计算机操作系统原理与技术 上PDF电子书下载

目 录 1

第1章操作系统概述 1

1.1操作系统的基本概念 1

1.1.1操作系统的定义 1

1.1.2操作系统的功能 1

1.2操作系统的产生和发展 2

1.2.1手工操作阶段 3

1.2.2批处理系统阶段 3

1.2.3操作系统的形成阶段 4

1.2.4操作系统的进一步发展 4

1.3操作系统的分类 5

1.3.1批处理系统 6

1.3.2分时系统 6

1.3.3实时系统 7

1.4操作系统的特征 9

1.4.1程序的并发执行 9

1.4.2资源共享 9

1.5操作系统性能评价 9

1.6操作系统结构概述 10

1.6.1模块组合结构 10

1.6.2层次结构 10

1.6.3管理结构 11

1.6.4客户／服务器结构 13

习 题 14

第2章作业管理 15

2.1 基本概述 15

2.1.1 作业、作业步、作业流 15

2.2.1作业的类型 16

2.2作业控制 16

2.1.2作业的状态及其转换 16

2.2.2作业的输入和输出 17

2.2.3作业的控制方式 18

2.2.4 用户和操作系统的接口 20

2.3作业调度 22

2.3.1作业调度的功能 22

2.3.2作业调度算法 23

2.4作业的编译、链接编辑与执行 25

习 题 28

第3章进程管理 29

3.1进程概念的引入 29

3.1.1顺序程序的执行 29

3.1.2并发程序的执行 29

3.1.3进程的定义和特征 31

3.2.1进程的调度状态及其转换 32

3.2进程的调度状态及其转换 32

3.2.2进程的组成 33

3.2.3进程控制块 33

3.3进程控制 35

3.3.1 内核及原语 35

3.3.2进程控制原语 36

3.4进程调度 39

3.4.1进程调度程序的功能 39

3.4.2调度的基本概念 39

3.4.3进程调度算法 41

3.5进程互斥与同步 45

3.5.1进程的同步 45

3.5.2进程的互斥与临界区 46

3.5.3实现临界区的加锁和开锁方法 47

3.5.4信号量 49

3.5.5利用信号量实现进程的互斥 50

3.5.6利用信号量实现进程的同步 51

3.5.7几个典型同步问题 53

3.6进程间通信 56

3.6.1 概述 56

3.6.2进程的直接与间接通信 56

3.6.3与通信有关的问题 58

3.6.4消息缓冲通信实例 58

3.7死锁 61

3.7.1 死锁举例 61

3.7.2死锁产生的原因和死锁产生的必要条件 63

3.7.3解决死锁的对策 64

3.7.4死锁的解除 67

习 题 68

4.1.1存储管理的主要功能 71

第4章存储管理 71

4.1基本概念 71

4.1.2存储分配 72

4.1.3地址重定位 72

4.1.4虚拟存储器（Virtual Storage） 73

4.2单一连续区分配方案 74

4.3分区式管理方案 76

4.3.1 固定式分区 76

4.3.2可变式分区 76

4.3.3可重定位分区分配 79

4.3.4多重分区分配 80

4.4页式管理方案 80

4.4.1页式存储管理的基本思想 81

4.4.2地址变换机构 82

4.4.3分页存储管理算法 83

4.4.4分页式存储管理的优缺点 84

4.5请求页式管理方案 85

4.5.1请求页式的基本思想 85

4.5.2缺页中断的处理 86

4.5.3页面置换算法 87

4.5.4请求页式管理的优缺点 88

4.6分段式存储管理方案 89

4.6.1分段式管理的基本思想 89

4.6.2段面置换表（SMT） 91

4.6.3段的动态链接 91

4.6.4段的共享 93

4.6.5分段式管理的优缺点 94

4.7段页式存储管理方案 94

4.7.2段页式管理的实现 95

4.7.1段页式管理的基本思想 95

4.7.3段页式管理的优缺点 96

习 题 97

第5章设备管理 99

5.1概述 99

5.1.1 I/O设备的类型 99

5.1.2设备管理的目的 100

5.1.3设备管理的主要功能 100

5.2 I/O控制方式 101

5.2.1循环测试I/O方式 101

5.2.2中断处理方式 101

5.2.3直接内存存取（DMA）方式 101

5.3通道技术 102

5.3.1 I/O通道 102

5.3.2通道的连接方式 102

5.3.3通道的类型 103

5.3.4通道命令与通道程序 104

5.3.5 CPU与通道之间的通信 105

5.4缓冲技术 106

5.4.1缓冲技术的引入 106

5.4.2缓冲技术的实现 106

5.5设备基本知识 107

5.5.1顺序存取设备——磁带 107

