操作系统原理与实践PDF电子书下载

第1章 操作系统概论 1

1.1 概述 1

1.1.1 操作系统的地位 1

1.1.2 操作系统的目标 3

1.1.3 操作系统的作用 3

1.1.4 操作系统的特征 4

1.1.5 操作系统的功能 6

1.2 操作系统的形成和发展 8

1.2.1 人工操作阶段 8

1.2.2 管理程序阶段 9

1.2.3 多道批处理 10

1.2.4 分时系统与实时系统的出现 12

1.2.5 操作系统的进一步发展 14

1.3 操作系统结构 18

1.3.1 操作系统的设计 18

1.3.2 操作系统结构的类型 19

1.4 总结与提高 25

习题1 25

第2章 操作系统用户工作环境和界面 26

2.1 操作系统用户工作环境 26

2.1.1 操作系统的工作模式 27

2.1.2 系统的生成 28

2.1.3 系统的启动 28

2.2 操作系统用户界面 31

2.2.1 操作系统提供的服务 31

2.2.2 命令接口 32

2.2.3 图形用户接口 34

2.2.4 程序接口 35

2.3 总结与提高 40

习题2 41

第3章 处理器管理 45

3.1 进程概述 45

3.1.1 程序的执行方式 45

3.1.2 进程的概念 46

3.1.3 进程的状态 48

3.1.4 进程描述 50

3.2 进程的控制 55

3.2.1 进程控制机构 55

3.2.2 进程操作 56

3.3 线程 60

3.3.1 线程的概念 60

3.3.2 线程的实现 62

3.3.3 多线程模型 64

3.3.4 线程池 65

3.4 处理器调度 69

3.4.1 处理器调度的层次 69

3.4.2 进程调度 70

3.4.3 选择调度算法的准则 71

3.5 调度算法 72

3.5.1 先来先服务调度算法 72

3.5.2 最短作业优先调度算法 73

3.5.3 优先级调度算法 73

3.5.4 轮转法 74

3.5.5 多级队列调度 75

3.5.6 多级反馈队列调度 76

3.5.7 高响应比优先调度 77

3.6 多处理器调度和实时调度 77

3.6.1 多处理器调度 77

3.6.2 实时调度 78

3.7 总结与提高 82

习题3 83

第4章 进程同步与死锁 91

4.1 进程同步和互斥 91

4.1.1 进程的同步 92

4.1.2 进程的互斥 92

4.1.3 信号量机制 94

4.2 经典同步问题 100

4.2.1 生产者—消费者问题 100

4.2.2 读者—写者问题 102

4.2.3 哲学家进餐问题 103

4.2.4 理发师问题 104

4.3 管程 105

4.3.1 管程的基本概念 105

4.3.2 条件变量 106

4.3.3 利用管程解决生产者—消费者问题 107

4.4 操作系统同步实例分析 108

4.4.1 Windows Server 2003中的进程同步 109

4.4.2 Linux中的进程同步 110

4.5 进程通信 111

4.5.1 进程通信的方式 111

4.5.2 消息传递系统 112

4.5.3 消息缓冲队列通信机制 115

4.5.4 客户机/服务器系统通信 116

4.6 死锁 127

4.6.1 死锁的概念 127

4.6.2 死锁产生的原因和必要条件 128

4.6.3 死锁的描述 129

4.6.4 处理死锁的方法 131

4.7 死锁的预防和避免 131

4.7.1 死锁的预防 131

4.7.2 死锁的避免 133

4.8 死锁的检测和解除 137

4.8.1 死锁的检测 137

4.8.2 死锁的解除 140

4.9 总结与提高 141

习题4 142

第5章 存储管理 149

5.1 存储管理的功能 149

5.1.1 用户程序的处理过程 150

5.1.2 存储管理的功能 151

5.2 连续内存分配技术 155

5.2.1 分区管理基本原理 155

5.2.2 分区的分配与回收 157

5.2.3 碎片问题 159

5.3 内存不足时的管理 160

5.3.1 覆盖 160

5.3.2 交换 161

5.4 基本分页存储管理技术 162

5.4.1 分页存储管理的基本原理 163

5.4.2 地址映射 164

5.4.3 页表的结构 166

5.4.4 页面的共享 167

5.5 分段存储管理技术 168

5.5.1 分段存储管理的基本原理 168

