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第1章　操作系统概论 1

1.1　操作系统的概念 1

1.2　操作系统的形成和发展 2

1.2.1　人工操作阶段 2

1.2.2　脱机输入输出技术 3

1.2.3　批处理技术 3

1.2.4　多道程序设计技术 3

1.3　操作系统的基本类型 5

1.3.1　多道批处理操作系统 6

1.3.2　分时系统 7

1.3.3　实时系统 7

1.3.4　网络操作系统 8

1.3.5　分布式操作系统 10

1.3.6　五大类型操作系统特点的比较 10

1.4　操作系统的特征与功能 11

1.4.1 操作系统的特征 11

1.4.2　操作系统的功能 11

1.4.3　操作系统的性能评价 13

1.5　安全操作系统 14

1.6　操作系统的结构设计模式 16

1.6.1　模块化结构 16

1.6.2　层次化结构 17

1.6.3　客户／服务器结构 17

1.7　小结 18

1.6.5　对称多处理模式 18

1.6.4　对象模式 18

习题一 19

第2章　进程控制与同步 21

2.1　进程的引入 21

2.1.1　前趋图 22

2.1.2　程序的顺序执行及其特性 22

2.1.3　程序的并发执行及其特性 23

2.1.4　程序并发执行的条件 23

2.2　进程的描述 24

2.2.1　进程的定义及特征 24

2.2.2　进程的状态 25

2.2.3 进程控制块PCB 27

2.3　进程控制 29

2.3.1　进程创建与撤消 30

2.3.2　进程的阻塞与唤醒 31

2.3.3　进程挂起与激活 33

2.4　线程 33

2.4.1　线程的引入 33

2.4.2　线程的定义 34

2.4.3 线程与进程的比较 34

2.5　进程的互斥 35

2.5.1 资源共享所引起的制约 35

2.5.2　互斥的加锁实现 37

2.5.3　信号量和P,V原语 38

2.5.4　用P,V原语实现进程互斥 41

2.6.1 同步的概念 42

2.6　进程同步 42

2.6.2　私用信号量 44

2.6.3　用P,V原语操作实现同步 44

2.7　经典进程的同步问题 45

2.7.1　生产者－消费者问题 45

2.7.2　读者－写者问题 47

2.7.3　哲学家进餐问题 49

2.8　管程机制 51

2.8.1　管程的基本概念 51

2.8.2　利用管程解决生产者－消费者问题 52

2.9　进程通信 54

2.9.1　进程通信的类型 54

2.9.2　直接通信和间接通信方式 55

2.9.3　消息传递系统中的几个问题 57

2.9.4　消息缓冲队列通信机制 58

2.10　小结 60

习题二 61

第3章　调度与死锁 66

3.1　处理机调度 66

3.1.1　调度的层次 66

3.1.2　进程调度 68

3.2　调度算法 70

3.3　死锁 74

3.3.1　死锁的起因及概念 74

3.3.2　产生死锁的必要条件 75

3.3.3　死锁举例及对策 76

3.4　死锁的预防 78

3.5　死锁的避免和银行家算法 79

3.5.1　系统资源分配状态 79

3.5.2　银行家算法 80

3.5.3　银行家算法的例子 82

3.6　死锁的检测与解除 83

3.6.1　死锁的检测 83

3.6.2　死锁的解除 85

3.7 小结 86

习题三 87

第4章　作业管理 90

4.1　作业的基本概念 90

4.1.1　作业的定义 90

4.1.2　作业组织 92

4.1.3　作业管理的基本功能 93

4.1.4　作业的状态及其转换 94

4.2　作业管理的任务 95

4.3　作业调度及常用作业调度算法 97

4.3.1　作业调度 97

4.3.2 调度性能的衡量 98

4.3.3　常用作业调度算法 99

4.4　联机命令接口 101

4.4.1　联机命令的类型 101

4.4.2　键盘终端处理程序 103

4.4.3　命令解释程序 105

4.5　系统调用 107

4.5.1　系统调用的基本概念 107

4.5.2　系统调用的类型 108

4.5.3　系统调用的实现 109

4.6　图形用户接口 112

4.6.1　桌面、图标和任务栏 112

4.6.2　窗口 114

4.6.3　对话框 115

4.7　小结 117

习题四 117

第5章　存储管理 119

5.1　存储管理的概述 119

5.1.1　存储管理的功能 119

5.1.2　地址重定位 120

