操作系统原理与实例分析PDF电子书下载

第1章 操作系统概述 1

1.1计算机系统资源 1

1.2什么是操作系统 2

1.3操作系统的形成与发展 4

1.3.1推动操作系统发展的关键因素 5

1.3.2手工操作时期，没有操作系统 5

1.3.3单道批处理系统，早期的操作系统 5

1.3.4多道批处理系统，现代意义的操作系统 6

1.3.5分时系统与实时系统 8

1.3.6操作系统的进一步发展 9

1.4操作系统的功能 10

1.4.1接口功能 10

1.4.2处理机管理 11

1.4.3存储器管理 12

1.4.4设备管理 12

1.4.5文件管理 13

1.5现代操作系统的特征及基本概念 13

1.5.1现代操作系统的特征 14

1.5.2基本概念 15

1.6操作系统分类 17

1.7.1 Windows操作系统 18

1.7现代主流操作系统简介（Windows,UNIX,Linux） 18

1.7.2 UNIX操作系统 19

1.7.3 Linux操作系统 20

1.8小结 21

1.9习题 21

第2章 进程管理 22

2.1进程的引入 22

2.1.1程序顺序执行与并发执行 22

2.1.2进程的概念与特征 24

2.1.3进程的结构 25

2.2.1进程执行轨迹 28

2.2进程的状态 28

2.2.2两状态进程模型 30

2.2.3五状态进程模型 30

2.2.4进程的挂起状态 32

2.3进程的控制 34

2.3.1执行模式 34

2.3.2操作系统内核（Kernel） 35

2.3.3进程控制 36

2.4进程调度 38

2.4.1调度的目标、原则和方式 38

2.4.2调度的类型 40

2.4.3进程调度算法 41

2.4.4实时系统与实时任务调度 47

2.5线程 48

2.5.1多线程 48

2.5.2进程与线程 49

2.5.3线程的类型 50

2.6进程互斥与同步 51

2.6.1并发控制 51

2.6.2互斥与同步的解决策略 54

2.6.3互斥与同步解决方法之一：软件方法 55

2.6.4互斥与同步解决方法之二：硬件方法 60

2.6.5互斥与同步解决方法之三：信号量（semaphores）方法 63

2.6.6经典进程互斥与同步问题之一：生产者／消费者问题 65

2.6.7经典进程互斥与同步问题之二：读者／写者问题 67

2.6.8互斥与同步解决方法之四：管程 70

2.6.9互斥与同步解决方法之五：消息传递 72

2.6.10进程死锁 77

2.6.11经典进程互斥与同步问题之三：哲学家进餐问题 88

2.7小结 90

2.8实例分析 90

2.8.1实例分析1 Windows2000/XP的进程和线程管理 90

2.8.2实例分析2 UNIX SVR4的进程管理 97

2.8.3实例分析3 Linux的进程和线程管理 100

2.9习题 109

3.1.1存储分配 112

第3章 存储管理 112

3.1存储管理的任务 112

3.1.2地址映射 113

3.1.3存储保护（Memory Protection） 115

3.1.4存储共享（MemorySharing） 115

3.1.5存储扩充 117

3.2内存划分与分配技术 117

3.2.1静态划分 117

3.2.2动态划分与分配算法 119

3.2.3伙伴系统（BuddySystem） 123

3.3.2可执行程序的装入 125

3.3.1可执行程序的生成步骤 125

3.3程序装入技术 125

3.3.3可执行程序的链接形成 126

3.4简单存储管理技术 127

3.4.1简单存储管理概述 127

3.4.2连续存储管理 128

3.4.3简单分页存储管理 129

3.4.4简单分段存储管理 135

3.4.5简单段页式存储管理 137

3.5虚拟存储管理技术 139

3.5.1虚拟存储技术概述 139

3.5.2虚拟存储分页技术 141

3.5.3虚拟存储分段技术 142

3.5.4虚拟存储段页式技术 144

3.5.5虚拟存储系统的软件策略 144

3.6小结 153

3.7实例分析 154

3.7.1实例分析1 Windows2000/XP的存储器管理 154

3.7.2实例分析2 UNIX的存储器管理 159

3.7.3实例分析3 Linux存储器管理 163

3.8习题 168

4.1.1设备管理的主要功能 170

4.1设备管理概述 170

第4章 设备管理 170

4.1.2设备管理分层模型 171

4.1.3设备管理工作流程 172

4.2计算机I/O子系统的组成 173

4.2.1I/O系统的结构 173

4.2.2设备的控制 176

4.2.3 I/O控制方式 179

4.3设备分类 180

4.3.1输入／输出型设备与存储型设备 180

4.3.2块型设备与字符型设备 180

4.4.1相关数据结构 181

4.4设备分配 181

4.3.3独占型设备与共享型设备 181

4.4.2设备无关性 182

4.4.3设备分配算法 182

4.4.4独占型设备的分配 183

4.4.5共享型设备的分配 183

4.5 I/O缓冲技术 185

4.5.1缓冲技术的引入 185

4.5.2硬件缓冲和软件缓冲 186

4.5.3缓冲区的组织形式 186

4.5.4缓冲技术的实现 187

4.6.2虚拟设备的实现 189

4.6虚拟设备 189

4.6.1虚拟设备的引入 189

4.6.3 SPOOLing系统 190

4.7磁盘设备的管理 191

4.7.1磁盘设备的地位和作用 191

4.7.2磁盘设备的物理特性 192

4.7.3调整磁盘I/O性能 194

4.7.4磁盘容错技术 197

4.7.5 RAID技术 199

4.8 小结 201

4.9.1 实例分析1 WindowsNT/2000的设备管理 202

4.9 实例分析 202

4.9.2 实例分析2 UNIX系统V的设备管理 214

4.9.3 实例分析3 Linux的设备管理 218

4.10 习题 229

第5章 文件管理系统 231

5.1文件系统概述 231

5.2文件系统与数据库管理系统 232

5.3文件 232

5.3.1文件的概念 232

5.3.2文件的类型 234

5.3.3对文件的操作 236

5.4.1文件目录的内容 237

5.4文件目录 237

5.4.2对文件目录的操作 238

5.4.3目录结构 239

5.5文件的逻辑组织与访问 242

5.5.1有结构文件与文件系统 242

5.5.2堆文件（pile） 243

5.5.3顺序文件（Sequential File） 243

5.5.4索引顺序文件（IndexedSequentialFile） 244

5.5.5索引文件（IndexedFile） 246

5.5.6直接（哈希）文件 246

5.6.1文件存储空间分配的有关问题 247

5.6文件的物理组织——存储空间的管理 247

5.6.2文件存储空间的分配技术 248

5.6.3空闲空间的管理 252

5.7逻辑文件与物理数据块之间的转换 254

5.7.1字节流、记录与数据块之间的转换 254

5.7.2记录如何组成数据块 255

5.8文件共享 257

5.8.1文件共享的控制 257

5.8.2文件共享的实现 258

5.9.1文件保护 261

5.9.2安全性管理 261

5.9文件保护与安全 261

5.10文件系统的可靠性 263

5.10.1系统备份 263

5.10.2文件系统数据的一致性 264

5.11小结 266

5.12习题 267

附录 268

附录A 目前几种流行的文件系统简介 268

附录B 磁盘文件操作流程 272

附录C 文件目录实例 275

参考文献 281