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第1章 操作系统引论1

1.1操作系统概念1

1.2操作系统的发展阶段2

1.2.1手工操作阶段3

1.2.2单道批处理系统4

1.2.3多道批处理系统5

1.2.4分时操作系统6

1.2.5实时操作系统6

1.2.6通用系统7

1.2.7操作系统的基本类型7

1.3操作系统的特性8

1.3.1并发性8

1.3.2共享性8

1.3.3虚拟性8

1.3.4异步性8

1.4操作系统功能8

1.4.1操作系统功能概念8

1.4.2操作系统的设计过程9

1.4.3操作系统的设计目标9

1.5有关操作系统的研究10

1.6本章小结11

1.6.1思维导图11

1.6.2名词解释11

1.6.3概念辨析12

1.6.4考题解析12

第2章 进程管理16

2.1进程的基本概念16

2.1.1程序的顺序执行及特征16

2.1.2前趋图17

2.1.3程序的并发执行及其特征17

2.1.4进程的特征与状态18

2.1.5进程控制块20

2.2进程控制25

2.2.1进程的创建25

2.2.2进程的终止26

2.2.3进程的阻塞与唤醒27

2.2.4进程的挂起和激活27

2.3进程互斥28

2.3.1与时间有关的错误28

2.3.2互斥的概念29

2.3.3互斥的加锁实现29

2.4进程同步30

2.4.1同步30

2.4.2同步的例子：流水作业30

2.4.3信号量机制30

2.5经典进程的同步问题36

2.5.1生产者—消费者问题36

2.5.2读者—写者问题38

2.5.3哲学家进餐问题40

2.6管程机制41

2.6.1管程的引入41

2.6.2管程的基本概念41

2.6.3利用管程解决PC问题42

2.7进程通信44

2.7.1进程的通信类型45

2.7.2消息传递系统的实现方法46

2.7.3消息传递系统实现中的若干问题47

2.7.4消息缓冲队列的通信机制47

2.8线程48

2.8.1线程的概念48

2.8.2线程的执行特性49

2.8.3线程的分类49

2.8.4不同平台的线程49

2.9本章小结53

2.9.1思维导图53

2.9.2名词解释54

2.9.3概念辨析54

2.9.4考题解析55

第3章 处理机调度64

3.1处理机调度概述64

3.2选择调度方式和调度算法的准则65

3.2.1面向用户的准则65

3.2.2面向系统的准则65

3.2.3最优准则65

3.3调度的层次66

3.3.1高级调度67

3.3.2低级调度68

3.3.3中级调度69

3.4调度算法70

3.4.1基本概念70

3.4.2先来先服务算法70

3.4.3短进程/作业优先算法71

3.4.4最高响应比优先算法72

3.4.5最高优先数算法73

3.4.6基于时间片的轮转调度算法75

3.4.7最短剩余时间优先算法77

3.4.8多级反馈排队算法77

3.5实时调度79

3.5.1实时调度策略79

3.5.2实时调度算法79

3.6本章小结80

3.6.1思维导图80

3.6.2名词解释80

3.6.3概念辨析80

3.6.4考题解析81

第4章 死锁83

4.1基本概念83

4.1.1死锁的概念83

4.1.2死锁的起因83

4.1.3产生死锁的必要条件84

4.2处理死锁的基本方法84

4.2.1预防死锁的方法84

4.2.2死锁的避免85

4.2.3死锁的检测和恢复85

4.3鸵鸟算法85

4.4银行家算法86

4.4.1系统安全状态86

4.4.2银行家算法原型87

4.4.3银行家算法原理87

4.4.4银行家算法中的数据结构87

4.4.5银行家算法描述88

4.4.6安全性算法88

4.5死锁检测与解除89

4.5.1死锁的检测89

4.5.2进程—资源有向图89

4.5.3死锁的解除91

4.6本章小结91

4.6.1思维导图91

4.6.2名词解释92

4.6.3概念辨析92

4.6.4考题解析92

第5章 存储管理96

5.1程序的装入和链接97

5.1.1程序的装入97

5.1.2程序的链接98

5.2连续分配方式99

5.2.1单一连续分配方式99

5.2.2 固定分区方式99

5.2.3动态分区101

5.2.4可重定位分区分配105

5.3基本分页存储管理106

5.3.1离散存储概述107

5.3.2页面和页表107

