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1.1操作系统的概念1

1.1.1操作系统的地位1

1.1.2操作系统的作用1

第一章 操作系统概述1

1.1.3操作系统的定义2

1.2操作系统的历史2

1.2.1操作系统的产生2

1.2.2操作系统的完善4

1.2.3操作系统的发展5

1.3.1程序并发性6

1.3.2资源共享性6

1.3操作系统的特性6

1.4操作系统的分类7

1.4.1多道批处理操作系统7

1.4.2分时操作系统8

1.4.3实时操作系统8

1.4.4通用操作系统9

1.4.5单用户操作系统9

1.4.6网络操作系统10

1.4.7分布式操作系统10

1.4.8多处理机操作系统11

1.4.9嵌入式操作系统11

1.5.1定时装置12

1.5操作系统的硬件环境12

1.4.10智能卡操作系统12

1.5.2系统栈13

1.5.3特权指令与非特权指令13

1.5.4处理机状态及状态转换13

1.5.5地址映射机构14

1.5.6存储保护设施14

1.5.7中断装置14

1.5.8通道与DMA控制器14

1.6.2图形用户界面15

1.6.3作业控制语言15

1.6.1交互终端命令15

1.6操作系统的界面形式15

1.6.4系统调用命令16

1.7操作系统的运行机理16

1.8系统举例17

1.8.1Linux系统17

1.8.2Windows2000/XP系统17

习题一17

第二章 进程、线程与作业19

2.1多道程序设计19

2.1.1单道程序设计的缺点19

2.1.2多道程序设计的提出20

2.1.3多道程序设计的问题21

2.2.1进程的概念22

2.2进程的引入22

2.2.2进程状态及状态转换23

2.2.3进程控制块23

2.2.4进程的组成与上下文24

2.2.5进程的队列25

2.2.6进程的类型和特性25

2.2.7进程间的相互联系与相互作用26

2.2.8进程的创建与撤销26

2.2.9进程与程序的联系和差别27

2.3线程与轻进程27

2.3.1线程的引入27

2.3.4线程控制块28

2.3.3线程的结构28

2.3.2线程的概念28

2.3.5线程的实现29

2.3.6线程的应用31

2.4作业32

2.4.1批处理作业32

2.4.2交互式作业32

2.5系统举例34

2.5.1Java线程34

2.5.2Linux进程与线程35

2.5.3Windows2000/XP进程、线程与纤程35

习题二37

3.1.2中断装置39

3.1.1中断概念39

第三章 中断与处理机调度39

3.1中断与中断系统39

3.1.3中断处理程序43

3.2处理机调度49

3.2.1处理机调度算法49

3.2.2处理机调度时机53

3.2.3处理机调度过程54

3.3调度级别与多级调度55

3.3.1交换与中级调度55

3.3.2作业与高级调度56

3.4实时调度57

3.4.2速率单调调度58

3.4.1最早截止期优先调度58

3.5多处理机调度59

3.5.1自调度59

3.5.2组调度60

3.6系统举例60

3.6.1Linux进程调度60

3.6.2Windows2000/XP线程调度61

习题三63

第四章 互斥、同步与通讯65

4.1并发进程65

4.1.1顺序程序及其特性65

4.1.2并发程序及其特性65

4.1.3与时间有关的错误66

4.2.1共享变量与临界区67

4.2进程互斥67

4.2.2临界区与进程互斥68

4.2.3进程互斥的实现69

4.2.4多处理机环境下的互斥75

4.3进程同步76

4.3.1进程同步的概念76

4.3.2进程同步机制77

4.3.3信号灯与PV操作78

4.3.4条件临界区82

4.3.5管程83

4.3.6会合92

4.4.2进程通讯的模式99

4.4进程高级通讯99

4.4.1进程通讯的概念99

4.4.3直接方式100

4.4.4间接方式103

4.5系统举例105

4.5.1Java中的管程105

4.5.2Linux进程通讯105

4.5.3Windows2000/XP并发控制107

习题四108

第五章 死锁与饥饿111

5.1死锁的概念111

5.3死锁的条件112

5.2.3其他原因引起的死锁112

5.2死锁的类型112

5.2.2进程通讯引起的死锁112

5.2.1竞争资源引起的死锁112

5.4死锁的处理113

5.5资源分配图113

5.5.1资源分配图的定义113

5.5.2资源分配图的约简115

5.6死锁的预防115