5.2　连续分配存储管理 121

5.2.2　分区分配 122

5.2.1　单一连续分配 122

5.2.3　覆盖与交换技术 131

5.3　分页存储管理 132

5.3.1　页面与页表 133

5.3.2　地址变换机构 134

5.3.3　两级和多级页表 135

5.3.4　分页存储管理算法 138

5.3.5　分页存储管理方案的评价 139

5.4　分段存储管理 140

5.4.1　分段存储管理方式的引入 140

5.4.2　分段系统的基本原理 141

5.4.3　信息共享 143

5.5.1　虚拟存储器的引入 144

5.5　虚拟存储器 144

5.5.2　虚拟存储器的实现方法 145

5.5.3　虚拟存储器的特征 146

5.6　请求分页系统 147

5.6.1　请求分页管理 147

5.6.2　页表 147

5.6.3　缺页中断与地址变换 148

5.6.4　页面调度策略 149

5.6.5　页面置换算法 150

5.6.6　页的共享和保护 152

5.7　请求分段式存储管理 152

5.7.1 请求分段中的硬件支持 152

5.7.2　分段共享与保护 154

5.8.1　段页式存储管理的实现 156

5.8　段页式存储管理 156

5.8.2　段页式存储管理的评价 158

5.9　小结 159

习题五 160

第6章　设备管理 162

6.1　设备管理概述 162

6.1.1 设备分类 162

6.1.2　设备管理的任务和功能 164

6.2　数据传送控制方式 165

6.2.1　程序直接控制方式 165

6.2.2　中断方式 166

6.2.3　DMA方式 168

6.2.4　通道控制方式 169

6.3 中断技术 171

6.3.1 中断的基本概念 171

6.3.2　中断的分类与优先级 172

6.3.3 软中断 172

6.3.4　中断处理过程 173

6.4　缓冲技术 174

6.4.1 缓冲的引入 174

6.4.2　单缓冲和双缓冲 175

6.4.3　循环缓冲 176

6.4.4　缓冲池（Buffer Pool） 177

6.5　设备的分配 178

6.5.1 设备分配中的数据结构 179

6.5.2　设备分配时应考虑的因素 180

6.5.3　设备独立性 181

6.5.4　独占设备的分配程序 182

6.6　磁盘调度 183

6.6.1 磁盘调度 183

6.6.2 磁盘调度算法 185

6.7　I/O软件的层次结构 188

6.7.1　中断处理程序 188

6.7.2　设备驱动程序 189

6.7.3 与设备无关的软件 190

6.7.4　用户空间的软件 191

6.8.1　什么是SPOOLing 192

6.8.2　SPOOLing系统的组成 192

6.8 SPOOLing技术 192

6.8.3　共享打印机 193

6.8.4　SPOOLing系统的特点 193

6.9　小结 194

习题六 194

第7章 文件管理 197

7.1　文件系统的概念 197

7.1.1　文件系统的引入 197

7.1.2　文件和文件系统 198

7.1.3　文件类型和文件系统模型 199

7.1.4　文件管理的功能 201

7.2　文件的结构和存取方法 201

7.2.1　文件的逻辑结构 201

7.2.2　文件的物理结构 202

7.2.3　文件的存取方法 206

7.2.4　文件结构、文件存储设备和存取法的关系 207

7.3 文件存储设备及存储空间管理 207

7.3.1 文件的存储设备 207

7.3.2　文件存储空间管理 210

7.3.3　空白块链 211

7.3.4　位示图（BitMap） 211

7.4　文件目录结构 212

7.4.1　文件控制块 212

7.4.2　一级目录结构 212

7.4.3　二级目录结构 213

7.4.4　目录树结构 214

7.4.5　目录树的构造 214

7.5.1　存取控制表 217

7.5　文件共享与文件保护 217

7.5.2　口令 219

7.5.3　密码 219

7.6　文件的使用 219

7.6.1　文件的创建和删除 219

7.6.2　文件的打开和关闭 220

7.6.3　文件的读写 220

7.7　小结 221

习题七 222

第8章 UNIX操作系统 225

8.1 UNIX操作系统概述 225

8.1.1 UNIX的历史 225

8.1.3 UNIX系统的结构 226

8.1.2 UNIX系统的特征 226

