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第1章 计算机系统概述 1

1.1计算机硬件结构 1

1.1.1基本构成 1

1.1.2处理器 2

1.1.3存储设备 4

1.1.4 I/O结构 5

1.2操作系统的概念 7

1.2.1操作系统的定义与地位 7

1.2.2如何理解操作系统 8

1.2.3操作系统的特征 9

1.2.4操作系统的功能 10

1.3操作系统的发展和分类 11

1.3.1操作系统的发展 11

1.3.2操作系统的分类 15

1.4操作系统的结构 16

1.4.1简单模块组合结构 17

1.4.2层次结构 17

1.4.3微内核结构 18

1.5 UNIX操作系统 18

1.5.1 UNIX操作系统的历史 18

1.5.2 UNIX操作系统的结构 19

1.6 Linux操作系统 20

1.6.1 Linux操作系统的历史 20

1.6.2 Linux操作系统的特点 21

1.6.3 Linux操作系统的结构 22

1.7 Windows操作系统 23

1.7.1 Windows操作系统的历史 23

1.7.2 Windows操作系统的结构 24

1.7.3 Windows 2000/XP的特点 26

本章小结 26

习题1 27

第2章 进程与线程 30

2.1进程的概念 30

2.1.1多道程序设计 30

2.1.2进程的概念 31

2.2进程的状态与转换 32

2.2.1进程的状态 32

2.2.2进程状态的转换 32

2.3进程的描述与控制 34

2.3.1进程的描述 34

2.3.2进程的控制 35

2.4进程的组织 39

2.4.1进程的组成 39

2.4.2 PCB的组织方式 39

2.5进程的通信 40

2.5.1共享存储器系统 41

2.5.2消息传递系统 41

2.5.3管道通信 42

2.6线程 42

2.6.1线程的概念 42

2.6.2线程与进程的比较 44

2.6.3线程的实现与模型 45

2.7 Linux系统中的进程 48

2.7.1 Linux中进程的概念 48

2.7.2 Linux的进程控制 49

2.7.3 Linux中进程的通信 50

本章小结 51

习题2 52

第3章 处理机调度 55

3.1调度类型 55

3.2进程调度 57

3.2.1引起进程调度的原因 58

3.2.2进程调度的方式 58

3.3调度准则 58

3.4调度算法 60

3.4.1先来先服务法 60

3.4.2短作业优先法 61

3.4.3最短剩余时间优先法 62

3.4.4高响应比优先法 62

3.4.5优先级调度 63

3.4.6时间片轮转法 64

3.4.7多级队列法 66

3.4.8多级反馈队列法 66

3.5线程调度 67

3.6多处理器调度 68

3.7实时调度 69

3.7.1实时任务类型 69

3.7.2实时调度算法 70

3.8 Linux系统进程调度 70

3.8.1 Linux的进程调度 70

3.8.2 Linux进程调度时机 70

3.8.3 Linux进程调度策略 71

本章小结 72

习题3 72

第4章 进程同步与死锁 78

4.1进程同步的基本概念 78

4.1.1并发性 78

4.1.2与时间有关的错误 79

4.1.3进程的同步与互斥 80

4.1.4临界资源和临界区 80

4.2互斥实现方法 82

4.2.1硬件方法 82

4.2.2软件方法 84

4.3信号量 85

4.3.1整型信号量机制 86

4.3.2记录型信号量机制 86

4.3.3 AND型信号量机制 87

4.4经典的进程同步问题 88

4.4.1生产者-消费者问题 88

4.4.2读者-写者问题 89

4.4.3哲学家进餐问题 91

4.4.4打瞌睡的理发师问题 92

4.5管程 93

4.5.1使用信号的管程 94

4.5.2使用通知和广播的管程 97

4.6死锁 97

4.6.1死锁的概念 98

4.6.2死锁的处理策略 99

4.6.3死锁的预防与避免 99

4.6.4死锁的检测与恢复 103

4.6.5处理死锁的综合方式 105

4.7 Linux系统的进程同步和死锁 106

本章小结 107

习题4 108

第5章 存储管理 119

5.1存储管理的概念 119

5.1.1地址空间 119

5.1.2程序装入与链接 120

5.1.3重定位 121

5.2内存管理 123

5.2.1固定分区 123

5.2.2动态分区 124

5.2.3覆盖和交换技术 125

5.2.4分页存储管理 128

5.2.5分段存储管理 132

5.2.6段页式存储管理 135

5.3虚拟存储器管理 137

5.3.1虚拟存储的概念 138

5.3.2虚拟页式存储管理 138

5.3.3虚拟段式存储管理 139

5.3.4虚拟段页式存储管理 140

5.4页面置换算法 141

5.4.1最优页面置换算法 142

5.4.2最近最少使用页面置换算法 142

5.4.3先进先出页面置换算法 142

5.4.4时钟页面置换算法 143

5.4.5抖动和工作集 144

5.4.6局部分配策略和全局分配策略 145

5.4.7页面置换算法小结 146

5.5 Linux内存管理 146

5.5.1基本概念和特点 146

5.5.2 Linux内存管理基本思想和实现 147

5.5.3 Linux中的分页管理机制 148

5.5.4 Linux中的虚存段式管理机制 148

本章小结 149

习题5 149

第6章 文件管理 158

6.1磁盘组织与管理 158

6.1.1磁盘结构 158

6.1.2磁盘调度算法 159

6.1.3常见的磁盘管理任务 160

6.2文件和文件系统 160

6.2.1文件和文件系统的概念 160

6.2.2文件的分类 161

6.3文件的结构和组织 161

6.3.1文件的逻辑结构 161

6.3.2文件的物理结构 161

6.4文件的目录 162

6.4.1一级目录 163

6.4.2二级目录 163

6.4.3多级目录 163

6.4.4图形目录 164

6.5文件的共享 164

6.5.1共享动机 164

6.5.2共享方式 164

6.6文件保护 165

6.6.1访问类型 165

6.6.2访问控制 165

6.7存取方式和存储空间的管理 165

6.7.1空闲区表 166

6.7.2位示图 166

6.7.3空闲块链 166

6.7.4成组链接 167

6.8文件系统实现 168

6.8.1文件系统层次结构 168

6.8.2目录实现 168

6.8.3文件实现 169

6.9文件系统的安全与可靠性 170

6.9.1文件系统的安全 170

6.9.2文件系统的可靠性 170

6.10 Linux系统的文件管理 171

本章小结 175

习题6 175

第7章 输入/输出管理 179

7.1 I/O管理概述 179

7.1.1 I/O设备分类 179

7.1.2 I/O设备管理功能 180

7.1.3设备控制器与I/O通道 180

7.2 I/O软件层次 183

7.2.1中断处理程序 183

7.2.2设备驱动程序 183

7.2.3与设备无关的I/O软件 184

7.2.4用户空间的I/O软件 186

7.3输入/输出控制方式 186

7.3.1程序直接控制方式 186

7.3.2中断控制方式 187

7.3.3直接内存存取控制方式 188

7.3.4通道控制方式 189

7.4缓冲技术 189

7.4.1缓冲技术的引入 189

7.4.2缓冲的分类 190

7.5设备分配 193

7.5.1设备分配中的数据结构 193

7.5.2设备分配策略 194

7.5.3设备分配程序 196

7.5.4 Spooling系统 197

7.6 Linux的I/O管理 198

7.6.1 Linux的I/O管理概述 199

7.6.2 Linux的I/O控制 199

7.6.3字符设备与块设备管理 201

本章小结 202

习题7 203