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第1章 操作系统概论1

1.1 操作系统的地位及作用1

1.1.1 操作系统的地位1

目录1

1.1.2 操作系统的作用4

1.2 操作系统的功能6

1.2.1 单道系统与多道系统6

1.2.2 操作系统的功能8

1.3.1 批处理操作系统11

1.3 操作系统的分类11

1.3.2 分时操作系统12

1.3.3 实时操作系统13

习题一14

第2章 Linux概述16

2.1 Linux的发展及背景16

2.1.1 Linux的发展历史16

2.1.2 Linux与GNU17

2.2.1 Linux的优越性能19

2.2 Linux的性能和特点19

2.2.2 Linux的技术特点20

2.3 Linux内核23

2.3.1 Linux内核的版本23

2.3.2 Lirux内核的组成及功能24

习题二26

第3章 进程管理27

3.1 进程的基本概念27

3.1.1 程序的顺序执行27

3.1.2 程序的并发执行29

3.1.3 进程的定义和特性32

3.2 进程状态和进程控制33

3.2.1 进程的状态及转换34

3.2.2 进程的实体35

3.2.3 进程控制38

3.3 进程调度40

3.3.1 进程调度的功能40

3.3.2 进程调度性能准则40

3.3.4 进程调度算法41

3.3.3 进程调度方式41

3.4 进程的互斥与同步45

3.4.1 进程的互斥45

3.4.2 进程的同步48

3.5 P、V操作49

3.5.1 P、V操作原语49

3.5.2 用P、V操作实现进程互斥51

3.5.3 用P、V操作实现进程同步52

3.5.4 生产者—消费者问题54

3.6.2 消息通信56

3.6 进程通信56

3.6.1 进程通信机制56

3.6.3 信箱通信59

3.7 死锁62

3.7.1 死锁的产生62

3.7.2 发生死锁的必要条件64

3.7.3 死锁的预防65

3.7.4 死锁的避免66

习题三68

3.7.5 死锁的检测和恢复68

第4章 Linux进程管理71

4.1 Linux进程概述71

4.1.1 Linux进程的组成71

4.1.2 进程在处理机上的执行状态74

4.1.3 进程空间和系统空间75

4.1.4 进程上下文和系统上下文76

4.2 Linux进程的状态和标识78

4.2.1 Linux进程的状态及转换78

4.2.2 Linux进程的标识81

4.2.3 进程标识哈希表83

4.3 Linux的进程调度84

4.3.1 Linux进程调度策略84

4.3.2 Linux进程调度依据85

4.3.3 Linux进程调度的加权处理86

4.3.4 Linux进程调度方法87

4.3.5 进程调度时机87

4.4 Linux进程的创建和撤消90

4.4.1 Linux进程的族亲关系91

4.4.2 Linux进程的创建92

4.4.3 进程创建的过程94

4.4.4 进程程序的执行95

4.4.5 进程的终止和撤消96

4.5 Linux信号97

4.5.1 信号的作用和种类98

4.5.2 信号的处理100

4.5.3 信号处理函数101

4.6 Linux管道104

4.6.1 管道的概念104

4.6.2 无名管道105

4.6.3 命名管道108

4.7 IPC信号量机制111

4.7.1 信号量与信号量集合112

4.7.2 信号量集合的创建和检索113

4.7.3 信号量PV操作114

4.7.4 信号量操作等待队列115

4.7.5 信号量控制操作116

4.7.6 信号量的程序例118

4.8.1 消息队列的结构120

4.8 IPC消息队列120

4.8.2 消息队列的生成与控制122

4.8.3 消息的发送与接收123

4.8.4 消息队列的程序例124

4.9 IPC共享内存129

4.9.1 共享内存129

4.9.2 共享内存的生成与控制130

4.9.3 共享内存的结合与分离131

4.9.4 共享内存的程序例132

4.9.5 IPC对象134

习题四136

第5章 存储管理139

5.1 存储管理的目的与功能139

5.2 地址重定位141

5.2.1 作业的地址空间141

5.2.2 静态地址重定位142

5.2.3 动态地址重定位144

5.3 分区存储管理145

5.3.1 固定分区管理146

5.3.2 可变分区管理147

5.3.3 分区管理的存储保护150

5.4 分页存储管理151

5.4.1 简单分页存储管理152

5.4.2 逻辑地址和物理地址152

5.4.3 页表154

5.4.4 快表155

5.4.5 主存空间管理157

5.4.6 存储保护和存储共享158

5.5 存储扩充技术161

5.5.1 覆盖技术161

5.5.2 交换技术162

5.5.3 虚拟存储技术163

5.5.4 请求式分页存储管理165

5.6 分段存储管理167

5.6.1 分段存储管理原理168

5.6.2 段表169

5.6.3 地址转换170

5.6.4 存储共享171

5.6.5 存储保护172

5.7 段页式存储管理173

5.7.1 段页式存储管理原理173

5.7.2 段页式存储管理的地址转换174

习题五175

第6章 Linux存储管理179

6.1 80x86的分段机制179

6.1.1 80x86的虚拟存储空间179

6.1.2 段描述符表181

6.1.3 逻辑地址向线性地址的转换184

6.2 选段符与段描述符186

6.2.1 选段符186

6.2.2 段描述符187

6.2.3 分段机制的存储保护189

6.3 80x86的分页机制190

6.3.1 80x86的分页机制191

6.3.2 分页机制的地址转换192

6.3.3 页表目录与页表的表项194

6.3.5 快表TLB195

6.3.4 分页机制的存储保护195

