操作系统 第3版PDF电子书下载

第1章 操作系统引论 1

1.1 计算机硬件结构 1

1.1.1 处理器 2

1.1.2 存储器 2

1.1.3 I/O设备 3

1.1.4 总线 3

1.2 什么是操作系统 4

1.2.1 操作系统概念 4

1.2.2 操作系统的主要功能 5

1.2.3 操作系统的地位 8

1.3 操作系统的发展历程 9

1.3.1 操作系统的形成 9

1.3.2 操作系统的发展 12

1.3.3 推动操作系统发展的动力 12

1.4 操作系统的类型 12

1.4.1 批处理系统 13

1.4.2 分时系统 14

1.4.3 实时系统 15

1.4.4 网络操作系统 16

1.4.5 分布式操作系统 18

1.4.6 其他操作系统 18

1.5 操作系统的特征 20

1.6 操作系统结构设计 20

1.6.1 整体结构 21

1.6.2 层次结构 21

1.6.3 虚拟机结构 23

1.6.4 客户-服务器结构 24

1.7 操作系统初启过程 25

1.8 本章小结 26

习题1 26

第2章 进程和线程 28

2.1 进程概念 28

2.1.1 多道程序设计 28

2.1.2 进程概念 29

2.2 进程的状态和组成 31

2.2.1 进程的状态及其转换 31

2.2.2 进程描述 34

2.2.3 进程队列 36

2.3 进程管理 37

2.3.1 进程图 37

2.3.2 进程创建 38

2.3.3 进程终止 40

2.3.4 进程阻塞 40

2.3.5 进程唤醒 41

2.4 线程 41

2.4.1 线程概念 41

2.4.2 线程的实现 44

2.5 进程的同步和互斥 45

2.5.1 进程同步与互斥的概念 45

2.5.2 临界资源和临界区 47

2.5.3 互斥实现方式 48

2.5.4 信号量 50

2.5.5 信号量的一般应用 53

2.6 经典进程同步问题 54

2.7 管程 59

2.8 进程通信 61

2.8.1 消息传递系统 62

2.8.2 客户-服务器系统中的通信 64

2.9 本章小结 65

习题2 66

第3章 死锁 69

3.1 资源 69

3.1.1 资源使用模式 69

3.1.2 可抢占资源与不可抢占资源 70

3.2 死锁概念 70

3.2.1 什么是死锁 71

3.2.2 死锁的条件 73

3.2.3 资源分配图 73

3.2.4 处理死锁的方法 75

3.3 死锁的预防 75

3.3.1 破坏互斥条件 75

3.3.2 破坏占有且等待条件 75

3.3.3 破坏非抢占条件 76

3.3.4 破坏循环等待条件 76

3.4 死锁的避免 77

3.4.1 安全状态 77

3.4.2 资源分配图算法 79

3.4.3 银行家算法 79

3.5 死锁的检测和恢复 81

3.5.1 对单体资源类的死锁检测 82

3.5.2 对多体资源类的死锁检测 82

3.5.3 从死锁中恢复 83

3.5.4 “饥饿”和活锁的概念 85

3.6 处理死锁的综合方式 86

3.7 本章小结 87

习题3 88

第4章 调度 90

4.1 调度类型 90

4.2 作业调度 92

4.2.1 作业状态 92

4.2.2 作业控制块和作业调度的功能 92

4.3 进程调度 94

4.3.1 进程调度的功能 94

4.3.2 进程调度的时机 94

4.3.3 进程调度的基本方式 94

4.3.4 交互式系统中常用的调度算法 95

4.3.5 两级调度模型 95

4.4 调度准则 96

4.4.1 影响调度算法选择的主要因素 96

4.4.2 调度性能评价准则 96

4.5 调度算法 97

4.5.1 先来先服务法 97

4.5.2 短作业优先法 98

4.5.3 最短剩余时间优先法 99

4.5.4 优先级法 100

4.5.5 轮转法 101

4.5.6 多级队列法 103

4.5.7 多级反馈队列法 103

4.5.8 高响应比优先法 104

4.5.9 公平共享法 105

4.5.10 几种常用调度算法的比较 105

4.6 线程调度 106

4.7 多处理器调度 107

4.7.1 多处理器系统的类型 107

4.7.2 多处理器调度方法 107

4.8 实时调度 108

4.8.1 实时任务类型 108

4.8.2 实时调度算法 108

4.9 UNIX/Linux进程调度 109

4.9.1 UNIX进程调度 109

4.9.2 Linux进程调度 110

4.10 中断处理 112

4.10.1 中断概述 112

4.10.2 中断的处理过程 113

4.10.3 中断优先级和多重中断 116

4.11 信号机制 119

4.11.1 信号机制概念 119

4.11.2 信号的分类、产生和传送 120

4.11.3 信号的处理方式 121

4.11.4 信号的检测和处理 121

4.12 本章小结 122

习题4 123

第5章 存储管理 125

5.1 引言 125

5.1.1 用户程序的地址空间 125

5.1.2 重定位 126

5.1.3 对换技术 128

5.2 分区法 130

5.2.1 固定分区法 130

5.2.2 动态分区法 131

5.2.3 可重定位分区分配 134

5.3 分页技术 135

5.3.1 分页存储管理的基本概念 135

5.3.2 分页系统中的地址映射 137

5.3.3 页面尺寸 138

5.3.4 硬件支持 138

5.3.5 保护方式 140

5.3.6 页表的构造 140

5.3.7 页面共享 143

5.4 分段技术 144

5.4.1 分段存储管理的基本概念 145

5.4.2 地址转换 146

5.4.3 段的共享和保护 147

5.5 段页式技术 148

5.5.1 段页式存储管理的基本原理 148

5.5.2 地址转换过程 149

5.6 虚拟存储器 150

5.6.1 虚拟存储器的概念 150

5.6.2 虚拟存储器的特征 151

5.7 请求分页技术 151

5.7.1 请求分页存储管理的基本思想 151

