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第1章 操作系统引论 1

1．1操作系统的定义 1

1．1．1资源管理的观点 1

1．1．2用户的观点（扩展机器的观点） 2

1．2操作系统的产生和发展 3

1．2．1第一代计算机上没有操作系统 3

1．2．2第二代计算机有了监控系统 3

1．2．3第三代计算机操作系统得到极大的发展 5

1．2．4第四代计算机操作系统向多元化方向发展 7

1．3操作系统的特征 8

1．4操作系统的功能 9

1．4．1进程管理 9

1．4．2存储管理 10

1．4．3设备管理 11

1．4．4文件管理 11

1．4．5操作系统接口 12

1．5操作系统类型 13

1．5．1批处理操作系统 13

1．5．2分时操作系统 15

1．5．3实时操作系统 17

1．5．4微机操作系统 19

1．5．5多处理机操作系统 25

1．5．6网络操作系统 26

1．5．7分布式操作系统 28

1．5．8嵌入式操作系统 29

思考与练习题 30

第2章 进程与线程 31

2．1进程的引入 31

2．1．1单道程序的顺序执行 31

2．1．2多道程序的并发执行 32

2．1．3程序并发执行的条件 34

2．1．4进程的概念 34

2．2进程的状态及其组成 35

2．2．1进程的基本状态 36

2．2．2进程的挂起状态 37

2．2．3进程控制块 39

2．3进程控制 41

2．3．1操作系统内核 41

2．3．2进程的创建与撤销 43

2．3．3进程的阻塞与唤醒 44

2．3．4进程的挂起与激活 45

2．4线程 45

2．4．1线程的概念 46

2．4．2线程与进程的比较 48

2．4．3线程的实现 50

思考与练习题 55

第3章 进程同步与通信 57

3．1进程同步与互斥 57

3．1．1并发原理 57

3．1．2临界资源与临界区 59

3．1．3互斥实现的硬件方法 61

3．1．4互斥实现的软件方法 62

3．1．5信号量和PV操作 64

3．2经典进程同步与互斥问题 66

3．2．1生产者—消费者问题 66

3．2．2读者—写者问题 68

3．2．3哲学家进餐问题 70

3．2．4打瞌睡的理发师问题 71

3．3 AND信号量 72

3．3．1 AND信号量的引入 73

3．3．2用AND信号量解决实际应用 74

3．4管程 75

3．4．1管程的思想 75

3．4．2管程的结构 76

3．4．3用管程解决实际应用 77

3．5进程通信 79

3．5．1进程通信的类型 79

3．5．2进程通信中的问题 81

3．5．3消息传递系统的实现 82

3．5．4客户端—服务器系统通信 83

思考与练习题 84

第4章 调度与死锁 86

4．1调度类型与准则 86

4．1．1调度类型 86

4．1．2进程调度方式 87

4．1．3进程调度时机 88

4．1．4调度的性能准则 88

4．2调度算法 89

4．2．1先来先服务调度算法 89

4．2．2短作业（进程）优先调度算法 90

4．2．3时间片轮转调度算法 91

4．2．4优先权调度算法 92

4．2．5多级反馈队列调度算法 93

4．2．6多种调度算法比较 94

4．3死锁的基本概念 95

4．3．1死锁定义 95

4．3．2死锁产生的原因 95

4．3．3可重复使用资源和可消耗资源 97

4．3．4死锁产生的必要条件 99

4．4死锁的预防与避免 99

4．4．1死锁的预防 99

4．4．2死锁的避免 100

4．4．3银行家算法 101

4．5死锁的检测与解除 105

4．5．1资源分配图 105

4．5．2死锁的解除 106

4．5．3鸵鸟算法 107

思考与练习题 107

第5章 存储管理 109

5．1程序的装入和链接 109

5．1．1重定位 109

5．1．2链接 111

5．2连续分配存储管理方式 112

5．2．1单一连续分区 112

5．2．2固定分区 113

5．2．3可变分区 114

5．2．4动态重定位分区 116

5．3页式存储管理 116

5．3．1页式存储管理的基本原理 117

5．3．2页式存储管理的地址变换机构 118

5．3．3页表的硬件实现 119

5．3．4页表的组织 120

5．3．5页式操作系统举例 122

5．4段式存储管理 125

5．4．1段式存储管理的基本原理 125

5．4．2段式存储管理系统地址变换过程 126

5．4．3分段和分页的区别 126

5．4．4段的共享与保护 127

5．5段页式存储管理 129

5．5．1段页式存储管理的基本原理 130

5．5．2段页式存储管理的地址变换 130

5．5．3段页式存储管理系统举例 131

思考与练习题 135

第6章 虚拟存储管理 136

6．1虚拟存储器的引入 136

6．1．1局部性原理 136

6．1．2虚拟存储器 136

6．1．3虚拟存储器的特征 137

6．2请求页式存储管理 137

6．2．1请求页式存储管理系统的实现 137

6．2．2请求页式存储管理驻留集管理 139

6．2．3请求页式存储管理的调入策略 140

6．2．4请求页式存储管理的页面置换算法 141

6．2．5请求页式存储管理系统的性能 143

6．3请求段式存储管理 145

6．3．1请求段式存储管理的地址实现 145

