操作系統(tǒng)（第5版）

第1章　緒論 1
1．1　什么是操作系統(tǒng) 1
1．1．1　計算機系統(tǒng)的軟件構成 1
1．1．2　操作系統(tǒng)作為特殊子程序 2
1．1．3　操作系統(tǒng)作為資源管理者 3
1．1．4　操作系統(tǒng)提供程序并發(fā)運行機制 4
1．2　操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史 4
1．2．1　監(jiān)督程序 5
1．2．2　專用操作系統(tǒng) 8
1．2．3　多種方式操作系統(tǒng) 12
1．2．4　個人計算機操作系統(tǒng)、并行與分布式操作系統(tǒng)及其發(fā)展 12
1．3　主要操作系統(tǒng)介紹 14
1．3．1　Windows系列及MS DOS 14
1．3．2　UNIX大家族 16
1．3．3　自由軟件Linux和freeBSD等 19
習題1 23
第2章　操作系統(tǒng)運行機制與用戶界面 25
2．1　中斷和異常 25
2．1．1　中斷和異常的區(qū)別 25
2．1．2　中斷分級 26
2．2　中斷/異常響應和處理 28
2．2．1　中斷/異常響應 28
2．2．2　中斷/異常處理 29
2．3　操作系統(tǒng)運行模式 33
2．4　系統(tǒng)調(diào)用 35
2．5　人機界面 38
2．5．1　命令語言 39
2．5．2　圖形化的用戶界面 40
2．6　小結 42
習題2 42
第3章　進程與處理機管理 44
3．1　進程描述 44
3．1．1　進程定義 45
3．1．2　進程控制塊 46
3．2　進程狀態(tài) 48
3．2．1　進程的創(chuàng)建與結束 49
3．2．2　進程狀態(tài)變化模型 50
3．2．3　進程掛起 52
3．3　進程控制與調(diào)度 53
3．3．1　進程運行 53
3．3．2　進程調(diào)度 55
3．3．3　進程調(diào)度算法 58
3．4　作業(yè)與進程的關系 62
3．5　線程的引入 64
3．6　小結 66
習題3 66
第4章　進程同步與通信、進程死鎖 68
4．1　并行編程 68
4．1．1　并行編程方法 68
4．1．2　操作系統(tǒng)的支持 69
4．2　進程的同步與互斥 70
4．2．1　同步與臨界段問題 71
4．2．2　解決臨界段問題的硬件實現(xiàn)方法 72
4．2．3　信號量 74
4．2．4　管程 77
4．2．5　進程同步與互斥舉例 77
4．3　消息傳遞 81
4．3．1　消息傳遞原理 82
4．3．2　消息傳遞示例 83
4．3．3　管道通信簡介 84
4．4　死鎖 85
4．4．1　死鎖示例 85
4．4．2　死鎖定義 86
4．4．3　死鎖防止 88
4．4．4　死鎖避免 90
4．4．5　死鎖檢測 92
4．4．6　死鎖的恢復 93
4．4．7　死鎖綜合處理 94
4．5　小結 94
習題4 95
第5章　存儲管理 99
5．1　連續(xù)空間分配 99
5．1．1　單道連續(xù)分配法 99
5．1．2　多道連續(xù)固定分區(qū)法 101
5．1．3　多道連續(xù)可變分區(qū)法 103
5．2　不連續(xù)空間分配 105
5．2．1　頁式管理 106
5．2．2　段式管理 109
5．2．3　段頁式管理 112
5．2．4　改進的頁式管理 113
5．3　虛擬存儲管理 114
5．3．1　頁式虛存的基本思想 114
5．3．2　頁式虛存管理實現(xiàn) 115
5．3．3　多級頁表 117
5．3．4　頁替換策略 119
5．4　小結 125
習題5 126
第6章　設備管理 129
6．1　I/O硬件概念 129
6．1．1　常見外部設備分類 129
6．1．2　設備控制器（I/O部件） 130
6．1．3　I/O控制方式 131
6．1．4　I/O控制方式的發(fā)展過程 134
6．2　設備I/O子系統(tǒng) 134
6．2．1　設備的使用方法 134
6．2．2　I/O層次結構 136
6．2．3　設備驅動程序 139
6．2．4　緩沖技術 141
6．3　存儲設備 144
6．3．1　常見存儲外部設備 144
6．3．2　磁盤調(diào)度 147
6．3．3　磁盤陣列 150
6．4　小結 154
習題6 154
第7章　文件系統(tǒng) 156
7．1　文件結構 156
7．1．1　文件概念 156
7．1．2　文件的邏輯結構 156
7．1．3　文件的物理存儲 158
7．1．4　文件控制塊 160
7．2　文件目錄結構 161
7．2．1　一級目錄結構 161
7．2．2　二級目錄結構 162
7．2．3　樹狀目錄結構 162
7．2．4　無環(huán)圖目錄結構 163
7．2．5　目錄操作 164
7．3　文件存儲器空間布局與管理 165
7．4　文件訪問接口 166
7．4．1　傳統(tǒng)文件系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn) 167
7．4．2　存儲映射文件訪問 169
7．5　文件保護 169
7．5．1　文件訪問保護 170
7．5．2　文件備份 171
7．6　文件系統(tǒng)的基本模型 172
