操作系统原理及应用PDF电子书下载

第1章 操作系统概述 1

1.1操作系统的地位、作用与目标 1

1.1.1操作系统的地位 1

1.1.2操作系统的作用 2

1.1.3操作系统的目标 4

1.2操作系统的形成与发展 5

1.2.1操作系统的产生与形成 5

1.2.2操作系统的定义 10

1.2.3作业的概念 11

1.2.4操作系统的发展 13

1.3进程的引人 18

1.3.1前趋图 18

1.3.2程序的顺序执行 19

1.3.3程序的并发执行 19

1.3.4引入进程 20

1.4操作系统的特征 21

1.5操作系统的功能 23

1.5.1处理机管理功能 23

1.5.2存储器管理功能 25

1.5.3设备管理功能 26

1.5.4文件管理功能 27

1.5.5用户接口 28

1.5.6操作系统的安全性 28

1.6流行操作系统简介 29

1.6.1 Windows系列操作系统 29

1.6.2 UNIX操作系统 31

1.6.3 Mac操作系统 35

1.6.4 Linux操作系统 36

习题 38

第2章 进程管理 42

2.1进程的描述 42

2.1.1进程的概念 42

2.1.2进程控制块 44

2.1.3进程的状态及其转换 47

2.1.4 Linux中进程描述 51

2.2进程控制 57

2.2.1进程的创建 59

2.2.2进程的撤销 60

2.2.3进程的阻塞与唤醒 61

2.2.4进程的挂起与激活 63

2.2.5程序的执行过程 64

2.3线程 64

2.3.1线程的引入 64

2.3.2线程的概述 65

2.3.3线程的分类 67

2.4进程同步 68

2.4.1资源与进程 68

2.4.2进程同步机制 71

2.4.3信号量机制 73

2.4.4信号量机制的应用 77

2.5经典的进程同步问题 82

2.5.1生产者—消费者问题 82

2.5.2哲学家进餐问题 86

2.5.3读者—写者问题 89

2.5.4管程机制 92

2.6进程通信 96

2.6.1高级通信概述 96

2.6.2进程的直接通信与间接通信 98

2.6.3基于消息缓冲通信方式 99

2.7 Linux进程管理 101

2.7.1 Linux进程控制 101

2.7.2 Linux系统中进程通信 105

习题 106

第3章 资源分配与死锁 113

3.1资源管理与分配 113

3.1.1资源管理的目的和任务 113

3.1.2资源分配方式及策略 113

3.1.3资源分配图 114

3.2死锁概述 115

3.2.1死锁的定义 115

3.2.2死锁产生的原因 115

3.2.3死锁产生的必要条件 118

3.2.4处理死锁的方法 118

3.3死锁处理方式——预防死锁 119

3.4死锁处理方式——避免死锁 121

3.4.1引入安全状态 121

3.4.2银行家算法的数据结构 123

3.4.3银行家算法的实现 123

3.4.4安全性算法检查 124

3.4.5银行家算法举例 125

3.5死锁处理方式——检测与解除死锁 128

3.5.1死锁的检测 128

3.5.2死锁的解除 130

习题 131

第4章 任务调度管理 134

4.1调度概述 134

4.1.1作业处理概述 134

4.1.2调度概述 135

4.1.3调度算法的评价准则 138

4.2批处理系统调度算法 141

4.2.1先来先服务调度算法 142

4.2.2短作业（进程）优先调度算法 144

4.2.3高优先权优先调度算法 145

4.3分时系统调度算法 147

4.4实时系统调度算法和多处理机调度 150

4.4.1实时系统调度 150

4.4.2常用的实时调度算法 151

4.4.3多处理机调度 153

4.5 Linux系统调度 153

习题 155

第5章 存储器管理 159

5.1存储器概述 159

5.1.1计算机的存储体系 159

5.1.2内存管理的功能 161

5.2连续分配存储管理方式 165

5.2.1单一连续分配方式 165

5.2.2固定分区分配方式 166

5.2.3可变分区分配方式 167

5.2.4可重定位分区分配方式 171

5.2.5伙伴系统 172

