

4.5.2 段变换表123

4.5.3 分段存储管理方案的评价125

4.6.1 段页式存储管理的实现127

4.6 段页式存储管理127

4.6.2 段页式存储管理的评价129

4.7 Windows NT虚拟内存管理129

4.7.1 进程的虚拟地址空间129

4.7.2 虚拟存储的实现130

4.8 小结132

习题133

第五章 文件系统135

5.1 文件系统概述135

5.1.1 文件和文件系统135

5.1.2 文件的类型136

5.1.3 文件系统的基本功能137

5.2 文件的结构和存取法138

5.2.1 文件的逻辑结构138

5.2.2 文件的物理结构138

5.2.3 文件的存取方法142

5.2.4 文件结构、文件存储设备和存取法的关系143

5.3 文件目录144

5.3.1 简单的文件目录144

5.3.2 二级目录145

5.3.3 多级目录146

5.3.4 文件目录项的组织147

5.4 文件存储空间的管理149

5.4.1 空白文件目录149

5.4.2 空白块链150

5.4.3 位示图(Bit Map)150

5.4.4 MS-DOS的盘空间的管理150

5.4.5 UNIX文件存储空间的管理151

5.5 文件的共享152

5.5.1 目录结构中的共享152

5.5.2 打开文件结构中的共享154

5.5.3 管道文件(Pipe)155

5.6 文件的存取控制158

5.6.1 文件存取控制法158

5.6.2 文件系统的安全性161

5.7 文件系统和用户间的接口162

5.7.1 文件的创建和删除162

5.7.2 文件的打开和关闭163

5.7.3 文件的读写164

5.8 小结164

习题165

第六章 输入/输出系统166

6.1 I/O系统的硬件结构166

6.1.1 I/O设备类型166

6.1.2 I/O设备的物理特性167

6.1.3 I/O系统的硬件组织173

6.2.1 通道类型176

6.2.2 多通路I/O系统176

6.2 采用通道模型的I/O系统176

6.2.3 通道命令和通道程序177

6.2.4 CPU和通道间的通讯179

6.3 I/O系统的软件组织180

6.3.1 I/O软件设计的目标180

6.3.2 中断处理程序181

6.3.3 设备驱动程序181

6.3.4 与设备无关的I/O软件182

6.3.5 用户空间的I/O软件182

6.3.6 I/O系统软件的层次结构183

6.4 缓冲技术184

6.4.1 单缓冲184

6.4.3 缓冲池185

6.4.2 双缓冲185

6.4.4 预先读与延迟读187

6.5 磁盘的驱动调度187

6.6 设备分配程序189

6.6.1 设备分配的数据结构189

6.6.2 I/O调度程序191

6.6.3 设备分配的实施192

6.7 Windows NT的I/O系统194

6.7.1 I/O系统的结构194

6.7.2 驱动程序模型195

6.7.3 异步I/O操作196

6.8 小结198

习题198

7.1.1 Linux的发展过程200

第七章 Linux操作系统简介200

7.1 Linux简介200

7.1.2 Linux内核结构202

7.1.3 Linux运行模式、地址空间与上下文205

7.2 Linux进程管理206

7.2.1 Linux进程控制块结构206

7.2.2 进程调度算法和调度策略208

7.2.3 进程使用的文件209

7.2.4 进程使用的虚拟内存210

7.2.5 系统调用211

7.2.6 进程的创建与终止212

7.3 进程间的通讯机制212

7.3.1 信号(Signal)213

7.3.2 管道(Pipe)213

7.3.3 消息队列214

7.3.4 信号量215

7.3.5 共享内存216

7.4 Linux存储管理216

7.4.1 虚拟内存的实现机理216

7.4.2 80386体系结构的存储管理功能216

7.4.3 Linax分页管理机制217

7.4.4 空闲物理内存空间管理218

7.4.5 虚拟段的组织219

7.4.6 共享内存220

7.4.7 请求换页与页面换入221

7.4.8 交换空间221

7.4.9 换出与丢弃页面222

7.4.10 存储管理系统的高速缓冲机制222

7.5.1 Linux文件系统的特点223

7.5 Linux文件系统223

7.5.2 EXT2文件系统物理结构224

7.5.3 EXT2索引节点224

7.5.4 EXT2超级块225

7.5.5 EXT2组描述符226

7.5.6 EXT2目录226

7.5.7 EXT2文件查找226

7.5.8 EXT2文件扩展策略227

7.5.9 虚拟文件系统(VFS)概述227

7.5.10 VFS超级块228

7.5.11 VFS索引节点228

7.5.12 文件系统的注册229

7.5.13 文件系统的挂接与卸装229

7.5.14 文件系统管理的缓存机制230

7.6 Linux设备管理232

7.5.15 bdflush内核守护程序232

7.6.1 设备驱动程序环境233

7.6.2 设备文件238

7.6.3 设备驱动程序概述240

7.6.4 设备驱动程序的结构242

7.7 小结245

习题246

第八章 操作系统环境下的编程及应用247

8.1 应用程序编程接口概述247

8.2 进程间通讯实现方法与实例248

8.2.1 管道248

8.2.2 System V IPC机制252

8.2.3 套接字260

8.3 线程编程及实现方法266