操作系统原理PDF电子书下载

1　操作系统概述 1

1.1　操作系统的定义 1

1.1.1　基本概念 1

目录 1

1.1.2　一个计算机系统的视图 2

1.1.3　操作系统的基本功能 3

1.2　操作系统的形成和发展 4

1.3　操作系统的分类 6

1.3.1　单用户操作系统 7

1.3.2　批处理操作系统 7

1.3.3　实时操作系统 8

1.3.4　分时操作系统 8

1.3.5　网络操作系统 9

1.4.2　处理器的状态 10

1.4.3　程序状态字（PSW） 10

1.4　操作系统的运行环境 10

1.4.1　特权指令 10

1.5　操作系统的结构 11

1.6　现代操作系统 13

1.6.1　现代操作系统特点 13

1.6.2　UNIX特点 15

1.6.3　Windows NT特点 16

习题与思考题 19

2　处理器管理 20

2.1 中断系统 20

2.1.1　中断系统的职能 21

2.1.2　中断的分类 22

2.1.4　中断事件处理程序 23

2.1.3　中断的优先级 23

2.2　多道程序与并发执行 25

2.2.1　程序的顺序执行和特点 25

2.2.2　程序的并发执行和特点 26

2.3　进程 28

2.3.1　进程的概念 28

2.3.2　进程的实体 29

2.3.3　进程状态和转换 32

2.3.4　进程控制 33

2.3.5　进程调度 36

2.4　线程 39

2.4.1　线程的引入 39

2.4.2　线程的实现 41

2.5.1　进程状态 43

2.5　UNIX中进程管理 43

2.5.2　进程管理 45

习题与思考题 48

3　存储器管理 50

3.1　存储管理的功能 50

3.1.1　计算机系统的多级存储结构 50

3.1.2　存储管理的任务和功能 51

3.2　存储分配的几种形式与重定位 52

3.2.1　存储分配的几种形式 52

3.2.2　重定位 53

3.2.3　覆盖与交换 56

3.3　单道环境下的存储管理 57

3.4　分区存储管理 59

3.4.1　固定分区法 59

3.4.2　动态分区法 60

3.5.1　概述 66

3.5　页式存储管理 66

3.5.2　静态分页管理 67

3.5.3　虚拟页式存储管理 72

3.5.4　分页存储管理优缺点 85

3.6　段式及段页式存储管理 85

3.6.1　段式存储管理 85

3.6.2　段式虚拟存储管理 88

3.6.3　段页式虚拟存储管理 90

习题与思考题 94

4　文件管理 96

4.1　文件的概念 96

4.1.1　文件与文件系统 96

4.1.3　文件的逻辑结构 98

4.1.2　文件命名 98

4.1.4　文件类型 101

4.1.5　文件存取方法 102

4.1.6　文件属性 103

4.2　文件目录 105

4.2.1　文件目录内容 105

4.2.2　文件目录结构 106

4.2.3　路径名 109

4.2.4　目录查找 110

4.3　文件共享与保护 111

4.3.1　文件共享 111

4.3.2　文件保护 114

4.4　文件系统的实现 116

4.4.1　文件存储空间的管理 116

4.4.2　文件分配 118

4.5.1　虚节点与虚拟文件系统概述 124

4.5　虚拟文件系统 124

4.5.2　虚节点和虚拟文件系统结构 125

4.5.3　文件系统安装的实现 127

习题与思考题 129

5　设备管理 131

5.1　I/O子系统的层次模型 131

5.1.1　概述 131

5.1.2　I/O子系统设计目标 132

5.1.3　I/O子系统的层次模型 132

5.2　I/O硬件结构 134

5.2.1　I/O系统的结构 134

5.2.2　I/O设备 135

5.2.3　设备控制器 137

5.2.4　DMA控制器与直接存储器存取方式 139

5.2.5　通道方式和输入输出处理器 141

5.3　设备驱动程序 143

5.3.1　设备驱动程序的模式 143

5.3.2　设备驱动程序的功能与特点 144

5.3.3　驱动程序接口 145

5.3.4　设备驱动程序的处理过程 147

5.3.5　磁盘驱动程序 148

5.3.6　字符终端驱动程序 149

5.4　核心I/O子系统 151

5.4.1　独立于设备的公共功能 151

5.4.2　设备命名 152

5.4.3　缓冲技术 153

5.4.4　独占设备分配 157

5.5　用户I/O请求与系统调用接口 158

5.5.1　用户I/O请求 158

5.6.1　磁盘I/O 159

5.6　磁盘调度 159

5.5.2　系统调用接口 159

5.6.2　磁盘调度策略 161

5.7 虚拟设备和SPOOL系统 165

