計算機操作系統(tǒng)教程（普通高等教育十一五國家級規(guī)劃教材）

第1章緒論/1
1.1操作系統(tǒng)概念/1
1.2操作系統(tǒng)的歷史/2
1.2.1手工操作階段/3
1.2.2早期批處理/3
1.2.3多道程序系統(tǒng)/6
1.2.4分時操作系統(tǒng)/6
1.2.5實時操作系統(tǒng)/7
1.2.6通用操作系統(tǒng)/7
1.2.7操作系統(tǒng)的進一步發(fā)展/8
1.3操作系統(tǒng)的基本類型/8
1.3.1批處理操作系統(tǒng)/8
1.3.2分時系統(tǒng)/9
1.3.3實時系統(tǒng)/10
1.3.4通用操作系統(tǒng)/10
1.3.5個人計算機上的操作系統(tǒng)/10
1.3.6網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)/11
1.3.7分布式操作系統(tǒng)/11
1.4操作系統(tǒng)功能/12
1.4.1處理機管理/12
1.4.2存儲管理/13
1.4.3設(shè)備管理/13
1.4.4信息管理(文件系統(tǒng)管理)/13
1.4.5用戶接口/14
1.5計算機硬件簡介/14
1.5.1計算機的基本硬件元素/14
1.5.2與操作系統(tǒng)相關(guān)的幾種主要寄存器/15
1.5.3存儲器的訪問速度/16
1.5.4指令的執(zhí)行與中斷/17
1.5.5操作系統(tǒng)的啟動/18
1.6算法的描述/18
1.7研究操作系統(tǒng)的幾種觀點/19
1.7.1操作系統(tǒng)是計算機資源的管理者/20
1.7.2用戶界面的觀點/20
1.7.3進程管理的觀點/20
習題/21
第2章操作系統(tǒng)用戶界面/22
2.1簡介/22
2.2一般用戶的輸入輸出界面/23
2.2.1作業(yè)的定義/23
2.2.2作業(yè)組織/24
2.2.3一般用戶的輸入輸出方式/24
2.3命令控制界面/26
2.4Linux與Windows的命令控制界面/28
2.4.1Linux的命令控制界面/28
2.4.2Windows的命令控制界面/29
2.5系統(tǒng)調(diào)用/32
2.6Linux和Windows的系統(tǒng)調(diào)用/33
2.6.1Linux系統(tǒng)調(diào)用/33
2.6.2Windows系統(tǒng)調(diào)用/34
本章小結(jié)/36
習題/36
第3章進程管理/38
3.1進程的概念/38
3.1.1程序的并發(fā)執(zhí)行/38
3.1.2進程的定義/42
3.2進程的描述/43
3.2.1進程控制塊PCB/43
3.2.2進程上下文/45
3.2.3進程上下文切換/46
3.2.4進程空間與大小/47
3.3進程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換/47
3.3.1進程狀態(tài)/47
3.3.2進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換/48
3.4進程控制/48
3.4.1進程創(chuàng)建與撤銷/49
3.4.2進程的阻塞與喚醒/50
3.5進程互斥/51
3.5.1資源共享所引起的制約/51
3.5.2互斥的加鎖實現(xiàn)/54
3.5.3信號量和P,V原語/55
3.5.4用P,V原語實現(xiàn)進程互斥/58
3.6進程同步/59
3.6.1同步的概念/59
3.6.2私用信號量/61
3.6.3用P，V原語操作實現(xiàn)同步/61
3.6.4生產(chǎn)者消費者問題/62
3.7進程通信/63
3.7.1進程的通信方式/63
3.7.2消息緩沖機制/65
3.7.3郵箱通信/66
3.7.4進程通信的實例——和控制臺的
通信/67
3.7.5進程通信的實例——管道/70
3.8死鎖問題/73
3.8.1死鎖的概念/73
3.8.2死鎖的排除方法/74
3.9線程的概念/76
3.9.1為什么要引入線程/76
3.9.2線程的基本概念/77
3.9.3線程與進程的區(qū)別/78
3.9.4線程的適用范圍/78
3.10線程分類與執(zhí)行/80
3.10.1線程的分類/80
3.10.2線程的執(zhí)行特性/81
本章小結(jié)/82
習題/83
第4章處理機調(diào)度/85
4.1分級調(diào)度/86
4.1.1作業(yè)的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換/86
4.1.2調(diào)度的層次/87
4.1.3作業(yè)與進程的關(guān)系/87
4.2作業(yè)調(diào)度/88
4.2.1作業(yè)調(diào)度功能/88
4.2.2作業(yè)調(diào)度目標與性能衡量/89