5.6.1预先分配策略115

5.6.2有序分配策略116

5.7.2银行家算法117

5.7.1安全状态与安全进程序列117

5.7死锁的避免117

5.8死锁的发现120

5.8.1死锁检测算法120

5.8.2死锁检测时刻122

5.9死锁的恢复123

5.10鸵鸟算法123

5.11有关问题的讨论124

5.11.1关于充要性算法124

5.11.2关于消耗型资源问题124

5.11.3关于两阶段封锁124

5.12饥饿与活锁125

5.13死锁与饥饿的例子126

习题五129

第六章 存储管理132

6.1存储管理的功能132

6.1.1存储分配132

6.1.2存储共享132

6.1.3存储保护133

6.1.4存储扩充133

6.1.5地址映射133

6.2内存资源管理134

6.2.1内存分区134

6.2.2内存分配134

6.2.3碎片与紧凑136

6.3.1单一连续区存储管理137

6.3存储管理方式137

6.3.2分页式存储管理139

6.3.3分段式存储管理145

6.3.4段页式存储管理150

6.4外存管理技术153

6.4.1外存空间划分153

6.4.2外存空间分配154

6.5虚拟存储系统154

6.5.1虚拟页式存储系统155

6.5.2虚拟段式存储系统162

6.5.3虚拟段页式存储系统166

6.6.1Linux存储管理169

6.6系统举例169

6.6.2Windows2000/XP存储管理170

习题六173

第七章 文件系统175

7.1文件与文件系统175

7.1.1文件175

7.1.2文件系统176

7.2文件的访问方式176

7.2.1顺序访问176

7.2.2随机访问176

7.3 文件的组织177

7.3.1文件的逻辑组织177

7.3.2文件的物理组织178

7.4文件目录184

7.4.1文件控制块与目录项184

7.4.2文件目录与目录文件184

7.4.3单级目录与多级目录185

7.4.4文件目录的改进185

7.4.5根目录与当前目录186

7.4.6文件目录的查找187

7.5文件的共享187

7.5.1文件共享的目的187

7.5.2文件共享的模式187

7.6.1文件的保护188

7.5.3文件共享的实现188

7.6文件的保护、保密与安全188

7.6.2文件的保密189

7.6.3文件的安全190

7.7文件系统的实现191

7.7.1内存所需的表目191

7.7.2外存空间的管理192

7.8文件系统的界面194

7.9 日志结构文件系统196

7.10内存映射文件197

7.11.1Linux文件系统198

7.11系统举例198

7.11.2Windows2000/XP的NTFS199

习题七201

第八章 设备与I/O管理202

8.1设备的分类202

8.1.1输入／输出型设备与存储型设备202

8.1.2块型设备与字符型设备202

8.1.3独占型设备与共享型设备202

8.2设备的物理特性203

8.2.1输入／输出型设备的物理特性203

8.2.2存储型设备的物理特性203

8.3.2中断驱动方式206

8.3.3DMA方式206

8.3I/O传输方式206

8.3.1程序控制查询方式206

8.3.4通道方式207

8.4设备分配与去配209

8.4.1独占型设备的分配与去配209

8.4.2共享型设备的分配与去配210

8.5设备驱动211

8.5.1通道程序211

8.5.2设备启动211

8.5.3中断处理211

8.6设备调度212

8.7.3私用缓冲与公共缓冲214

8.7.4缓冲池及其管理214

8.7.1缓冲技术的引入214

8.7.2硬缓冲与软缓冲214

8.7缓冲技术214

8.7.5缓冲技术的实现215

8.8输入／输出进程218

8.9RAID技术218

8.9.1RAID级别219

8.9.2硬件RAID与软件RAID220

8.10虚拟设备220

8.10.1虚拟设备的引入220

8.10.2虚拟设备的实现221

8.11稳定存储222

8.12系统举例222

习题八223

9.1计算机网络225

9.1.1网络的概念225

9.1.2网络的组成225

第九章 网络操作系统与分布式操作系统225

9.1.3网络的分类226

9.1.4网络的拓扑226

9.2通信与协议228

9.3网络服务229

9.3.1远程登录229

9.3.2远程文件传输229

9.4.1数据迁移230

9.4.2计算迁移230

9.4计算模型230

9.5事件定序232

