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第1章　绪论1

1.1　操作系统的形成和发展1

1.1.1　操作系统发展的基础1

1.1.2　操作系统的发展过程2

1.2　什么是操作系统7

1.3　操作系统的功能和特性8

1.3.1　操作系统的功能8

1.3.2　操作系统的基本特征9

1.4　操作系统的类型10

1.4.1　批处理系统11

1.4.2　分时系统11

1.4.3　实时系统12

1.4.4　个人计算机上的操作系统13

1.4.5　网络操作系统13

1.4.6　分布式操作系统14

1.4.7　嵌入式操作系统15

习题16

第2章　用户接口17

2.1　命令控制界面接口17

2.1.1　联机命令的类型17

2.1.2　联机命令的操作方式18

2.2　Linux系统的命令控制界面19

2.2.1　登录Shell19

2.2.2　命令句法20

2.2.3　常用的基本命令20

2.2.4　重定向与管道命令23

2.2.5　通信命令25

2.2.6　后台命令26

2.3　程序接口26

2.3.1 系统调用26

2.3.2　系统调用的类型27

2.3.3　系统调用的实现27

2.3.4　Linux系统调用29

2.3.5　Windows应用编程接口31

习题33

第3章　进程管理34

3.1　进程的概念34

3.1.1　进程的引入34

3.1.2　进程的定义36

3.1.3　引入进程的利弊38

3.2　进程控制块和进程的状态38

3.2.1　进程的状态及其变化38

3.2.2　进程控制块39

3.3　进程的控制42

3.3.1　进程的创建原语43

3.3.2　进程的撤销原语44

3.3.3　进程的阻塞与唤醒原语45

3.4　进程同步46

3.4.1　互斥46

3.4.2　进程的同步48

3.4.3 同步机构49

3.4.4　同步机构应用51

3.5　经典的进程同步问题54

3.5.1　生产者—消费者问题55

3.5.2　读者—写者问题56

3.5.3　哲学家进餐问题57

3.6　进程通信58

3.6.1　进程通信的类型59

3.6.2　进程通信的方式59

3.6.3　消息缓冲机制60

3.6.4　信箱通信62

3.7　线程62

3.7.1　线程的引入62

3.7.2　线程的概念63

3.7.3　线程的使用界面64

3.7.4　线程的适用范围65

3.7.5　线程的分类及评价66

习题67

第4章　处理机调度与死锁70

4.1　调度的基本概念70

4.1.1　作业概念及作业的状态70

4.1.2　分级调度72

4.1.3　调度的功能与时机73

4.1.4　调度原则与性能衡量74

4.2　调度算法75

4.2.1　先来先服务算法76

4.2.2　短作业优先算法76

4.2.3　最高响应比优先算法77

4.2.4　高优先权优先算法78

4.2.5　轮转法80

4.2.6　多级反馈队列算法81

4.3　实时调度算法82

4.3.1　实时系统的特点82

4.3.2　实时调度算法83

4.4　多处理机调度86

4.4.1　多处理机系统的类型86

4.4.2　多处理机系统调度方式86

4.5　死锁87

4.5.1　死锁的产生88

4.5.2　死锁的必要条件89

4.6　解决死锁的方法89

4.6.1　死锁的预防89

4.6.2　死锁的避免90

4.6.3　死锁的检测与解除94

习题96

第5章　存储管理99

5.1　存储管理的基本概念99

5.1.1　物理内存和虚拟存储空间99

5.1.2　存储管理的主要任务100

5.2　分区式存储管理104

5.2.1　固定式分区104

5.2.2　可变式分区105

5.2.3　地址变换与内存保护108

5.2.4　分区式存储管理的优缺点109

5.3　页式存储管理109

5.3.1　静态页式存储管理109

5.3.2　动态页式存储管理113

5.3.3　指令存取速度与页面大小问题115

5.3.4　存储保护116

5.3.5　页式存储管理的优缺点116

5.4　淘汰算法与抖动现象116

5.4.1　淘汰算法117

5.4.2　抖动现象与工作集121

5.5　段式存储管理122

5.5.1　静态段式存储管理123

5.5.2　动态段式存储管理125

5.5.3　分段和分页的主要区别127

5.5.4　段的信息共享127

5.5.5　段的动态链接129

5.5.6　段式存储管理的内存保护131

5.5.7　段式存储管理的优缺点131

5.6　段页式存储管理132

5.6.1　实现原理132

5.6.2　段页式存储管理的其他问题134

习题134

第6章　设备管理136

6.1　设备管理概述136

6.1.1　设备的分类136

6.1.2　设备管理的目标137

6.1.3　I/O系统的层次结构138

6.2　数据传送控制方式140

6.2.1　程序直接控制方式140

6.2.2　中断控制方式141

6.2.3　DMA控制方式142

6.2.4　通道控制方式144

6.3 中断处理与设备驱动程序146

6.3.1　中断处理过程146

6.3.2　设备驱动程序147

6.4　缓冲技术149

6.4.1　缓冲引入的原因149

6.4.2　缓冲的种类151

6.4.3　缓冲池的管理151

6.5　设备分配153

6.5.1　设备分配中的数据结构154

6.5.2　设备分配的原则155

6.5.3　设备分配程序157

6.5.4　SPOOLING技术157

6.6　逻辑I/O系统159

习题160

第7章　文件管理161

7.1　文件和文件系统161

7.1.1 文件161

7.1.2　文件的分类162