5.5.2直接存取设备——磁盘 108

5.5.3磁盘的驱动调度 110

5.6设备管理子系统 112

5.6.1设备管理有关数据结构 112

5.6.2 I/O设备分配策略及实现 113

5.6.3设备驱动程序 116

5.6.4 I/O进程 117

习 题 119

第6章文件系统 120

6.1概述 120

6.1.1文件系统的引入 120

6.1.2文件与文件名 120

6.1.3文件的分类 121

6.1.4文件系统 121

6.2文件的结构及其存取方式 123

6.2.1文件的逻辑结构 123

6.2.2文件的物理结构 123

6.2.3文件的存取方法 125

6.2.4存取方法与存储设备的关系 126

6.3文件目录 127

6.3.1简单文件目录（一级目录） 127

6.2.5记录的成组和分解 127

6.3.2二级目录 128

6.3.3多级目录 129

6.4文件存储空间的管理 130

6.4.1空白文件目录 130

6.4.2空白块链 131

6.4.3位示图 131

6.5文件的存取控制 131

6.5.1存取控制矩阵 132

6.5.2存取控制表 132

6.5.3用户权限表 132

6.5.4 口令核对法 133

6.5.5密码法 133

6.6文件操作 133

6.7文件系统的基本模型 134

习 题 136

第7章多处理机操作系统 138

7.1 多处理机系统概述 138

7.1.1多处理机系统的定义 138

7.1.2对多处理机操作系统的要求 139

7.1.3多处理机软件的特殊问题 139

7.2多处理机操作系统的分类 140

7.2.1主从结构（Master-Slave） 140

7.2.2独立管理程序系统（Separate Supervisor System） 141

7.2.3浮动管理程序（移动式，主－主式）（Floating Supervisor） 141

7.2.4三种类型操作系统比较 142

7.3多处理机调度策略 142

7.3.1 多处理机状态及转换 142

7.3.2多处理机调度算法 143

7.4动态负载平衡 155

习 题 156

第8章分布式操作系统 157

8.1 分布式操作系统概述 157

8.1.1 分布式系统的体系结构模型 157

8.1.2分布式操作系统的概念及特点 158

8.1.3分布式操作系统的组成结构 159

8.1.4分布式操作系统的设计原则 160

8.2分布式系统中的通信问题 162

8.2.1 计算机网络概述 162

8.2.2分布式操作系统基本通信机制 172

8.3分布式进程管理 178

8.3.1 分布算法概述 178

8.3.2 Lamport算法 180

8.3.3 Ricart和Agrawala算法 181

8.4.1基本概念 184

8.4分布式系统的资源管理 184

8.4.2资源管理算法 187

8.5分布式系统的死锁及解决方法 189

8.5.1死锁及其产生的条件 189

8.5.2资源分配图RAG和进程等待图PWG 189

8.5.3死锁的预防方法 190

8.5.4死锁检测 191

8.6面向对象的分布式操作系统设计方法 193

8.6.1关于对象的概念 193

8.6.2利用对象构造分布式操作系统的基本方法 193

8.6.3对象的保护域和权限 194

8.6.4对象的同步 195

8.6.5进程管理 196

8.6.6存储管理 197

8.6.7设备管理 197

8.6.9 I/O管理 198

8.6.8通信管理 198

习 题 199

第9章并发程序设计 200

9.1概论 200

9.1.1计算机系统结构对程序设计的影响 200

9.1.2并发程序设计的概念及特点 200

9.1.3并发程序要解决的问题及实现途径 201

9.2并发问题的描述 202

9.2.1并发问题的描述方式 202

9.2.2互斥和临界区 203

9.3基于共享变量的并发机构 204

9.3.1忙等待的方法 204

9.3.2信号量同步原语 206

9.3.3定序器与事件计数 208

9.3.4条件临界区 210

9.3.5对象模型及管程 211

9.3.6路径表达式及其实现 212

9.3.7并发EUCLID及例子 215

9.4基于消息传递的并发机构 239

9.4.1进程间通信 239

9.4.2事件计数 241

9.4.3基于时间戳的（事件定序）算法（timestamp） 244

9.4.4通信顺序进程（CSP） 244

9.4.5分布进程（DP） 246

9.4.6 Ada语言的并发机构 250

9.5操作系统核心的并发问题 257

9.5.1一种支持管理的核心实现 257

9.5.2 UNIX内核的并发问题 274

习 题 276