9.5.1前发生关系232

9.5.2全序关系233

9.6进程互斥233

9.6.1集中方式234

9.6.2分布方式234

9.6.3令牌传递方式235

9.7进程同步与进程通讯235

9.7.1消息传递235

9.7.2套接字236

9.7.3远程过程调用237

9.8.1死锁预防239

9.7.4远程方法启用239

9.8死锁处理239

9.8.2死锁检测240

9.9资源管理240

9.9.1集中方式240

9.9.2分布方式241

9.9.3层次方式241

9.10分布式文件系统241

9.10.1一般结构242

9.10.2命名与透明性242

9.10.4有状态服务与无状态服务243

9.10.5缓存策略243

9.10.3远程文件存取243

9.11系统举例244

习题九245

第十章 操作系统管理246

10.1操作系统使用246

10.1.1操作系统生成246

10.1.2操作系统装入247

10.1.3操作系统初启247

10.1.4操作系统运行247

10.2操作系统维护248

10.2.1改正性维护249

10.3操作系统保护250

10.2.2适应性维护250

10.2.3完善性维护250

10.3.1域结构251

10.3.2访问矩阵251

10.4操作系统安全253

10.4.1闯入与身份认证253

10.4.2程序威胁255

10.4.3安全策略258

10.4.4可信系统259

习题十260

第十一章 操作系统设计261

11.1操作系统设计目标261

11.2.2内核各部分关系262

11.2操作系统基本内核262

11.2.1内核的基本组成262

11.3操作系统体系结构263

11.3.1基于共享变量结构264

11.3.2基于信件传递结构264

11.3.3微内核结构265

11.4操作系统设计方法266

11.4.1模块接口法266

11.4.2核扩充法266

11.4.3层次结构法266

11.4.4面向对象设计方法270

11.5系统举例271

习题十一273

第十二章 UNIX实例分析275

12.1历史回顾275

12.2系统结构275

12.2.1内核部分277

12.2.2外壳部分277

12.3进程管理277

12.3.1进程组成277

12.3.2进程控制块278

12.3.3进程状态与状态转换280

12.3.4进程调度281

12.3.7进程通讯282

12.3.5进程互斥282

12.3.6进程同步282

12.4存储管理285

12.4.1存储管理方式285

12.4.2存储分配算法286

12.4.3进程空间扩充288

12.4.4交换技术288

12.4.5虚拟页式存储管理288

12.5文件系统289

12.5.1文件类型289

12.5.2文件体系290

12.5.3文件结构290

12.5.4文件目录与连接291

12.5.5文件系统映射292

12.5.6文件卷的安装293

12.5.7磁盘空间管理294

12.5.8inode区域管理295

12.5.9快速文件系统297

12.5.10NFS网络文件系统298

12.6设备管理300

12.6.1设备分配300

12.6.2缓冲与缓存300

12.6.3预先读与延迟写302

12.7.1有关进程的系统调用命令303

12.7系统调用303

12.7.2有关文件的系统调用命令306

12.8外壳语言309

习题十二310

第十三章 操作系统理论312

13.1前言312

13.1.1操作系统理论所处的地位312

13.1.2操作系统理论的描述形式312

13.1.3操作系统理论的主要内容312

13.2.2并发程序的不确定性313

13.2.3不确定性带来的问题313

13.2.1并发程序的概念313

13.2并发程序313

13.3资源314

13.3.1资源的概念314

13.3.2资源的分类315

13.4进程316

13.4.1进程的定义316

13.4.2进程的执行316

13.4.3进程与资源的关系316

13.4.4进程的互斥317

13.5资源管理318

13.5.1主要资源管理思想概述318

13.5.2互斥机制与资源管理319

13.6进程管理324

13.6.1进程同步324

13.6.2进程通讯325

13.6.3进程死锁326

13.7虚拟资源326

13.8操作系统理论的形式化326

13.8.1资源326

13.8.2进程327

13.8.3指针选择327

13.8.4有关理论问题327

13.9本章小结328

习题十三328

参考文献329