5.7.2 硬件支持及缺页处理 152

5.7.3 请求分页技术的性能 153

5.8 页面置换算法 155

5.8.1 页面置换 155

5.8.2 先进先出法 156

5.8.3 最佳置换法 157

5.8.4 最近最久未使用置换法 157

5.8.5 最近未使用置换法 158

5.8.6 第二次机会置换法 159

5.8.7 时钟置换法 160

5.8.8 最少使用置换法 160

5.8.9 页面缓冲算法 160

5.9 内存块的分配和抖动问题 161

5.9.1 内存块的分配 161

5.9.2 抖动问题 163

5.10 请求分段技术 166

5.11 Linux系统的存储管理 167

5.11.1 Linux的多级页表结构 167

5.11.2 内存页的分配与释放 168

5.11.3 内存交换 169

5.12 本章小结 169

习题5 171

第6章 文件系统 173

6.1 概述 173

6.1.1 文件及其分类 173

6.1.2 文件命名 175

6.1.3 文件属性 176

6.1.4 文件存取方法 177

6.1.5 文件结构 178

6.2 文件系统的功能和结构 180

6.2.1 文件系统的功能 180

6.2.2 文件系统的结构 180

6.3 目录结构和目录查询 181

6.3.1 文件控制块和文件目录 181

6.3.2 单级目录结构 183

6.3.3 二级目录结构 184

6.3.4 树形目录结构 185

6.3.5 非循环图目录结构 186

6.3.6 目录查询方法 187

6.4 文件和目录操作 188

6.4.1 文件操作 188

6.4.2 目录操作 190

6.4.3 UNIX系统中文件操作示例 191

6.5 文件系统的实现 193

6.5.1 文件系统的格式 193

6.5.2 文件存储分配 195

6.5.3 空闲存储空间的管理 200

6.6 管道文件 203

6.7 文件系统的可靠性 204

6.7.1 磁盘坏块管理 204

6.7.2 后备 205

6.7.3 文件系统和一致性 206

6.8 本章小结 207

习题6 208

第7章 输入／输出管理 210

7.1 I/O管理概述 210

7.1.1 I/O设备分类和标识 210

7.1.2 I/O系统结构 211

7.1.3 设备控制器 212

7.1.4 I/O系统的控制方式 213

7.1.5 I/O管理的功能 217

7.2 设备分配 218

7.2.1 与设备分配相关的因素 218

7.2.2 设备分配技术 219

7.2.3 设备分配算法 220

7.2.4 SPOOLing系统 220

7.3 I/O软件层次 221

7.3.1 中断处理程序 222

7.3.2 设备驱动程序 222

7.3.3 与设备无关的操作系统I/O软件 225

7.3.4 用户级I/O软件 228

7.4 磁盘调度和管理 228

7.4.1 磁盘调度 229

7.4.2 磁盘管理 232

7.5 本章小结 234

习题7 235

第8章 用户接口服务 237

8.1 用户接口的发展 237

8.2 系统调用 238

8.2.1 系统调用和库函数 238

8.2.2 系统调用使用方式 239

8.2.3 系统调用的处理方式 241

8.3 命令行接口 244

8.3.1 命令的一般使用方式 244

8.3.2 命令解释程序 245

8.3.3 shell程序设计 246

8.4 图形用户界面 247

8.4.1 图形界面简介 247

8.4.2 X Window系统 249

8.5 本章小结 252

习题8 253

第9章 嵌入式操作系统 254

9.1 嵌入式系统概述 254

9.2 嵌入式操作系统概述 255

9.2.1 嵌入式软件系统的体系结构 255

9.2.2 嵌入式操作系统 256

9.3 实时内核及其实现 257

9.3.1 任务管理与调度 257

9.3.2 中断和时间管理 259

9.3.3 任务的同步和通信 259

9.3.4 内存管理 262

9.3.5 I/O管理 264

9.4 实例简介——μCLinux 264

9.5 本章小结 267

习题9 267

第10章 分布式操作系统 268

10.1 分布式系统概述 268

10.1.1 分布式系统特征 268

10.1.2 分布式系统的优点 269

10.2 分布式操作系统概述 269

10.2.1 分布式操作系统简介 269

10.2.2 分布式系统的设计目标 270

10.3 分布式系统的实现 272

10.3.1 通信问题 272

10.3.2 进程管理 272

10.3.3 死锁问题 275

10.3.4 文件系统 275

10.3.5 中间件 277

10.4 4种多机系统的比较 278

10.5 云计算系统 279

10.5.1 云计算简述 279

10.5.2 云操作系统简述 282

10.6 本章小结 282

习题10 283

第11章 安全性与保护机制 284

11.1 安全性概述 284

11.1.1 信息安全问题 284

11.1.2 安全环境 284

11.2 常见的安全性攻击 286

11.2.1 常见的攻击点 286

11.2.2 网络威胁 286

11.2.3 计算机病毒 287

11.3 一般性安全机制 290

11.3.1 安全措施 290

11.3.2 一般性安全机制 290

11.4 保护机制 291

11.4.1 保护域 292

11.4.2 存取控制表 294

11.4.3 权力 295

11.4.4 可信系统 296

11.4.5 安全性能评测标准 298

11.5 本章小结 298

习题11 299

附录A 实验指导 300

实验一 进程同步和互斥 300

实验二 进程及其资源管理 302

实验三 存储管理 306

实验四 页面置换算法 308

实验五 进程调度 308

实验六 银行家算法 309

实验七 磁盘调度算法 310

实验八 设备处理程序设计 311

实验九 文件系统 312

参考文献 314