5.3.3地址变换机构108

5.3.4两级和多级页表110

5.3.5相关技术发展111

5.4基本分段存储管理112

5.4.1分段存储概述112

5.4.2分段系统的基本原理112

5.5段页式存储管理113

5.6虚拟存储器114

5.6.1虚拟内存的引入114

5.6.2虚拟存储器的实现方法115

5.6.3虚拟存储器的特征116

5.7请求分页存储管理116

5.7.1页表机制116

5.7.2缺页中断机构116

5.7.3地址变换机构117

5.7.4内存分配策略和分配算法119

5.7.5调页策略121

5.7.6对换技术121

5.8页面置换算法122

5.8.1最优置换算法和先进先出置换算法122

5.8.2最近最久未使用（LRU）算法123

5.9本章小结125

5.9.1思维导图125

5.9.2名词解释126

5.9.3概念辨析126

5.9.4考题解析126

第6章 设备管理136

6.1 I/O系统136

6.1.1 I/O设备137

6.1.2设备控制器138

6.1.3 I/O通道140

6.1.4总线结构142

6.2 I/O控制方式144

6.2.1程序I/O方式144

6.2.2中断驱动I/O控制方式145

6.2.3直接存储器访问DMA控制方式145

6.2.4 I/O通道控制方式146

6.3缓冲管理146

6.3.1缓冲解决的问题147

6.3.2单缓冲147

6.3.3 双缓冲147

6.3.4循环缓冲148

6.3.5缓冲池149

6.4设备分配151

6.4.1设备分配中的数据结构152

6.4.2设备分配时应考虑的若干因素153

6.4.3设备独立性154

6.4.4独占设备的分配程序155

6.4.5 SPOOLing技术156

6.5设备处理157

6.5.1设备驱动程序的概念157

6.5.2设备驱动程序的功能157

6.5.3设备驱动程序的处理过程157

6.5.4中断处理程序的处理过程158

6.6磁盘存储器管理158

6.6.1数据的组织和格式158

6.6.2磁盘I/O访问时间的组成158

6.6.3磁盘I/O调度策略160

6.6.4磁盘高速缓存163

6.6.5固态硬盘165

6.7廉价磁盘冗余阵列166

6.8本章小结167

6.8.1思维导图167

6.8.2名词解释168

6.8.3概念辨析168

6.8.4考题解析168

第7章 文件系统173

7.1文件管理和文件系统173

7.1.1引入文件管理的原因173

7.1.2文件管理的目的173

7.1.3文件系统的基本概念174

7.2文件的逻辑结构174

7.2.1文件逻辑结构的类型175

7.2.2顺序文件176

7.2.3索引文件176

7.2.4索引顺序文件176

7.2.5直接文件和哈希文件177

7.3外存分配方式177

7.3.1连续分配177

7.3.2链接分配178

7.3.3索引文件180

7.3.4有结构文件的比较181

7.4目录管理182

7.4.1文件控制块和索引结点182

7.4.2 目录结构183

7.4.3目录查询技术186

7.5空闲存储空间的管理186

7.5.1空闲表法和空闲链表法186

7.5.2位示图法187

7.5.3成组链接法187

7.6文件共享与保护189

7.6.1基于索引结点的共享方式189

7.6.2利用符号链实现文件共享189

7.6.3磁盘容错技术189

7.7数据一致性控制191

7.7.1事务191

7.7.2检查点191

7.7.3并发控制191

7.8本章小结192

7.8.1思维导图192

7.8.2名词解释193

7.8.3概念辨析193

7.8.4考题解析193

第8章 经典算法模拟实验199

8.1生产者—消费者算法模拟200

8.1.1实验环境200

8.1.2实验目的200

8.1.3实验内容200

8.2银行家算法模拟216

8.2.1实验环境216

8.2.2实验目的216

8.2.3实验内容216

8.3内存分配和回收算法233

8.3.1实验环境233

8.3.2实验目的233

8.3.3实验内容233

8.4最近最久未使用（LRU）算法241

8.4.1实验环境241

8.4.2实验目的241

8.4.3实验内容241

8.5磁盘调度算法246

8.5.1实验环境246

8.5.2实验目的246

8.5.3实验内容246

参考文献261

后记262