計算機操作系統(tǒng)教程（Linux）

第1章緒論
1.1學習引導
1.2操作系統(tǒng)的概念
1.2.1什么是操作系統(tǒng)
1.2.2操作系統(tǒng)的發(fā)展
1.3操作系統(tǒng)的功能
1.3.1處理機管理
1.3.2存儲器管理
1.3.3設備管理
1.3.4文件管理
1.3.5用戶接口
1.4操作系統(tǒng)的分類
1.4.1單用戶操作系統(tǒng)
1.4.2多道批處理系統(tǒng)
1.4.3分時系統(tǒng)
1.4.4實時系統(tǒng)
1.4.5網(wǎng)絡操作系統(tǒng)
1.4.6分布式操作系統(tǒng)
1.4.7嵌入式操作系統(tǒng)
1.5操作系統(tǒng)的特征和性能指標
1.5.1操作系統(tǒng)的特征
1.5.2操作系統(tǒng)性能指標
1.6Linux系統(tǒng)概述
1.6.1Linux系統(tǒng)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)
1.6.2Linux系統(tǒng)的特點
1.7單元項目：Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)
1.8擴展閱讀
1.9本章小結(jié)
1.10習題
第2章操作系統(tǒng)的引導
2.1學習引導
2.2系統(tǒng)啟動硬件基礎(chǔ)
2.2.1主板與內(nèi)存映射
2.2.2加電自檢（POST）過程
2.3根文件系統(tǒng)
2.3.1根文件系統(tǒng)
2.3.2Busybox文件系統(tǒng)簡介
2.4操作系統(tǒng)啟動過程
2.4.1引導程序BootLoader的加載
2.4.2操作系統(tǒng)內(nèi)核的加載
2.4.3計算機啟動過程
2.5GDB調(diào)試
2.5.1GDB簡介
2.5.2GDB命令
2.6單元項目
2.6.1Linux內(nèi)核的編譯
2.6.2制作帶根文件系統(tǒng)的磁盤映像
2.6.3制作帶引導功能的啟動磁盤
2.6.4Linux內(nèi)核調(diào)試
2.7本章小結(jié)
2.8習題
第3章存儲管理
3.1學習引導
3.2存儲管理的基本概念
3.2.1存儲管理的目的和功能
3.2.2存儲管理的方式
3.3連續(xù)分配方式
3.3.1單一連續(xù)分配
3.3.2固定分區(qū)存儲管理
3.3.3動態(tài)分區(qū)存儲管理
3.3.4交換技術(shù)
3.4離散分配方式
3.4.1基本分頁存儲管理
3.4.2基本分段存儲管理方式
3.4.3段頁式存儲管理方式
3.5虛擬存儲器
3.5.1虛擬存儲器的引入
3.5.2虛擬存儲器的實現(xiàn)
3.5.3虛擬存儲器的特征
3.6請求分頁存儲管理
3.6.1請求分頁中的硬件支持
3.6.2內(nèi)存的分配
3.6.3頁面置換算法
3.6.4頁面抖動現(xiàn)象
3.7請求分段存儲管理
3.7.1段表機制
3.7.2缺段中斷機構(gòu)
3.7.3地址變換機構(gòu)
3.8Linux內(nèi)存管理
3.8.1Linux存儲管理的重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.8.2頁表的管理
3.8.3頁面分配和回收
3.8.4Linux頁面置換
3.9單元項目
3.9.1動態(tài)分區(qū)分配模擬項目
3.9.2頁面置換算法模擬項目
3.10本章小結(jié)
3.11習題
第4章進程管理
4.1學習引導
4.2進程管理
4.2.1程序、程序的順序執(zhí)行及其特征
4.2.2程序的并發(fā)執(zhí)行及其特征
4.2.3進程的定義及其特征
4.2.4進程的基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換
4.2.5進程切換
4.2.6進程控制塊PCB
4.2.7進程控制塊的組織方式
4.2.8進程控制
4.3進程互斥與同步及信號量機制
4.3.1臨界資源和臨界區(qū)
4.3.2進程互斥與同步的概念
4.3.3信號量機制
4.3.4信號量集機制
4.4進程間通信
4.4.1進程間通信的方式
4.4.2進程地址空間
4.4.3Linux進程間通信
4.4.4System V共享內(nèi)存實現(xiàn)
4.4.5System V共享內(nèi)存編程接口
4.4.6System V信號量機制
4.5死鎖
4.5.1死鎖產(chǎn)生的原因和必要條件
4.5.2解決死鎖的基本方法
4.6Linux進程的實現(xiàn)
4.6.1Linux進程描述符
4.6.2Linux進程的狀態(tài)
4.6.3Linux進程的虛擬內(nèi)存布局
4.6.4Linux進程的內(nèi)核堆棧
4.6.5Linux的init進程
4.6.7Linux用戶進程的創(chuàng)建
4.7線程
4.7.1線程的基本概念
4.7.2用戶級線程與內(nèi)核級線程
4.7.3多線程模型
4.7.4Linux線程技術(shù)
4.7.5Glibc中的NTPL庫編程接口
4.7.6POSIX信號量
4.8單元項目
4.8.1進程管理的模擬實現(xiàn)
4.8.2生產(chǎn)者-消費者問題
4.8.3利用共享內(nèi)存實現(xiàn)讀者寫者問題
4.8.4哲學家就餐問題
4.8.5司機與售票員問題
4.9本章小結(jié)
4.10習題
第5章處理機管理
5.1學習引導
5.2基本知識
5.2.1調(diào)度程序
5.2.2分派程序
5.2.3調(diào)度算法的若干準則
