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第1章　操作系统概述1

1.1　操作系统简介1

1.1.1　计算机系统层次结构1

1.1.2　操作系统的定义3

1.1.3　操作系统的发展3

1.2　操作系统的功能6

1.2.1　操作系统在计算机系统中的地位及运行环境6

1.2.2　操作系统的特征6

1.2.3　操作系统的功能8

1.2.4　操作系统的结构设计模式9

1.2.5　操作系统的设计规范11

1.3　操作系统的分类和发展12

1.3.1　操作系统的分类12

1.3.2　操作系统的发展16

1.3.3　操作系统的实例18

1.4　操作系统的实现21

1.4.1　操作系统开发与升级21

1.4.2　操作系统的安装21

1.4.3　系统启动与关机22

本章小结22

习题123

第2章 Linux操作系统简介26

2.1 Linux操作系统概述26

2.1.1 Linux操作系统的历史26

2.1.2 Linux操作系统的特点27

2.1.3 Linux操作系统的设计原理29

2.1.4 Linux操作系统的内核模块31

2.2 Linux操作系统的使用33

2.2.1 Linux系统引导33

2.2.2　文件存取权限和所有权限41

2.2.3　常用命令42

2.2.4 vi的用法44

2.2.5　实例——Linux运行一个用户程序46

本章小结51

习题251

第3章　进程管理53

3.1 并发控制53

3.1.1　多道程序设计53

3.1.2　程序的并发执行54

3.2　进程的定义和特征56

3.2.1　进程的定义56

3.2.2　进程的特征56

3.2.3　进程与程序的区别和联系57

3.2.4　进程与作业的区别58

3.2.5　操作系统与进程的控制执行58

3.3 内核中进程的实现61

3.3.1　进程控制块PCB61

3.3.2　进程上下文62

3.3.3　进程三态转换分析63

3.3.4　进程的组织65

3.3.5　内核创建进程66

3.4　线程模型69

3.4.1 多线程70

3.4.2　内核线程和用户线程70

3.4.3　线程与进程的主要区别71

3.5 Linux的进程管理71

3.5.1 Linux进程的组成71

3.5.2　进程描述符72

3.5.3　进程状态72

3.5.4　进程链表73

3.5.5　进程控制74

3.5.6 Linux线程74

3.5.7 Linux进程的创建与撤销75

3.5.8　实例——使用库函数clone（）与pthread_create（）在Linux环境下创建两种不同执行模式的线程程序77

3.5.9　实例——Linux操作系统下守护进程的编程方法80

本章小结83

习题384

第4章　进程控制88

4.1　同步和互斥88

4.1.1 并发问题88

4.1.2　进程同步和互斥的基本概念90

4.1.3　信号量机制92

4.1.4　信号量的应用93

4.2　经典的进程同步问题95

4.2.1 生产者—消费者问题96

4.2.2　哲学家进餐问题97

4.2.3　读者—写者问题98

4.3　管程机制100

4.3.1　管程的定义100

4.3.2　利用管程解决进程之间的同步与互斥101

4.4　进程通信102

4.4.1　进程通信的类型103

4.4.2　消息缓冲通信106

4.4.3　信箱通信机制108

4.5　线程间的同步和通信109

4.5.1 互斥锁109

4.5.2　条件变量109

4.5.3　信号量机制110

4.6 Linux进程通信机制110

4.6.1 信号110

4.6.2 管道111

4.6.3 消息队列111

4.6.4　信号量113

4.6.5　共享内存114

本章小结114

习题4115

第5章　处理器调度118

5.1　处理器调度的基本概念118

5.1.1　作业的状态及三级调度的概念118

5.1.2　调度队列模型120

5.1.3　选择调度方式和算法的若干原则121

5.2　调度算法124

5.2.1 先来先服务和短作业（进程）优先调度算法124

5.2.2 高优先权优先调度算法125

5.2.3　基于时间片的轮转调度算法128

5.2.4　反馈调度算法128

5.2.5 Linux中的进程调度130

5.2.6　实例——批处理操作系统中作业调度131

本章小结134

习题5134

第6章　死锁139

6.1 死锁的定义和死锁产生的必要条件139

6.1.1　死锁的定义139

6.1.2　死锁产生的必要条件142

6.1.3　资源分配图145

6.2　死锁的预防146

6.3　死锁的避免148

6.3.1　系统安全状态148

6.3.2　银行家算法149

6.4　死锁的检测和恢复153

6.4.1　死锁的检测153

6.4.2　死锁的解除154

6.5 实例——银行家算法的模拟155

本章小结158

习题6159

第7章　存储管理164

7.1　存储管理概述164

7.1.1　存储管理的基本概念164

7.1.2　程序的装入和链接165

7.1.3　重定位技术168

7.1.4　存储管理的目的和功能168

7.2　连续模式170

7.2.1　覆盖与交换技术170

7.2.2　单一连续区171

7.2.3　固定式分区172

7.2.4　可变式分区和动态存储分配技术174

7.3　页式管理180

7.3.1　基本的分页存储管理180

7.3.2　虚拟存储器186

7.3.3　请求分页存储管理188

7.3.4　页面置换192

7.4　分段管理198

7.4.1　分段存储管理198

7.4.2　段页式管理200

7.4.3　请求分段存储管理方式201

7.5 实例——请求页式存储管理中页面置换算法的模拟203

7.6 Linux内存管理209

7.6.1 Linux的内存管理原理209

7.6.2 i386的页式主存管理机制210

7.6.3 Linux主存管理的基本框架211

7.6.4　存储器管理中的几个重要数据结构212

7.6.5　主存页框的调度216

7.6.6　缺页异常处理217

本章小结217

习题7218

第8章　设备管理226

8.1　I/O系统226

8.1.1 I/O设备226

8.1.2　设备控制器227

8.1.3 I/O通道229

8.1.4　总线系统230

8.2 I/O控制方式231

8.2.1　程序I/O方式231

8.2.2 中断控制方式231

8.2.3 DMA控制方式232

8.2.4　通道控制方式233

8.2.5 中断技术235

8.3　缓冲管理238

8.3.1　缓冲技术的引入238

8.3.2　缓冲区的分类239

8.4　设备分配242

8.4.1 设备分配中的数据结构243

8.4.2　设备分配的原则244

8.4.3　设备分配的独立性246

8.4.4　设备分配的流程247

8.4.5 SPOOLing技术248

8.5　设备驱动程序250

8.6　磁盘存储器管理251

8.6.1　磁盘调度策略252

8.6.2　磁盘容错技术256

8.6.3　磁盘高速缓存260

8.7　实例——独占设备的分配和回收模拟261

8.8 Linux设备管理265

8.8.1　设备驱动程序环境265

8.8.2　设备文件268

8.8.3　设备驱动程序概述268

本章小结269

习题8270

第9章　外存管理和文件系统276

9.1　文件的管理276

9.1.1　文件基本概念276

9.1.2　文件系统基本概念278

9.1.3　文件的组织与存取279

9.1.4 目录管理284

9.1.5　外存空间空闲存储块的管理290

9.1.6　文件的安全管理294

9.1.7　文件的系统基本模型298

9.2 虚拟文件系统301

9.2.1 虚拟文件系统的设计思路301

9.2.2 虚拟文件系统VFS框架302

9.2.3 Linux虚拟文件系统的数据结构302

9.2.4　对虚拟文件系统的管理303

9.3　实例——文件系统模拟304

本章小结313

习题9313

附录　实训练习318

参考文献340