8.1.4 UNIX系统的内核结构 227

8.2 UNIX的进程 229

8.2.1　进程的描述 229

8.2.2　进程状态及其转换 230

8.2.3　进程上下文 231

8.2.4　进程控制 232

8.2.5　进程调度和切换 234

8.2.6　进程的同步与通信 235

8.3　存储器管理 236

8.3.1 请求调页管理的数据结构 236

8.3.2　换页进程 238

8.4.1　设备缓冲管理 239

8.3.3　请求调页 239

8.4　设备管理 239

8.4.2　核心与设备驱动程序的接口 242

8.4.3　磁盘驱动程序 244

8.5　文件管理 245

8.5.1　文件存储空间的管理 245

8.5.2　文件的物理结构 246

8.5.3　用户文件描述符表和文件表 248

8.6 目录管理 248

8.7　文件系统的系统调用 250

8.7.1 系统调用Open 250

8.7.2　系统调用creat 251

8.7.4　系统调用link和unlink 252

8.7.3　系统调用close 252

8.7.5　系统调用read和write 253

8.8 小结 254

习题八 255

第9章　Linux操作系统简介 256

9.1　Linux简介 256

9.1.1 Linux的发展过程 256

9.1.2 Linux内核结构 258

9.1.3 Linux运行模式、地址空间与上下文 261

9.2 Linux进程管理 262

9.2.1 Linux进程控制块结构 262

9.2.2　进程调度算法和调度策略 264

9.2.4　进程使用的虚拟内存 265

9.2.3　进程使用的文件 265

9.2.5　系统调用 266

9.2.6　进程的创建与终止 267

9.3　进程间的通讯机制 268

9.3.1　信号（signal） 268

9.3.2　管道（Pipe） 269

9.3.3　消息队列 269

9.3.4　信号量 270

9.3.5　共享内存 271

9.4 Linux存储管理 271

9.4.1　虚拟内存的实现机理 271

9.4.2　80386体系结构的存储管理功能 271

9.4.3　Linux分页管理机制 272

9.4.4　空闲物理内存空间管理 273

9.4.5　虚拟段的组织 274

9.4.6　共享内存 274

9.4.7　请求换页与页面换入 275

9.4.8　交换空间 276

9.4.9　换出与丢弃页面 276

9.4.10　存储管理系统的高速缓冲机制 277

9.5　Linux文件系统 277

9.5.1　Linux文件系统的特点 277

9.5.2　EXT2文件系统物理结构 278

9.5.4　EXT2超级块 279

9.5.6 EXT2目录 280

9.5.7 EXT2文件查找 280

9.5.5 EXT2组描述符 280

9.5.8 EXT2文件扩展策略 281

9.5.9　虚拟文件系统（VFS）概述 281

9.5.10 VFS超级块 282

9.5.11 VFS索引节点 282

9.5.12　文件系统的注册 283

9.5.13　文件系统的挂接与卸装 283

9.5.14　文件系统管理的缓存机制 284

9.5.15　bdflush内核守护程序 286

9.6 Linux设备管理 286

9.6.1　设备驱动程序环境 286

9.6.2　设备文件 291

9.6.3　设备驱动程序概述 293

9.6.4　设备驱动程序的结构 295

9.7　小结 298

习题九 298

第10章　Windows操作系统 300

10.1　Windows操作系统发展概述 300

10.1.1　早期的Windows 300

10.1.2　Windows 95和Windows 98 300

10.1.3　Windows 2000 300

10.2　Windows NT的设计目标与结构 301

10.2.1　Windows NT的设计目标 301

10.2.2 Windows NT的模型 301

10.2.3 Windows NT的结构 301

10.3 Windows NT的对象、进程和线程 302

10.3.1 对象 302

10.3.3　线程 303

10.3.2 进程 303

10.3.5　进程管理程序 304

10.3.4　对象、进程和线程之间的关系 304

10.4 Windows NT内核 305

10.4.1　线程调度 305

10.4.2　多处理机同步 306

10.5　Windows NT虚拟内存管理 307

