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编者的话 1

前言 1

第1章　操作系统概述 1

1.1　操作系统的目标 1

目录 1

1.2　操作系统作为用户／计算机接口 3

1.3　操作系统作为资源管理器 4

1.4　操作系统的发展 5

1.4.1　手工交互方式 5

1.4.2　手工批处理 6

1.4.4　第二代操作系统：多任务和多用户操作系统 7

1.4.3　第一代操作系统：单任务自动批处理操作系统 7

1.4.5　第三代操作系统：结构化和小型化操作系统 9

1.4.6　第四代操作系统：开放、并行、分布操作系统 10

1.5　操作系统实例简介 10

1.5.1　Linux操作系统 11

1.5.2　DOS和Windows操作系统 12

1.5.3　UNIX操作系统 13

1.6　小结 14

1.7　习题 15

2.1.2　程序的顺序执行 16

2.1.1　前趋图 16

2.1　前趋图和程序的执行 16

第2章　处理机管理 16

2.1.3　程序的并发执行 17

2.1.4　程序并发执行的条件 18

2.2　进程的描述 19

2.2.1　进程的定义与特征 19

2.2.2　进程状态及其转换 20

2.2.3　进程控制块 21

2.3　进程控制 22

2.3.1　OS内核 23

2.3.3　进程撤消 24

2.3.2　进程创建 24

2.3.4　进程阻塞与唤醒 25

2.4　线程 26

2.4.1　线程 26

2.4.2　线程与进程 26

2.5　进程互斥与同步 27

2.5.1　临界资源 27

2.5.2　临界区 29

2.6　信号量 30

2.6.1　整型信号量 30

2.6.2　记录型信号量 31

2.7.1　生产者／消费者问题 32

2.7　经典进程同步问题 32

2.7.2　读者／写者问题 34

2.7.3　哲学家进餐问题 35

2.8　进程通信 36

2.9　管程 37

2.9.1　管程的引入 37

2.9.2　基本概念 38

2.9.3　利用管程解决生产者／消费者问题 39

2.10　调度的类型和模型 40

2.10.1　调度类型 40

2.10.3　选择调度方式和算法的若干准则 42

2.10.2　调度队列模型 42

2.11　调度算法 44

2.12　死锁 48

2.12.1　产生死锁的原因 48

2.12.2　产生死锁的必要条件 49

2.12.3　处理死锁的基本方法 50

2.12.4　死锁的预防 51

2.12.5　死锁的检测 52

2.12.6　死锁的解除 53

2.13 Liux的进程和线程管理 53

2.13.2　进程的结构 54

2.13.1　进程与线程的概念 54

2.13.3　进程的状态 55

2.13.4　Linux的进程调度 55

2.13.5　Linux的通信机制 58

2.14　小结 63

2.15　习题 63

第3章　存储器管理 65

3.1　存储管理的功能 65

3.1.1　存储空间的分配和回收 65

3.1.2　主存储器空间的保护 67

3.1.4　主存储器空间的扩充 68

3.1.3　主存储器空间的共享 68

3.2　单一连续存储管理 69

3.2.1　存储器的分配管理 69

3.2.2　存储保护 70

3.3　分区存储管理 70

3.3.1　固定分区存储管理 71

3.3.2　可变分区存储管理 72

3.4　分页存储管理 75

3.4.1　纯分页存储管理 75

3.4.2　请求式分页存储管理 78

3.5　分段式存储管理 85

3.5.1　分段式存储管理的基本原理 86

3.5.3　分段式虚拟存储系统 89

3.5.2　分段和分页的主要区别 89

3.5.4　分段存储管理的优缺点 90

3.6　段页式存储管理 91

3.6.1　实现原理 91

3.6.2　地址转换 91

3.6.3　段页式系统的优缺点 92

3.7　Linux存储器管理 92

3.7.1　Linux地址映射的过程 92

3.7.2　Linux物理页面的分配 94

3.7.4　Linux内核存储器分配 95

3.7.3　Linux的页替换算法 95

3.8　小结 96

3.9　习题 96

第4章　设备管理 98

4.1　设备管理的基本功能 98

4.2　I/O设备 98

4.2.1　I/O设备分类 99

4.2.2　设备控制器 99

4.2.3　I/O通道 100

4.2.4　I/O控制方式 101

4.3.1　中断的基本概念 103

4.3　中断技术 103

4.3.2　中断的分类与优先级 104

4.3.3　中断处理过程 104

4.4　缓冲区技术 105

4.5　外围设备的分配 106

4.5.1　设备无关性 106

4.5.2　设备分配 107

4.6　外围设备驱动调度 111

4.6.1　设备驱动程序 111

4.6.2　设备驱动调度技术 112

4.7.1　I/O软件 116

4.7　Linux设备管理 116

4.7.2　设备驱动程序 117

4.7.3　Linux设备驱动程序的几个通用函数 118

4.7.4　Linux中的中断 118

4.8 小结 119

4.9　习题 119

第5章　文件管理 121

5.1　概述 121

5.1.1　文件的概念 121

5.1.2　文件的存储 122

5.1.3　文件系统的基本功能 124

5.2　文件的逻辑结构 125

5.3　文件的物理结构 126

5.3.1　磁带文件的组织 126

5.3.2　磁盘文件的组织 127

5.3.3　Linux文件的结构 130

5.4　文件的目录结构 131

5.4.1　单级目录 131

5.4.2　二级目录 132

5.4.3　多级目录 133

5.4.4　Linux目录分布 133

5.5.1　空闲文件目录表 134

5.5　外存空间管理 134

5.5.2　空闲块链表 135

5.5.3　空闲块索引表 135

5.5.4　空闲块成组链表 135

5.5.5　位示图 135

5.6　文件的使用 136

5.6.1　文件操作 136

5.6.2　文件的使用 137

5.7　文件的保护和保密 138

5.7.1　文件的共享 138

5.7.2　文件的保护 139

5.7.3　文件的保密 140

5.8　小结 141

5.9　习题 141

第6章　分布式操作系统 142

6.1　分布式系统的相关概念 142

6.1.1　集中式系统 142

6.1.2　网络系统 142

6.1.3　并行系统 143

6.1.4　分布式系统 143

6.1.5　常见应用模型 144

6.2.1　分布式系统中的处理器分配 146

6.2　分布式进程管理 146

6.2.2　分布式系统中的进程同步与通信 148

6.3　分布式文件系统 150

6.3.1　文件服务 150

6.3.2　目录服务 151

6.3.3　文件命名 152

6.3.4　文件共享 153

6.4　小结 154

6.5　习题 154

附录A　安装Red Hat Linux 7.3 155

附录B　常用Linux命令 164

参考文献 174