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第1章 操作系统的概述1

1.1 操作系统的概念1

1.1.1 计算机硬件结构2

1.1.2 操作系统的形成2

1.1.3 操作系统的定义5

1.1.4 操作系统的地位6

1.1.5 操作系统的特征7

1.2 操作系统的主要功能8

1.2.1 存储管理8

1.2.2 进程和处理机管理9

1.2.3 文件管理10

1.2.4 设备管理10

1.2.5 用户接口管理11

1.3 操作系统的主要类型12

1.3.1 批处理系统12

1.3.2 分时系统14

1.3.3 实时系统15

1.3.4 其他操作系统16

1.4 操作系统的结构设计18

1.4.1 整体结构18

1.4.2 层次结构18

1.4.3 虚拟机结构19

1.4.4 客户机-服务器结构20

1.4.5 UNIX和Linux系统的核心结构21

本章小结25

练习与思考26

第2章 进程管理27

2.1 进程概述28

2.1.1 程序的顺序执行和并发执行28

2.1.2 进程的概念30

2.1.3 进程的状态及其转换32

2.1.4 进程的组成34

2.1.5 进程队列35

2.2 进程管理和有关命令37

2.2.1 进程族系37

2.2.2 进程管理38

2.2.3 Linux进程管理40

2.2.4 对进程的操作命令42

2.2.5 有关进程控制的系统调用45

2.3 线程的引入和实现50

2.3.1 线程的引入50

2.3.2 线程的实现52

2.4 进程之间的关系和通信54

2.4.1 进程之间的关系54

2.4.2 进程同步机制58

2.4.3 信号量的一般应用60

2.4.4 进程通信64

2.5 死锁68

2.5.1 死锁的定义68

2.5.2 产生死锁的必要条件70

2.5.3 对待死锁的策略71

本章小结71

练习与思考72

第3章 处理机调度75

3.1 调度的级别76

3.2 作业状态和作业调度77

3.2.1 作业状态77

3.2.2 作业调度77

3.3 进程调度79

3.3.1 进程调度的功能和时机79

3.3.2 两级调度模型80

3.3.3 三级调度模型81

3.4 调度性能的评价81

3.4.1 调度策略的选择81

3.4.2 性能评价标准82

3.5 常用的调度算法83

3.5.1 先来先服务法83

3.5.2 时间片轮转法84

3.5.3 优先级法86

3.5.4 其他调度算法简介87

3.6 中断和系统调用88

3.6.1 中断概述88

3.6.2 中断处理过程91

3.6.3 中断优先级、中断屏蔽和多重中断94

3.6.4 系统调用处理97

3.6.5 shell命令的一般执行过程101

3.7 Linux系统中的进程调度103

3.7.1 Linux进程调度103

3.7.2 Linux系统的常用调度命令104

本章小结107

练习与思考108

第4章 存储管理110

4.1 地址空间与重定位111

4.1.1 用户程序的地址空间111

4.1.2 重定位的概念113

4.1.3 对换技术115

4.2 分区管理技术116

4.2.1 分区法116

4.2.2 可重定位分区分配119

4.3 分页技术122

4.3.1 分页的基本概念122

4.3.2 分页系统中的地址映射124

4.3.3 页的共享和保护125

4.4 虚拟存储管理126

4.4.1 虚拟存储器的概念126

4.4.2 虚拟存储器的特征127

4.5 请求分页技术128

4.5.1 请求分页的基本思想128

4.5.2 硬件支持及缺页处理129

4.6 常用的页面置换算法131

4.6.1 页面置换的概念131

4.6.2 先进先出法133

4.6.3 最佳置换法134

4.6.4 最近最少使用置换法134

4.6.5 最近未使用置换法135

4.7 Linux系统中的存储管理技术136

4.7.1 对换136

4.7.2 请求分页137

4.8 段页式系统140

4.8.1 分段的基本概念140

4.8.2 分段系统中的地址映射142

4.8.3 段页式系统的基本机制143

本章小结144

练习与思考145

第5章 文件系统147

5.1 文件系统概述147

5.1.1 文件及其分类148

5.1.2 文件系统的功能151

5.2 文件的逻辑组织和物理组织152

5.2.1 文件的逻辑组织152

5.2.2 用户对文件的存取方法153

5.2.3 文件的物理组织155

5.3 目录文件160

5.3.1 文件控制块和文件目录160

5.3.2 目录结构162

5.4 文件存储空间的管理165

5.4.1 空闲盘块表法166

5.4.2 空闲块链接法166

5.4.3 位示图法167

5.4.4 空闲块成组链接法168

5.5 文件的共享和文件系统的安全性169

5.5.1 文件的链接170

5.5.2 文件的存取控制172

5.5.3 文件的备份和恢复174

5.6 Linux文件系统176

5.6.1 文件系统的格式176

5.6.2 虚拟文件系统180

5.6.3 管道文件180

5.6.4 文件系统的安装与拆卸181

本章小结182

练习与思考184

第6章 设备管理185

6.1 设备管理概述186

6.1.1 设备分类和标识186

6.1.2 缓冲技术187

6.1.3 I/O系统的结构190

6.1.4 设备管理的目标和功能191

6.2 设备分配技术192

6.2.1 设备分配概述192

6.2.2 SPOOLing系统193

6.3 I//O软件的层次和I/O处理步骤195

6.3.1 设备驱动程序196

6.3.2 与设备无关的操作系统I/O软件198

6.3.3 用户级I/O软件200

6.3.4 处理I/O请求的步骤200

6.4 磁盘调度和管理202

6.4.1 磁盘硬件202

6.4.2 磁盘调度算法204

6.5 Linux系统的设备管理206

6.5.1 Linux系统设备管理概述206

6.5.2 网卡简单配置207

本章小结209

练习与思考210

第7章 现代操作系统的发展212

7.1 现代操作系统发展概述212

7.1.1 推动操作系统发展的动力212

7.1.2 操作系统发展展望213

7.2 嵌入式操作系统214

7.2.1 嵌入式系统概述214

7.2.2 嵌入式软件系统的体系结构和嵌入式操作系统分类215

7.3 分布式操作系统216

7.3.1 分布式系统概述216

7.3.2 分布式操作系统简介217

7.3.3 四种多机系统的比较218

7.4 云计算系统219

7.4.1 云计算系统概述219

7.4.2 云计算系统的特点220

本章小结221

练习与思考222

参考文献223