4.3進程調(diào)度/91
4.3.1進程調(diào)度的功能/91
4.3.2進程調(diào)度的時機/92
4.3.3進程調(diào)度性能評價/92
4.4調(diào)度算法/93
4.5算法評價/97
4.5.1FCFS方式的調(diào)度性能分析/97
4.5.2輪轉(zhuǎn)法調(diào)度性能評價/101
4.5.3線性優(yōu)先級法的調(diào)度性能/101
4.6實時系統(tǒng)調(diào)度方法/103
4.6.1實時系統(tǒng)的特點/103
4.6.2實時調(diào)度算法的分類/104
4.6.3時限調(diào)度算法與頻率單調(diào)調(diào)度
算法/105
本章小結(jié)/107
習題/108
第5章存儲管理/109
5.1存儲管理的功能/109
5.1.1虛擬存儲器/109
5.1.2地址變換/110
5.1.3內(nèi)外存數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂?112
5.1.4內(nèi)存的分配與回收/113
5.1.5內(nèi)存信息的共享與保護/113
5.2分區(qū)存儲管理/114
5.2.1分區(qū)管理基本原理/114
5.2.2分區(qū)的分配與回收/117
5.2.3有關(guān)分區(qū)管理其他問題的討論/120
5.3覆蓋與交換技術(shù)/121
5.3.1覆蓋技術(shù)/121
5.3.2交換技術(shù)/122
5.4頁式管理/123
5.4.1頁式管理的基本原理/123
5.4.2靜態(tài)頁面管理/124
5.4.3動態(tài)頁式管理/127
5.4.4請求頁式管理中的置換算法/129
5.4.5存儲保護/132
5.4.6頁式管理的優(yōu)缺點/132
5.5段式與段頁式管理/133
5.5.1段式管理的基本思想/133
5.5.2段式管理的實現(xiàn)原理/133
5.5.3段式管理的優(yōu)缺點/138
5.5.4段頁式管理的基本思想/138
5.5.5段頁式管理的實現(xiàn)原理/138
5.6局部性原理和抖動問題/140
本章小結(jié)/143
習題/144
第6章進程與存儲管理示例/145
6.1Linux進程和存儲管理簡介/145
6.2Linux進程結(jié)構(gòu)/148
6.2.1進程的概念/148
6.2.2進程的虛擬地址結(jié)構(gòu)/149
6.2.3進程上下文/150
6.2.4進程的狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換/152
6.2.5小結(jié)/154
6.3進程控制/154
6.3.1Linux啟動及進程樹的形成/154
6.3.2進程控制/156
6.4Linux進程調(diào)度/159
6.5進程通信/161
6.5.1Linux的低級通信/161
6.5.2進程間通信 IPC/163
6.6Linux存儲管理/171
6.6.1虛存空間和管理/171
6.6.2請求調(diào)頁技術(shù)/173
本章小結(jié)/175
習題/176
第7章Windows的進程與內(nèi)存管理/177
7.1Windows NT的特點及相關(guān)的概念/177
7.1.1Windows NT體系結(jié)構(gòu)的特點/177
7.1.2Windows的管理機制/177
7.2Windows進程和線程/180
7.2.1Windows的進程和線程的定義/180
7.2.2進程和線程的關(guān)聯(lián)/180
7.2.3Windows進程的結(jié)構(gòu)/181
7.2.4Windows線程的結(jié)構(gòu)/182
7.2.5Windows進程和線程的創(chuàng)建/183
7.3Windows處理器調(diào)度機制/184
7.3.1調(diào)度優(yōu)先級/184
7.3.2線程狀態(tài)/185
7.3.3線程調(diào)度機制/186
7.4Windows的內(nèi)存管理/187
7.4.1內(nèi)存管理器/188
7.4.2內(nèi)存管理的機制/188
7.5虛擬地址空間/189
7.5.1虛擬地址空間布局/189
7.5.2虛擬地址轉(zhuǎn)換/191
7.6頁面調(diào)度/193
7.6.1缺頁處理/193
7.6.2工作集及頁面調(diào)度策略/193
7.6.3頁框號和物理內(nèi)存管理/194
本章小結(jié)/195
習題/195
第8章文件系統(tǒng)/197
8.1文件系統(tǒng)的概念/197
8.2文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存取方法/200
8.2.1邏輯結(jié)構(gòu)/200