7.1.3　文件管理系统163

7.1.4　文件系统的结构163

7.2　文件的逻辑结构164

7.2.1　无结构文件164

7.2.2　顺序文件165

7.2.3　索引文件165

7.2.4　直接文件166

7.3　文件的物理结构166

7.3.1　连续文件166

7.3.2　链接式文件168

7.3.3　索引文件169

7.4　文件存储空间的管理171

7.4.1　位示图法171

7.4.2　空闲表法172

7.4.3　空闲链表法172

7.5　文件目录管理173

7.5.1　文件控制块的内容174

7.5.2 目录结构174

7.5.3 目录管理177

7.6　文件共享和保护179

7.6.1　索引结点共享方式179

7.6.2　符号链接文件共享方式180

7.6.3　文件的保护181

7.7　磁盘管理与调度183

7.7.1　磁盘性能简述183

7.7.2　磁盘调度算法185

习题187

第8章　Linux系统内核结构189

8.1 Linux概述189

8.1.1　Linux系统的发展史189

8.1.2　Linux系统的优点和缺点191

8.1.3　Linux内核的特征192

8.1.4　Linux内核的抽象结构193

8.2　Linux的进程管理194

8.2.1　Linux进程概念与描述194

8.2.2　Linux中的进程状态及其转换196

8.2.3 Linux中的进程调度197

8.2.4　Linux的进程控制199

8.3　Linux的进程通信201

8.3.1　管道通信方式201

8.3.2　信号203

8.3.3 UNIX System V IPC机制205

8.4 Linux存储管理209

8.4.1　进程虚存空间的管理209

8.4.2　虚存空间的映射和虚存区域的建立212

8.4.3　Linux的分页式存储管理213

8.4.4　物理内存空间的管理214

8.4.5　内存的分配与释放217

8.5　Linux文件管理221

8.5.1　Linux文件系统概论222

8.5.2　EXT2文件系统223

8.5.3　EXT2的inode和目录结构226

8.5.4　虚拟文件系统VFS229

8.5.5　VFS的超级块232

8.5.6 VFS的inode234

8.5.7　文件管理和操作238

8.6　Linux的设备管理241

8.6.1　设备管理概述241

8.6.2　Linux的I/O控制242

8.6.3　字符设备与块设备管理244

习题245

第9章　Windows操作系统247

9.1　Windows 2000/NT操作系统简介247

9.1.1　Windows 2000/NT操作系统模型247

9.1.2　Windows 2000/NT的构成249

9.1.3　Windows 2000/NT可移植性的实现251

9.1.4　处理机和集群支持机制251

9.1.5 内核254

9.1.6　硬件抽象层255

9.1.7　执行体256

9.1.8　设备驱动程序257

9.1.9　环境子系统和子系统动态链接库258

9.1.10　系统支持进程261

9.1.11　安全考虑263

9.2　Windows 2000/NT进程管理263

9.2.1　Windows 2000/NT的对象和对象管理器263

9.2.2　Windows 2000/NT中进程的实现267

9.3　Windows 2000/NT中线程的实现271

9.3.1　Windows 2000/NT线程的组成271

9.3.2　Windows 2000/NT中与线程相关的系统调用272

9.3.3　Windows 2000/NT中线程的状态284

9.3.4　Windows 2000/NT的线程调度285

9.4　Windows 2000/NT进程互斥和同步的实现286

9.5　Windows 2000/NT的进程间通信290

9.5.1　Windows 2000/NT的信号290

9.5.2　Windows 2000/NT基于文件映射的共享存储区291

9.5.3　Windows 2000/NT管道292

9.5.4　Windows 2000/NT邮件槽292

9.5.5　套接字293

9.6　Windows 2000/NT内存管理293

9.6.1　Windows 2000/NT内存管理在功能与用户界面上的特点293

9.6.2　Windows 2000/NT内存管理用户界面295

9.6.3　Windows 2000/NT内存管理的内部实现301

9.7　Windows 2000/NT设备管理308

9.7.1　Windows 2000/NT设备管理的特点308

9.7.2　Windows 2000/NT设备管理实现机制308

9.8　Windows 2000/NT文件系统314

9.8.1　Windows 2000/NT文件系统的特点314

9.8.2　Windows 2000/NT文件系统实现机制315

9.8.3 NTFS内部结构与工作过程316

习题320

第10章 网络、分布式和嵌入式操作系统322

10.1　网络操作系统322

10.1.1 网络操作系统的产生322

10.1.2　网络操作系统分类323

10.1.3 网络操作系统的功能及特点326

10.2　分布式操作系统327

10.2.1　分布式操作系统的特征328

10.2.2　分布式操作系统的基本特征328

10.2.3　分布式操作系统设计中要解决的关键问题330

10.3　嵌入式操作系统331

10.3.1　嵌入式操作系统的定义及特点331

10.3.2　嵌入式操作系统的开发环境332

10.3.3　嵌入式操作系统的应用332

习题333

参考文献334