5.2.4進程優(yōu)先級
5.2.5調(diào)度策略
5.2.6進程調(diào)度層次
5.2.7進程調(diào)度的功能
5.2.8進程調(diào)度時機
5.2.9作業(yè)的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換
5.3常用的調(diào)度隊列模型
5.3.1只有進程調(diào)度的調(diào)度隊列模型
5.3.2具有高級和低級調(diào)度的調(diào)度隊列模型
5.3.3同時具有三級調(diào)度的調(diào)度隊列模型
5.4常用調(diào)度算法
5.4.1先來先服務調(diào)度算法
5.4.2短作業(yè)調(diào)度算法（SJF）或短進程調(diào)度算法（SPF）
5.4.3高響應比優(yōu)先調(diào)度算法（HRN）
5.4.4最高優(yōu)先級（FPF）優(yōu)先調(diào)度算法
5.4.5基于時間片輪轉(zhuǎn)的調(diào)度算法
5.5Linux進程調(diào)度框架
5.5.1Linux進程的分類
5.5.2時間片的選擇
5.5.3Linux2.6.26的兩種主流調(diào)度器
5.6單元項目
5.6.1作業(yè)調(diào)度算法模擬
5.6.2進程調(diào)度算法模擬
5.6.3CFS算法在Linux上的實現(xiàn)分析
5.7本章小結(jié)
5.8習題
第6章操作系統(tǒng)用戶接口
6.1學習引導
6.2操作系統(tǒng)的接口
6.2.1程序接口
6.2.2命令接口
6.2.3作業(yè)控制級接口
6.3Linux的用戶接口
6.3.1常用Shell命令
6.3.2Shell編程
6.4單元項目
6.4.1“Hello world”項目
6.4.2Shell變量項目
6.4.3Shell程序設計的流程控制項目
6.5擴展閱讀
6.6本章小結(jié)
6.7習題
第7章設備管理
7.1學習引導
7.2設備管理概述
7.2.1設備管理的目的和功能
7.2.2設備的分類
7.3I/O系統(tǒng)
7.3.1設備控制器
7.3.2I/O通道
7.3.3總線系統(tǒng)
7.4I/O數(shù)據(jù)傳輸方式
7.4.1程序循環(huán)測試方式
7.4.2中斷驅(qū)動I/O控制方式
7.4.3直接存儲器存?。―MA）方式
7.4.4I/O通道方式
7.5緩沖技術(shù)
7.5.1緩沖的引入
7.5.2緩沖的類型
7.6設備分配
7.6.1設備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
7.6.2設備的獨立性
7.6.3分配中應考慮的因素
7.6.4獨占設備的分配程序
7.7I/O處理
7.7.1中斷處理程序
7.7.2設備驅(qū)動程序
7.8虛擬設備
7.8.1Spooling技術(shù)
7.8.2共享打印機
7.9磁盤管理
7.9.1磁盤概述
7.9.2磁盤調(diào)度
7.9.3廉價磁盤冗余陣列
7.10Linux設備管理
7.10.1Linux中的設備文件
7.10.2Linux的設備驅(qū)動程序
7.10.3Linux的中斷處理
7.11單元項目：磁盤調(diào)度算法模擬實驗
7.12本章小結(jié)
7.13習題
第8章文件管理
8.1學習引導
8.2文件的基本概念
8.2.1文件屬性
8.2.2文件操作
8.2.3文件格式
8.2.4文件結(jié)構(gòu)
8.3文件存取方法
8.3.1順序存取
8.3.2直接存取（隨機存?。?br />8.3.3按鍵存取
8.4文件目錄
8.4.1文件目錄結(jié)構(gòu)
8.4.2文件目錄的實現(xiàn)
8.5文件系統(tǒng)
8.5.1文件系統(tǒng)的功能
8.5.2文件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
8.6空閑存儲空間的管理
8.6.1空閑空間表法
8.6.2空閑塊鏈法
8.6.3位示圖法
8.6.4成組鏈接法
8.7磁盤空間分配方式
8.7.1連續(xù)分配方式
8.7.2鏈接分配方式
8.7.3索引分配方式
8.8文件共享
8.8.1早期文件共享的方法
8.8.2基于索引結(jié)點的共享方式（硬鏈接）
8.8.3利用符號鏈實現(xiàn)文件共享（軟鏈接）
8.9文件保護
8.9.1保護域
8.9.2訪問矩陣
8.9.3訪問矩陣的修改
8.9.4訪問矩陣的實現(xiàn)
8.9.5分級安全管理
8.10Linux文件系統(tǒng)分析
8.10.1Linux文件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
8.10.2VFS文件系統(tǒng)
8.10.3ext2文件系統(tǒng)
8.10.4文件系統(tǒng)的掛載
8.11單元項目
8.11.1Linux文件系統(tǒng)模擬
8.11.2給Linux系統(tǒng)添加新硬盤
8.12本章小結(jié)
8.13習題
第9章Linux內(nèi)核分析
9.1學習引導
9.2Linux內(nèi)核代碼組織
9.2.1微內(nèi)核與單內(nèi)核
9.2.2Linux內(nèi)核源代碼結(jié)構(gòu)
9.3Linux內(nèi)核分析方法
9.4單元項目
9.4.1Linux中的時鐘和定時測量的初始化
9.4.2Linux內(nèi)核編譯過程分析
9.4.3Linux操作系統(tǒng)啟動過程分析
9.5本章小結(jié)
9.6習題
參考文獻