8.2.2存取方法/202
8.3文件的物理結(jié)構(gòu)與存儲設(shè)備/204
8.3.1文件的物理結(jié)構(gòu)/205
8.3.2文件存儲設(shè)備/207
8.4文件存儲空間管理/208
8.5文件目錄管理/210
8.5.1文件的組成/211
8.5.2文件目錄/211
8.5.3便于共享的文件目錄/213
8.5.4目錄管理/215
8.6文件存取控制/216
8.7文件的使用/218
8.8文件系統(tǒng)的層次模型/219
本章小結(jié)/220
習題/221
第9章設(shè)備管理/223
9.1引言/223
9.1.1設(shè)備的類別/223
9.1.2設(shè)備管理的功能和任務(wù)/224
9.2數(shù)據(jù)傳送控制方式/225
9.2.1程序直接控制方式/225
9.2.2中斷方式/227
9.2.3DMA方式/228
9.2.4通道控制方式/230
9.3中斷技術(shù)/232
9.3.1中斷的基本概念/232
9.3.2中斷的分類與優(yōu)先級/233
9.3.3軟中斷/234
9.3.4中斷處理過程/234
9.4緩沖技術(shù)/235
9.4.1緩沖的引入/235
9.4.2緩沖的種類/236
9.4.3緩沖池的管理/237
9.5設(shè)備分配/239
9.5.1設(shè)備分配用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/239
9.5.2設(shè)備分配的原則/241
9.5.3設(shè)備分配算法/242
9.6I/O進程控制/242
9.6.1I/O控制的引入/242
9.6.2I/O控制的功能/243
9.6.3I/O控制的實現(xiàn)/243
9.7設(shè)備驅(qū)動程序/244
本章小結(jié)/244
習題/245
第10章Linux文件系統(tǒng)/247
10.1Linux文件系統(tǒng)的特點與文件類別/247
10.1.1特點/247
10.1.2文件類型/248
10.2Linux的虛擬文件系統(tǒng)/249
10.2.1 虛擬文件系統(tǒng)VFS框架/249
10.2.2 Linux虛擬文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)
結(jié)構(gòu)/250
10.2.3VFS的系統(tǒng)調(diào)用/256
10.3文件系統(tǒng)的注冊和掛裝/257
10.3.1文件系統(tǒng)注冊/257
10.3.2已掛裝文件系統(tǒng)描述符鏈表/258
10.3.3掛裝根文件系統(tǒng)/259
10.3.4掛裝一般文件系統(tǒng)/260
10.3.5卸載文件系統(tǒng)/260
10.4進程與文件系統(tǒng)的聯(lián)系/261
10.4.1系統(tǒng)打開文件表/261
10.4.2用戶打開文件表/261
10.4.3進程的當前目錄和根目錄/262
10.5ext2文件系統(tǒng)/262
10.5.1ext2文件系統(tǒng)的存儲結(jié)構(gòu)/262
10.5.2ext2文件系統(tǒng)主要的磁盤數(shù)據(jù)
結(jié)構(gòu)/263
10.5.3ext2文件系統(tǒng)的內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/266
10.5.4數(shù)據(jù)塊尋址/267
10.6塊設(shè)備驅(qū)動/268
10.6.1設(shè)備配置/269
10.6.2設(shè)備驅(qū)動程序的接口/269
10.7字符設(shè)備驅(qū)動/271
習題/271
第11章Windows的設(shè)備管理和文件系統(tǒng)/272
11.1Windows I/O系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)/272
11.1.1設(shè)計目標/272
11.1.2設(shè)備管理服務(wù)/273
11.2設(shè)備驅(qū)動程序和I/O處理/274
11.2.1設(shè)備驅(qū)動類型和結(jié)構(gòu)/274
11.2.2Windows的I/O處理/275
11.3Windows的文件系統(tǒng)/277
11.3.1Windows磁盤管理/277
11.3.2Windows文件系統(tǒng)格式/277
11.3.3Windows文件系統(tǒng)驅(qū)動/278
11.4NTFS文件系統(tǒng)/279
11.4.1NTFS 的特點/279
11.4.2NTFS的磁盤結(jié)構(gòu)/279
11.4.3NTFS的文件系統(tǒng)恢復(fù)/281
本章小結(jié)/281
習題/282
參考文獻/284