7．7　FAT文件系統(tǒng)磁盤布局 175
7．8　小結 176
習題7 177
第8章　并行與分布式操作系統(tǒng) 178
8．1　并行操作系統(tǒng) 178
8．1．1　對稱多處理機 178
8．1．2　線程概念 180
8．1．3　線程實現(xiàn) 186
8．1．4　線程調(diào)度 190
8．2　分布式系統(tǒng) 194
8．2．1　分布式系統(tǒng)特點 195
8．2．2　幾種分布式系統(tǒng)應用模型 197
8．2．3　分布式系統(tǒng)實現(xiàn)模型 200
8．2．4　分布式操作系統(tǒng)主要研究內(nèi)容 202
8．2．5　分布式系統(tǒng)基礎――通信協(xié)議層次簡介 203
8．3　小結 206
習題8 207
第9章　保護與安全 208
9．1　安全威脅 208
9．1．1　病毒 208
9．1．2　蠕蟲 209
9．1．3　特洛伊木馬 209
9．1．4　隱蔽通道 210
9．2　安全機制 210
9．2．1　硬件保護機制 210
9．2．2　標識與鑒別 211
9．2．3　存取控制 213
9．2．4　最小特權管理 214
9．2．5　安全審計 215
9．2．6　入侵檢測 216
9．2．7　網(wǎng)絡信息安全技術 217
9．2．8　軟件漏洞防護技術 219
9．3　Linux的安全機制 221
9．4　安全評測標準 223
9．4．1　TCSEC 223
9．4．2　GB 17859－1999 224
9．5　小結 225
習題9 226
第10章　系統(tǒng)虛擬機 227
10．1　虛擬機概述 227
10．1．1　為什么需要虛擬機 227
10．1．2　虛擬機管理器的分類 228
10．1．3　系統(tǒng)虛擬化的優(yōu)勢及發(fā)展目標 228
10．1．4　虛擬機管理器的架構 229
10．2　CPU的虛擬化 230
10．2．1　軟件完全虛擬化 230
10．2．2　硬件輔助虛擬化 230
10．3　內(nèi)存的虛擬化 232
10．3．1　軟件實現(xiàn)內(nèi)存虛擬化 232
10．3．2　EPT頁表輔助內(nèi)存虛擬化 233
10．4　I/O設備的虛擬化 233
10．4．1　完全的軟件I/O設備虛擬化 233
10．4．2　半虛擬化設備模擬 234
10．5　小結 235
習題10 235
第11章　Linux操作系統(tǒng)實例 236
11．1　進程管理 236
11．1．1　進程與進程描述符 236
11．1．2　進程狀態(tài)及切換時機 237
11．1．3　進程的調(diào)度算法 239
11．1．4　進程的創(chuàng)建與消亡 239
11．2　存儲管理 242
11．2．1　物理內(nèi)存的管理 242
11．2．2　進程地址空間的管理 244
11．3　文件系統(tǒng) 248
11．3．1　VFS 248
11．3．2　EXT2 253
11．3．3　主要文件系統(tǒng)中系統(tǒng)調(diào)用的處理流程 256
11．4　設備管理 258
11．4．1　設備文件的概念 258
11．4．2　設備模型基礎 259
11．4．3　相關數(shù)據(jù)結構 260
11．4．4　塊設備文件的open()和read()操作 262
11．5　中斷、異常及系統(tǒng)調(diào)用 263
11．5．1　中斷/異常的基本知識 263
11．5．2　異常處理函數(shù) 264
11．5．3　系統(tǒng)調(diào)用 264
11．5．4　中斷的處理 265
11．5．5　軟中斷 267
11．6　SysV進程間通信 268
11．6．1　共有的特性 268
11．6．2　信號量 270
11．6．3　消息隊列 271
11．6．4　共享內(nèi)存 273
習題11 275
附錄A　bash腳本編程簡介 276
A．1　注釋和簡單命令 276
A．2　環(huán)境變量 276
A．3　控制結構 277
A．3．1　if語句 277
A．3．2　case語句 278
A．3．3　for語句 278
A．3．4　while語句和until語句 279
A．4　函數(shù) 279
附錄B　實現(xiàn)一個簡單的Linux命令解釋器 281
B．1　myshell的語法 281
B．2　程序框架 281
B．3　命令行的語法分析 282
B．4　簡單命令的執(zhí)行 284
B．5　Makefile 284
附錄C　Linux常用命令 285
C．1　用戶終端命令 285
C．2　vi編輯器的使用 292
附錄D　Linux常用函數(shù) 295
D．1　進程管理函數(shù) 295
D．2　文件管理函數(shù) 296
D．3　進程間通信函數(shù) 298
D．4　多線程庫函數(shù) 301
附錄E　Linux內(nèi)核綜合實驗指南 303
E1　實驗目標與內(nèi)容 303
E2　實驗基礎知識 303
E2．1　內(nèi)核模塊 303
E2．2　系統(tǒng)調(diào)用 307
E2．3　內(nèi)存管理 309
E2．4　其他 311
E3　實驗設計 313
E4　實驗步驟 314
E5　常見問題 314
參考文獻 316