5.5.2 地址转换 169

5.5.3 段的共享和保护 169

5.5.4 段页式存储管理 171

5.6 虚拟存储器 174

5.6.1 虚拟内存 175

5.6.2 虚拟内存的特征 176

5.7 请求分页存储管理技术 176

5.7.1 请求分页存储管理基本原理 176

5.7.2 页面置换算法 178

5.7.3 页面分配和置换 184

5.7.4 工作集模型 186

5.8 存储管理实例 187

5.8.1 Windows Server 2003内存管理 187

5.8.2 Linux操作系统的存储管理 191

5.9 总结与提高 198

习题5 198

第6章 文件管理 201

6.1 文件的概念 201

6.1.1 文件及其分类 201

6.1.2 文件属性 203

6.1.3 文件组织 203

6.1.4 文件访问方法 205

6.2 目录结构 206

6.2.1 文件控制块和文件目录 206

6.2.2 单级目录 208

6.2.3 二级目录 208

6.2.4 树形目录 209

6.2.5 目录的实现 212

6.3 文件和目录操作 213

6.3.1 文件操作 213

6.3.2 目录操作 218

6.4 文件系统实现 218

6.4.1 文件系统结构 219

6.4.2 文件系统的实现 220

6.4.3 文件存储空间的分配 221

6.4.4 空闲空间的管理 226

6.5 文件共享和保护 228

6.5.1 文件的共享 229

6.5.2 文件的保护 231

6.5.3 文件系统的可靠性 232

6.6 Windows和Linux的文件系统 233

6.6.1 Windows Server 2003文件管理 233

6.6.2 Linux文件管理 239

6.7 总结与提高 244

习题6 245

第7章 设备管理 250

7.1 设备管理的概念 250

7.1.1 设备的分类 250

7.1.2 设备管理的功能和任务 251

7.1.3 I/O系统结构 252

7.1.4 设备控制器 252

7.2 I/O控制方式 254

7.2.1 轮询方式 254

7.2.2 中断方式 255

7.2.3 DMA方式 256

7.2.4 通道控制方式 258

7.3 中断技术 260

7.3.1 中断的基本概念 260

7.3.2 中断的分类与优先级 261

7.3.3 软中断 261

7.3.4 中断处理过程 262

7.4 缓冲技术 263

7.4.1 缓冲的引入 263

7.4.2 缓冲的种类 263

7.4.3 缓冲池的管理 264

7.5 设备分配 266

7.5.1 设备分配的数据结构 266

7.5.2 设备分配的原则和策略 267

7.5.3 设备分配技术 269

7.5.4 SPOOLing系统 269

7.6 I/O软件原理 270

7.6.1 I/O软件的设计目标和原则 271

7.6.2 I/O中断处理程序 271

7.6.3 设备驱动程序 271

7.6.4 与硬件无关的I/O软件 273

7.6.5 用户空间的I/O软件 274

7.7 磁盘调度和管理 275

7.7.1 磁盘的结构 275

7.7.2 磁盘调度 276

7.7.3 磁盘管理 280

7.8 Windows I/O系统和Linux的设备管理 281

7.8.1 Windows Server 2003的I/O系统 281

7.8.2 Linux的设备管理 285

7.9 总结与提高 287

习题7 288

第8章 操作系统安全和保护 295

8.1 操作系统和计算机系统安全 295

8.1.1 计算机系统安全 295

8.1.2 操作系统安全 296

8.1.3 安全威胁及其分类 297

8.2 操作系统安全策略 299

8.2.1 安全策略和机制 299

8.2.2 身份认证机制 299

8.2.3 授权机制 301

8.2.4 加密机制 302

8.2.5 审计 302

8.3 操作系统的内部保护机制 302

8.3.1 操作系统保护层次 302

8.3.2 内存储器的保护 303

8.3.3 面向用户的访问控制 303

8.3.4 面向数据的访问控制 304

8.4 访问控制机制 304

8.4.1 保护域 304

8.4.2 访问矩阵 306

8.4.3 访问矩阵的实现 307

8.5 总结与提高 308

习题8 308

参考文献 309