6.4 Linux的分段和分页结构196

6.4.1 Linux的分段结构196

6.4.2 Linux的三级分页结构198

6.4.3 内核页表和进程页表200

6.5 Linux进程地址空间管理201

6.5.1 进程地址空间用户区的管理201

6.5.2 虚存区域202

6.5.3 虚存区域的建立和映射204

6.6.1 Linux的物理内存空间208

6.6 Linux物理内存管理208

6.6.2 物理页面的管理210

6.6.3 空闲页面管理——Buddy算法212

6.7 内存的分配与释放215

6.7.1 物理内存分配的数据结构215

6.7.2 物理内存分配函数219

6.7.3 虚拟内存分配函数219

习题六220

7.1.2 文件的种类222

7.1.1 文件222

7.1 文件与文件系统222

第7章 文件管理222

7.1.3 文件系统及其功能223

7.2 文件的组织结构226

7.2.1 文件的逻辑结构226

7.2.2 文件的物理结构228

7.3 文件目录结构231

7.3.1 文件说明231

7.3.2 文件目录的结构232

7.3.3 当前目录和目录文件235

7.4 文件存取与操作236

7.4.1 文件的存取方法236

7.4.2 文件存储设备237

7.4.3 活动文件238

7.4.4 文件操作239

7.5 文件存储空间的管理242

7.5.1 空闲块表242

7.5.3 空闲块链243

7.5.2 空闲区表243

7.5.4 位示图244

7.6 文件的共享和保护245

7.6.1 文件存取控制246

7.6.2 文件共享的实现方法248

7.6.3 文件的备份转储249

习题七249

第8章 Linux文件管理252

8.1 Linux文件系统概论252

8.1.1 Linux文件系统的树型结构252

8.1.2 Linux文件的类型253

8.1.3 文件的访问权限255

8.2 EXT2文件系统255

8.2.1 EXT2文件系统的构造256

8.2.2 EXT2超级块256

8.2.3 组描述符259

8.3 EXT2的inocde和文件结构260

8.3.1 EXT2文件系统inode结构260

8.2.4 块位图260

8.3.2 inode表和inode位图262

8.3.3 EXT2文件的物理结构263

8.3.4 EXT2的目录结构264

8.4 虚拟文件系统VFS265

8.4.1 VFS的工作原理265

8.4.2 VFS超级块268

8.4.3 VFS的inode269

8.5.1 文件系统的安装272

8.5 文件系统的安装与注册272

8.5.2 文件系统的注册274

8.6 文件管理和操作276

8.6.1 系统对文件的管理277

8.6.2 进程对文件的管理278

8.6.3 文件操作函数280

习题八282

第9章 设备管理284

9.1 设备与设备管理284

9.1.1 设备的分类284

9.1.2 设备管理的设计目标285

9.1.3 设备管理的功能286

9.2 I/O控制方式287

9.2.1 CPU控制方式287

9.2.2 通道方式289

9.3 缓冲技术292

9.3.1 缓冲技术的引进292

9.3.2 缓冲器的种类293

9.4 设备分配294

9.4.1 设备管理的数据结构295

9.4.2 设备分配策略297

9.4.3 设备分配算法298

9.5 设备处理程序与I/O进程298

9.5.1 设备处理程序298

9.5.2 I/O进程300

习题九301

第10章 Linux设备管理303

10.1 Linux设备分类与识别303

10.1.1 Linux设备的分类303

10.1.2 设备文件304

10.1.3 Linux设备的识别305

10.2 设备驱动程序与设备注册306

10.2.1 设备驱动程序307

10.2.2 设备注册308

10.3 Linux的I/O控制方式311

10.3.1 查询等待方式311

10.3.2 中断方式312

10.3.3 DMA方式314

10.4.1 设备I/O操作317

10.4 Linux设备I/O操作317

10.4.2 字符设备的操作320

10.4.3 块设备的操作321

习题十324

第11章 作业管理326

11.1 作业的组织326

11.1.1 作业与作业步326

11.1.2 作业的分类327

11.1.3 作业的状态327

11.1.4 作业控制块328

11.2 操作系统的用户接口329

11.2.1 程序级接口329

11.2.2 作业控制级接口331

11.3 作业调度333

11.3.1 作业调度程序的功能333

11.3.2 作业调度策略334

11.3.3 作业调度算法335

11.4 作业控制337

11.4.1 脱机控制方式337

11.4.2 联机控制方式339

习题十一341

第12章 Linux网络管理342

12.1 网络通信基础知识342

12.1.1 计算机网络通信342

12.1.2 网络体系的层次结构343

12.1.3 TCP/IP协议的结构344

12.1.4 TCP协议345

12.1.5 IP协议347

12.2 Linux套接字349

12.1.6 端口349

12.2.1 套接字的概念350

12.2.2 套接字的种类和套接字域351

12.2.3 套接字结构体352

12.2.4 套接字地址结构353

12.3 协议注册与套接字的建立354

12.3.1 通信协议的注册354

12.3.2 套接字的建立357

12.4.1 数据的封装和拆封360

12.4 Linux网络缓冲区360

12.4.2 套接字缓冲区361

12.4.3 套接字缓冲区操作364

12.5 套接字网络通信366

12.5.1 套接字操作函数366

12.5.2 客户／服务器通信370

12.5.3 客户／服务器程序实例371

习题十二374

参考文献376