5.3离散分配存储管理方式——基本分页存储管理方式 173

5.3.1基本思想 174

5.3.2地址变换机构 175

5.3.3多级页表和反置页表 178

5.3.4页的共享和保护 180

5.3.5基本分页存储管理方式特点 181

5.4离散分配存储管理方式——基本分段式存储管理方式 182

5.4.1分段系统的基本原理 182

5.4.2段的共享和保护 185

5.4.3分段存储管理方式和分页存储管理方式的区别 186

5.4.4段页式存储管理方式 186

5.5虚拟存储器 188

5.5.1常规存储器特征 189

5.5.2局部性原理 189

5.5.3虚拟存储器的基本原理 189

5.5.4虚拟存储器的容量 190

5.5.5虚拟存储器的特征 190

5.6请求分页存储管理方式 190

5.6.1请求分页系统的基本原理 191

5.6.2页表机制 191

5.6.3缺页中断机构 192

5.6.4地址变换机构 193

5.6.5内存分配策略 193

5.6.6调页策略 195

5.6.7页面置换算法 196

5.6.8请求分页系统性能分析 201

5.7请求分段存储管理方式 203

5.7.1段表机制 203

5.7.2缺段中断机构 203

5.7.3段的共享与保护 204

5.8 Linux虚拟存储器管理 205

5.8.1 Linux内存管理概述 205

5.8.2分段和分页机制 206

5.8.3 Buddy算法 209

5.8.4虚存空间映射 210

5.8.5交换机制 211

习题 211

第6章 设备管理 216

6.1 I/O设备管理概述 216

6.1.1设备管理的功能 216

6.1.2 I/O系统结构 217

6.1.3 I/O设备分类 217

6.1.4 I/O设备应用原理 219

6.2 I/O控制方式 221

6.2.1程序I/O控制方式 221

6.2.2中断驱动控制方式 222

6.2.3直接存储器访问I/O控制方式（DMA I/O控制方式） 223

6.2.4 I/O通道控制方式 224

6.3缓冲管理 227

6.3.1缓冲的引入 227

6.3.2缓冲区分类 228

6.4 I/O软件 234

6.4.1 I/O软件的层次 234

6.4.2中断处理程序 234

6.4.3设备驱动程序 235

6.4.4设备独立性 236

6.5设备分配 237

6.5.1设备分配的安全性 237

6.5.2设备分配策略 238

6.5.3设备分配 238

6.6虚拟设备 242

6.6.1虚拟设备的引入 242

6.6.2 SPOOLing系统的基本原理 242

6.6.3共享打印机的实现 243

6.7磁盘存储器管理 243

6.7.1磁盘存储器结构 243

6.7.2磁盘调度算法 244

6.7.3磁盘高速缓存 247

6.8 Linux系统设备管理 247

习题 248

第7章 文件管理 252

7.1文件概述 252

7.1.1文件分类 252

7.1.2文件系统结构 253

7.2文件的结构 255

7.2.1文件的逻辑结构 255

7.2.2文件的物理结构 256

7.2.3外存空间管理 261

7.3文件目录管理 264

7.3.1目录管理功能 264

7.3.2文件控制块 264

7.3.3目录管理 265

7.4文件的共享与安全性 268

7.4.1文件共享 268

7.4.2文件的安全性 269

7.5 Linux文件系统 270

7.5.1 Linux系统文件的物理结构 270

7.5.2 Linux系统的文件系统 271

习题 278

第8章 操作系统的安全与保护 282

8.1安全性概述 282

8.1.1安全问题 282

8.1.2安全威胁 283

8.1.3安全操作系统的功能 283

8.2操作系统的安全策略 284

8.2.1隔离保护策略 284

8.2.2分层保护策略 284

8.2.3操作系统安全的评估和标准 285

8.3安全保护机制 285

8.3.1内存保护机制 286

8.3.2访问控制技术 289

8.3.3数据加密技术 290

8.3.4认证机制 291

8.4 Linux系统的安全机制 292

习题 293

参考文献 294