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第1章 操作系统概述 1

1.1操作系统的定义与功能 1

1.1.1操作系统的定义 1

1.1.2操作系统的功能 3

1.2操作系统的接口与内核模式 5

1.2.1操作系统的两种接口 5

1.2.2操作系统内核的结构模式 9

1.3操作系统的基本分类 11

1.3.1批处理系统 11

1.3.2分时系统 13

1.3.3实时系统 14

1.3.4网络系统 16

1.4硬件支撑环境 17

1.4.1计算机硬件的基本构成 17

1.4.2中断 19

1.4.3存储器的结构 22

1.5 Linux操作系统的诞生 24

1.5.1操作系统的发展简史 24

1.5.2 Linux操作系统的诞生 25

习题 27

第2章 进程与线程 29

2.1进程的概念 29

2.1.1多道程序设计环境下的程序特点 29

2.1.2进程的定义 32

2.1.3进程的状态及状态变迁 34

2.2进程的管理 37

2.2.1进程控制块 37

2.2.2进程控制块队列 40

2.2.3进程控制的系统调用命令 41

2.3线程 45

2.3.1线程的概念 45

2.3.2线程的实现 48

2.3.3线程与进程的关系 49

2.4 Linux的进程 51

2.4.1 Linux进程 51

2.4.2 Linux的几种链接信息 54

2.4.3 Linux进程的生存过程 56

习题 59

第3章 处理机管理 61

3.1处理机调度概述 61

3.1.1处理机调度的3个层次 61

3.1.2进程调度的功能、时机和基本策略 63

3.1.3调度算法的性能评价指标 64

3.2作业调度算法 66

3.2.1先来先服务调度算法 66

3.2.2短作业优先调度算法 69

3.2.3最短剩余时间优先调度算法 70

3.2.4最高响应比调度算法 71

3.3进程调度算法 73

3.3.1先来先服务调度算法 73

3.3.2轮转调度算法 73

3.3.3优先级调度算法 75

3.3.4多级队列调度算法 77

3.3.5多级反馈队列调度算法 78

3.4实时处理与实时调度算法 79

3.4.1实时处理的特征 79

3.4.2最早截止时间优先调度算法 81

3.4.3速率单调调度算法 82

3.5 Linux的处理机调度 84

3.5.1涉及调度的进程分类 84

3.5.2 Linux的可运行队列 85

3.5.3 Linux的进程调度算法 87

习题 89

第4章 基本存储管理 92

4.1存储管理预备知识 92

4.1.1用户程序的4个处理阶段 92

4.1.2地址重定位 94

4.1.3程序的链接 97

4.1.4存储管理的功能 98

4.2分区存储管理 98

4.2.1固定分区存储管理 99

4.2.2可变分区存储管理 102

4.2.3其他管理技术：覆盖、交换、伙伴系统 109

4.3分页式存储管理 111

4.3.1分页式存储管理的基本思想 111

4.3.2分页式存储管理的地址转换 113

4.3.3页帧的分配与回收 117

4.4分段式和段页式存储管理 119

4.4.1分段式存储管理 119

4.4.2段页式存储管理 124

习题 125

第5章 虚拟存储管理 129

5.1请求页式虚拟存储管理基础 129

5.1.1虚拟存储器 129

5.1.2请求页式虚拟存储管理 131

5.2请求页式的替换策略 137

5.2.1替换策略综述 137

5.2.2请求页式静态替换策略 137

5.2.3关于静态替换策略的进一步讨论 139

5.2.4请求页式动态替换策略 144

5.3请求段式虚拟存储管理 147

5.3.1请求段式虚拟存储管理 147

5.3.2段的动态链接 148

5.4 Linux的存储管理 150

5.4.1 Linux存储管理的硬件基础 150

5.4.2 Linux多级页表的地址转换 152

5.4.3内存空间的管理 155

5.4.4管理虚拟存储空间的数据结构 156

习题 158

第6章 文件管理 161

6.1文件系统概述 161

6.1.1文件系统概述 161

6.1.2文件系统的功能 164

6.1.3文件的逻辑结构 165

6.1.4记录的成组与分解 166

6.2文件的目录结构 167

6.2.1目录 167

6.2.2目录的层次结构 169

6.2.3路径名 171

6.3文件在磁盘上的组织 172

6.3.1磁盘存储空间的管理 172

6.3.2文件的物理结构 175

6.3.3文件的存取方式 178

6.3.4“按名存取”的实现 179

6.4文件的使用 180

6.4.1文件的操作 180

6.4.2文件共享 182

6.4.3文件保护 184

6.5 Linux的文件管理 185

6.5.1 Linux文件系统概述 186

6.5.2 Linux的文件类型 188

6.5.3 Linux的二次扩展文件系统——Ext2 190

6.5.4 Linux的虚拟文件系统——VFS 194

习题 197

第7章 设备管理 199

7.1设备管理概述 199

7.1.1 I/O系统的组织结构 199

7.1.2计算机设备的分类 201

7.1.3设备管理的目标与功能 205

7.1.4设备管理的数据结构 205

7.2 I/O的4种实现方式 208

7.2.1程序循环控制I/O 208

7.2.2中断驱动I／O 209

7.2.3直接内存访问I/O 210

7.2.4通道管理I／O 212

7.3缓冲技术、虚拟设备与SPOOLing技术 214

7.3.1 I/O缓冲 214

7.3.2虚拟设备与SPOOLing技术 217

7.4磁盘及磁盘的移臂调度策略 218

7.4.1磁盘的格式化 218

7.4.2磁盘的性能参数 221

7.4.3磁盘的移臂调度策略 222

7.4.4独立磁盘冗余阵列：RAID 225

7.5 Linux的I／O管理 228

7.5.1 Linux设备管理综述 229

7.5.2 Linux对字符设备的管理 231

7.5.3 Linux对块设备的管理 232

7.5.4 Linux的磁盘调度 233

习题 235

第8章 并发性：互斥和同步 238

8.1互斥和同步 238

8.1.1互斥和临界区 238

8.1.2同步 240

8.2实现互斥的方法讨论 243

8.2.1实现互斥的硬件方法 243

8.2.2实现互斥的软件方法 244

8.3信号量与P、V操作 246

8.3.1信号量与P、V操作定义 246

8.3.2用P、V操作实现互斥 247

8.3.3用P、V操作实现同步 250

8.3.4用P、V操作实现资源分配 252

8.3.5管程 254

8.4互斥、同步的样例分析 258

8.4.1读者-写者问题 258

8.4.2哲学家就餐问题 262

8.4.3理发师理发问题 266

8.5高级进程通信 268

8.5.1消息缓冲通信 268

8.5.2信箱通信 269

习题 270

第9章 死锁、系统安全 273

9.1死锁概述 273

9.1.1死锁的概念 273

9.1.2资源分配图 276

9.1.3产生死锁的必要条件 277

9.2死锁的预防、避免、检测与恢复 278

9.2.1死锁预防 278

9.2.2死锁避免 280

9.2.3死锁检测与恢复 286

9.3系统的安全与保护 290

9.3.1安全与保护概述 290

9.3.2具体的安全威胁 296

9.3.3具体的安全防护措施 298

习题 302

附录 各章部分习题解答 305

参考文献 316