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第1章 概论 1

1．1 计算机与操作系统 1

1．1．1 计算机发展简介 1

1．1．2 操作系统的发展 4

1．1．3 存储程序式计算机的结构和特点 19

1．2 操作系统的基本概念 21

1．2．1 操作系统的定义及其在计算机系统中的地位 21

1．2．2 操作系统的功能 23

1．2．3 操作系统的特性及其应解决的基本问题 25

1．3 操作系统接口 27

1．3．1 系统调用 28

1．3．2 shell命令 32

1．4 分析和设计操作系统的几种观点 35

1．4．1 用户观点 36

1．4．2 资源管理观点 36

1．4．3 进程观点 38

1．4．4 模块分层观点 39

1．5 安全操作系统 40

1．6 小结 43

1．7 习题 44

第2章 操作系统用户命令接口 45

2．1 概述 45

2．1．1 Linux系统发布方式 45

2．1．2 Linux的硬件要求 46

2．2 Linux的安装 47

2．2．1 安装前的准备 47

2．2．2 建立硬盘分区 48

2．2．3 安装类型 49

2．2．4 安装方法 50

2．2．5 安装过程 51

2．2．6 操作系统的安装概念 52

2．3 Linux的使用 52

2．3．1 使用常识 52

2．3．2 文件操作 54

2．3．3 文本编辑 59

2．3．4 shell 62

2．3．5 进程控制 68

2．3．6 网络应用工具 70

2．3．7 联机帮助 72

2．4 系统管理 72

2．4．1 超级用户 72

2．4．2 用户和用户组管理 73

2．4．3 文件系统管理 75

2．5 小结 78

2．6 习题 78

第3章 进程机制与并发程序设计 79

3．1 概述 79

3．2．1 进程的引入 80

3．2 进程的引入和定义 80

3．2．2 进程的定义 83

3．3 进程的状态和进程控制块 84

3．3．1 进程的状态及状态变化图 84

3．3．2 进程控制块 86

3．4 进程控制 87

3．4．1 原语 88

3．4．2 进程控制原语 88

3．5 线程的基本概念 89

3．5．1 线程的引入 89

3．5．2 线程与进程的比较 90

3．6．1 进程调度的职能 91

3．6 进程调度 91

3．6．2 进程调度算法 92

3．6．3 调度时的进程状态图 94

3．7 进程通信 95

3．7．1 临界资源和临界区 95

3．7．2 进程的通信方式之一——同步与互补 95

3．7．3 两上经典的同步／互斥问题 99

3．7．4 结构化的同步／互斥机制——管理 101

3．7．5 进程的通信方式之二——消息缓冲 103

3．8 死锁 105

3．8．1 死锁原因和必要条件 105

3．8．2 预防死锁 107

3．8．4 解除死锁 109

3．8．3 发现死锁 109

3．9 Linux中的进程 110

3．9．1 Linux进程控制块PCB简介 111

3．9．2 进程的创建 116

3．9．3 进程调度 119

3．9．4 进程的退出与消亡 121

3．9．5 相关的系统调用 121

3．9．6 信号 123

3．9．7 信号量与PV操作 125

3．9．8 等待队列 126

3．9．9 管道 126

3．9．10 Linux内核体系结构 128

3．10 并发程序设计实例 129

3．11 小结 130

3．12 习题 131

第4章 存储管理 132

4．1 概述 132

4．2 分区式存储管理 132

4．2．1 地址重定位 133

4．2．2 固定式分区和可变式分区 135

4．2．3 覆盖与交换技术 140

4．3 分页式存储管理 141

4．3．1 虚拟存储器 142

4．3．2 分页式存储管理的实现方法 142

4．3．3 页表和快表 145

4．3．4 页面交换 148

4．3．5 页式存储管理的保护措施 150

4．3．6 工作集模型 151

4．4 分段存储管理 153

4．4．1 分段存储管理的特点 153

4．4．2 段式地址变换 153

4．4．3 扩充段表功能 154

4．5 段页式存储管理 155

4．6 用户编程中的内存管理实例分析 157

4．7 Linux内存管理概述 161

4．7．1 基本思想 161

4．7．2 Linux中的页表 161

4．7．3 内存页的分配和释放 162

4．7．4 内存映射和需求分页 163

4．7．5 内存交换 164

4．8 小结 165

4．9 习题 165

第5章 输入／输出系统 166

5．1 概述 166

5．2 输入／输出硬件 167

5．2．1 输入／输出设备 167

5．2．2 设备控制器 171

5．2．3 通道 172

5．2．4 存储器直接存取(DMA)设备 173

5．3．2 数据传送控制方式 174

5．3 输入／输出软件 174

5．3．1 输入／输出软件的作用 174

5．3．3 中断处理技术 180

5．3．4 设备驱动程序 183

5．3．5 与设备无关的I／O软件 184

5．3．6 用户层的输入／输出软件 185

5．3．7 设备分配 185

5．3．8 I／O进程控制 188

5．4 Linux输入／输出系统概述 190

5．4．1 Linux输入／输出的过程概述 190

5．4．2 Linux设备管理基础 191

5．4．3 Linux的中断处理 195

5．4．4 设备驱动程序的框架 196

5．4．5 并口打印设备驱动程序 198

5．5 小结 201

5．6 习题 202

第6章 文件系统 203

6．1 概述 203

6．2 文件 203

6．2．1 文件的概念 203

6．2．2 文件的分类 204

6．2．3 文件的操作 204

6．2．4 文件的转储和恢复 205

6．3．1 目录的概念 206

6．3．2 目录的层次结构 206

6．3 目录 206

6．3．3 目录的操作 207

6．4 文件系统 208

6．4．1 文件系统的概念 208

6．4．2 文件系统的功能 208

6．4．3 文件系统的组成 209

6．5 文件系统的实现 210

6．5．1 实现文件 210

6．5．2 实现目录 219

6．5．3 磁盘空间管理 222

6．5．4 文件系统的结构和工作流程 223

6．6．1 文件存取控制矩阵 227

6．6 文件系统的安全性和保护机制 227

6．6．2 文件存取控制表 228

6．6．3 用户权限表 228

6．6．4 文件口令 229

6．6．5 文件加密 229

6．7 Linux文件系统 229

6．7．1 虚拟文件系统 230

6．7．2 ext2文件系统 235

6．7．3 Linux文件系统管理 239

6．7．4 Linux系统调用 241

6．8 小结 248

6．9 习题 249

7．1．1 硬件结构 250

第7章 多机系统与实时系统 250

7．1 多处理机系统 250

7．1．2 多处理机操作系统 252

7．2 网络与网络操作系统 257

7．2．1 网络硬件概念 257

7．2．2 网络软件概念 260

7．2．3 网络操作系统 263

7．3 分布式操作系统 265

7．3．1 分布式操作系统的通信机制 266

7．3．2 分布式系统中的互斥 266

7．3．3 分布式系统中的死锁 268

7．4 集群系统(Cluster) 269

7．3．4 分布式系统中的进程管理 269

7．4．1 集群系统的分类 270

7．4．2 集群作业管理技术 271

7．4．3 集群作业管理软件例——LSF 271

7．5 实时操作系统 275

7．5．1 什么是实时操作系统 276

7．5．2 实时操作系统 277

7．5．3 RTLinux的实现原理 280

7．6 小结 283

7．7 习题 284

附录 A 285

附录 B 291

参考文献 304