5.7.1　什么是SPOOL系统 165

5.7.2　SPOOL系统的组成 166

5.7.3　SPOOL系统的工作原理 166

5.7.4　SPOOL系统的特点 167

习题与思考题 167

6　进程管理 169

6.1　进程管理的背景 170

6.2　进程互斥 172

6.2.1　互斥与临界区 172

6.2.2　临界区管理的讨论 173

6.2.3　信号量及P、V原语 178

6.2.4　用P、V操作实现进程间的互斥 180

6.3　进程同步 182

6.3.1　进程同步概念 182

6.3.2　用P、V操作实现进程问的同步 183

6.3.3　管程 187

6.4　进程通信 189

6.4.1　进程通信概念 189

6.4.2　直接通信 190

6.4.3　间接通信 192

6.4.4　进程通信的有关问题 193

6.5　线程的同步与互斥控制 194

6.6　死锁 194

6.6.1　死锁的概念 194

6.6.3　死锁的防止 196

6.6.2　死锁的必要条件 196

6.6.4　死锁的避免 198

6.6.5　死锁检测与恢复 199

习题与思考题 202

7　操作系统的安全性 204

7.1　计算机系统安全概述 204

7.1.1　安全性的含义 204

7.1.2　操作系统的安全性 206

7.1.3　计算机系统安全等级 208

7.2　保护机制 211

7.2.1　保护域 212

7.2.2　存取矩阵 215

7.2.3　存取矩阵的实现 215

7.2.4　保护模型 216

7.3　安全性 217

7.2.5　内存的保护 217

7.3.1　用户认证 218

7.3.2　恶意代码威胁 220

7.3.3　监控和审计日志 223

7.3.4　加密技术 224

7.3.5　备份 226

7.4　安全操作系统的研究和开发 227

7.4.1　概况 227

7.4.2　一个开发实例——红旗安全Linux 228

7.5　UNIX的安全机制 234

7.6　Windows NT的安全机制 236

习题与思考题 240

8　UNIX系统简介 242

8.1　概述 242

8.3.1　Shell命令语言 244

8.3 UNIX的用户接口 244

8.2　UNIX系统结构 244

8.3.2　UNIX系统调用 247

8.4　UNIX的进程管理 247

8.4.1　UNIX的系统启动与进程关系 247

8.4.2　UNIX的进程结构 248

8.4.3　UNIX的进程状态及转换 250

8.4.4　UNIX的进程调度 252

8.4.5　UNIX的进程通信 254

8.5　UNIX的存储管理 258

8.5.1　进程的虚拟空间描述 258

8.5.2　进程的虚拟空间管理操作 260

8.6　UNIX的文件管理 260

8.6.1　UNIX文件系统特点 260

8.6.3　目录与索引节点 262

8.6.2　UNIX文件系统存储结构 262

8.6.4　文件系统的存储分配和回收 264

8.6.5　文件系统的打开与读写 265

8.7　UNIX的设备管理 266

8.7.1　缓冲区管理 266

8.7.2　设备驱动程序的接口 269

习题与思考题 270

9 Windows NT操作系统简介 271

9.1 Windows NT的发展历史及概况 271

9.1.1　发展历史 271

9.1.2　需求与设计目标 272

9.2　系统体系结构 273

9.2.1　基本的概念和术语 273

9.2.2　操作系统模型 276

9.2.3　可移植性 277

9.2.4　对称多处理 278

9.2.5　系统体系结构 279

9.3　线程调度 282

9.3.1　Windows NT调度概述 282

9.3.2　一些基本的概念 284

9.3.3　调度方案 286

9.3.4　多处理机调度 288

9.4 内存管理 289

9.4.1 内存地址空间布局 290

9.4.2　页面调度策略 292

9.5　I/O系统 293

9.5.1　I/O的系统结构 293

9.5.2　I/O管理器 293

9.5.3　I/O函数 294

9.5.5　I/O处理 295

9.5.4　设备驱动程序 295

9.6 文件系统（NTFS） 296

9.6.1　NTFS的设计目标和特性 296

9.6.2　NTFS在磁盘上的结构 298

9.6.3　磁盘容错支持 302

9.7 网络功能 303

9.7.1　NT网络的体系结构 304

9.7.2　通信协议 304

9.7.3 由NT组建的局域网模型 305

9.7.4　TCP/IP及其相关服务 306

9.7.5　Internet服务 307

9.7.6　远程访问服务 308

习题与思考题 309

参考文献 310