6．3．2动态链接 146

思考与练习题 148

第7章 设备管理 150

7．1 I／O设备管理概述 150

7．1．1 I／O管理的功能 150

7．1．2 I／O硬件组成 151

7．1．3 I／O设备 152

7．1．4设备控制器 154

7．1．5设备通道 155

7．2 I／O控制方式 157

7．2．1程序直接控制方式 158

7．2．2中断控制方式 159

7．2．3 DMA控制方式 160

7．2．4通道方式 161

7．3 I／O系统 163

7．3．1设备分配 163

7．3．2 SPOOLing技术 168

7．3．3设备驱动程序 169

7．3．4中断处理程序 171

7．4磁盘管理 173

7．4．1磁盘结构和管理 173

7．4．2磁盘调度 177

7．4．3独立磁盘冗余阵列 179

7．5缓冲管理 183

7．5．1缓冲 184

7．5．2磁盘高速缓存 188

7．5．3提高磁盘I／O速度的其他方法 189

思考与练习题 190

第8章 文件管理 192

8．1文件概念 192

8．1．1文件类型 192

8．1．2文件属性 193

8．1．3文件的操作 194

8．1．4文件访问方式 194

8．2文件结构和文件系统 195

8．2．1文件结构 195

8．2．2有结构文件的组织 196

8．2．3文件系统 198

8．3目录 200

8．3．1文件控制块和索引节点 200

8．3．2单级目录 201

8．3．3两级目录 202

8．3．4树型目录 203

8．3．5目录的查询 205

8．3．6文件的共享 207

8．4文件系统实现 209

8．4．1文件系统的格式 209

8．4．2文件的存储结构 210

8．4．3空闲存储空间的管理 214

8．5文件系统的可靠性 217

8．5．1坏块管理 217

8．5．2备份 218

8．5．3文件系统一致性问题 218

8．5．4数据一致性控制 220

8．6保护机制 221

8．6．1保护域 221

8．6．2保护矩阵的实现 222

8．6．3分级安全管理 224

思考与练习题 225

第9章 Windows 2000／XP操作系统 227

9．1 Windows 2000／XP的结构和特点 227

9．1．1 Windows 2000／XP的特点 227

9．1．2 Windows 2000／XP的结构 228

9．2 Windows 2000／XP进程管理 230

9．2．1 Windows 2000／XP的进程和线程 230

9．2．2 Windows 2000／XP的互斥与同步 235

9．2．3 Windows 2000／XP的进程通信 236

9．2．4 Windows 2000／XP的线程调度 238

9．3 Windows 2000／XP内存管理 243

9．3．1 Windows 2000／XP的地址空间布局 243

9．3．2 Windows 2000／XP的地址变换机制 244

9．3．3 Windows 2000／XP的内存分配 247

9．3．4 Windows 2000／XP的页面共享 250

9．3．5 Windows 2000／XP的驻留集 250

9．3．6 Windows 2000／XP的物理内存管理 252

9．4 Windows 2000／XP设备管理 254

9．4．1 Windows 2000／XP的I／O系统结构 254

9．4．2 Windows 2000／XP的I／O系统的数据结构 256

9．4．3 Windows 2000／XP的I／O系统的设备驱动程序 258

9．4．4 Windows 2000／XP的I／O处理 259

9．4．5 Windows 2000／XP的磁盘管理 260

9．4．6 Windows 2000／XP的高速缓存管理 261

9．4．7 Windows 2000／XP高速缓存支持的操作 263

9．5 Windows 2000／XP文件管理 265

9．5．1 Windows 2000／XP文件系统概述 265

9．5．2 NTFS卷及其结构 268

9．5．3 NTFS的可恢复性、可靠性和安全性 272

思考与练习题 274

第10章 Linux操作系统 275

10．1 Linux内核设计 275

10．1．1内核设计目标 275

10．1．2微内核与单内核 276

10．1．3 Linux内核结构 277

10．2 Linux系统的启动与初始化 278

10．2．1初始化系统 278

10．2．2操作系统的初始化 279

10．2．3 init进程 280

10．3 Linux进程管理 280

10．3．1 Linux中的进程与线程 280

10．3．2进程与线程的创建与撤销 282

10．3．3进程调度 283

10．3．4进程通信 283

10．4 Linux内存管理 285

10．4．1虚拟内存管理 286

10．4．2物理内存管理 286

10．5 Linux文件管理 287

10．5．1虚拟文件系统 288

10．5．2文件系统的安装与卸载 290

10．5．3 EXT2逻辑文件系统 292

10．6 Linux设备管理 293

10．6．1 Linux设备管理概述 294

10．6．2 Linux设备的类型 294

10．6．3中断 296

10．6．4缓存和刷新机制 296

思考与练习题 297

参考文献 298