10.5.1　进程的虚拟地址空间 307

10.5.2　虚拟存储的实现 308

10.6　Windows NT的文件系统 309

10.6.1 只读光盘文件系统与通用磁盘格式 309

10.6.2　文件分配表（FAT）形式的文件系统 310

10.6.3　新技术文件系统（NTFS） 310

10.7.2　I/O管理程序 311

10.7　Windows NT的I/O系统 311

10.7.1　I/O系统的结构 311

10.7.3　虚拟文件 312

10.8　Windows NT网络 312

10.8.1　NT网络特点 312

10.8.2　NT网络的组成 312

习题十 313

第11章 对称多处理系统和分布处理 315

11.1　概况 315

11.1.1　计算机系统的分类 315

11.1.2　主／从组织 316

11.1.3　分离执行组织 316

11.3.1　OSI参考模型 317

11.3　分布处理 317

11.1.4　对称组织 317

11.2　对称多处理器操作系统的设计 317

11.3.2　分布处理 318

11.4　客户／服务器 319

11.4.1　信息处理基本模式 319

11.4.2　客户／服务器模式的工作过程 321

11.4.3 客户／服务器应用 322

11.5　基于消息传递的通信方式 324

11.5.1 消息传递 324

11.5.2　消息传递过程 324

11.6.2　同步原语和异步原语 325

11.6.1　通信原语的类型 325

11.6　通信原语的设计 325

11.5.3 发送原语和接收原语 325

11.6.3　缓冲与非缓冲原语 327

11.6.4　可靠的和不可靠的通信原语 328

11.7　远程过程调用 329

11.7.1 远程过程调用概述 329

11.7.2　单机环境下的过程调用 329

11.7.3　基本远程过程调用操作 330

11.7.4　参数传递 331

11.7.5　参数表示 331

11.7.6　动态绑定 332

11.7.7　同步和异步 332

11.7.8　远程过程调用与通信原语的比较 332

11.8　集群 333

11.8.2　集群与对称多处理器 334

11.9　组通信 334

11.8.1　集群操作系统的设计问题 334

11.9.1 组 335

11.9.2　组通信的实现 335

11.10　分布式系统中的同步 335

11.10.1　分布式操作系统的特点 336

11.10.2　同步算法 336

11.11 分布式系统中的互斥 337

11.11.1　集中式算法 337

11.11.2　分布式算法 338

11.11.3　令牌环网算法 339

11.12.1　集中式死锁检测方法 340

11.12　分布式系统中的死锁 340

11.12.2　分布式的死锁检测 341

11.12.3　分布式死锁预防 342

11.13　分布式系统的管理 343

11.13.1　分布式操作系统的结构 343

11.13.2　分布式系统中的资源管理 343

习题十一 344

第12章 网络操作系统的构成和服务 346

12.1　计算机网络概述 346

12.1.1　计算机网络的组成 346

12.1.2　计算机网络的拓扑结构 348

12.1.3　交换网 350

12.1.4　局域网 353

12.2　开放系统互连参考模型 354

12.2.1 网络体系结构的基本概念 354

12.2.2　对等实体间的通信 356

12.2.3　服务存取点和连接 357

12.2.4　OSI七层模型 358

12.3　客户／服务器模式和对等模式 359

12.3.1 客户／服务器模式的形成和结构 359

12.3.2　客户／服务器模式的类型 360

12.3.3　客户／服务器间的交互 360

12.3.4　客户／服务器模式的优点 361

12.3.5　对等模式 361

12.4.1　工作站网络软件 362

12.4 网络操作系统的构成 362

12.4.2　网络环境软件 364

12.4.3 网络服务软件 364

12.4.4　网络管理软件 365

12.5　文件与打印服务 366

12.5.1　文件服务的引入 366

12.5.2　文件服务软件 367

12.5.3　打印服务 369

12.6 电子邮件服务 370

12.6.1 电子邮件系统 370

12.6.2　报文处理系统的引入 372

12.6.3　报文处理系统的组成 373

习题十二 374

附录　Windows操作系统的实践 376