第1章 操作系统引论 1
1.1 操作系统的形成 1
1.1.1 人工操作方式 1
1.1.2 脱机输入输出技术 2
1.1.3 批处理技术 2
1.1.4 多道程序设计技术 2
1.2 操作系统的基本类型 3
1.2.1 批处理系统 4
1.2.2 分时系统 5
1.2.3 实时系统 7
1.3 操作系统的特征和功能 8
1.3.1 操作系统的特征 8
1.3.2 操作系统的功能 10
1.4 操作系统的发展 12
1.4.1 微机操作系统 12
1.4.2 多处理机操作系统 14
1.4.3 网络操作系统 15
1.4.4 分布式操作系统 16
1.5 操作系统的层次结构 18
1.5.1 模块接口法 18
1.5.2 有序分层法 20
1.6 小结 22
习题 22
第2章 进程管理 24
2.1 前趋图 24
2.1.1 程序的顺序执行与特征 24
2.1.2 前趋图的定义 25
2.1.3 程序的并发执行和特征 26
2.1.4 Bernstein条件 28
2.2 进程的基本概念 29
2.2.1 进程的定义和特征 29
2.2.2 进程状态及其演变 30
2.2.3 进程控制块 31
2.3 进程控制 33
2.3.1 内核 33
2.3.2 进程的创建和撤消 34
2.3.3 进程的挂起与激活 36
2.3.4 进程的阻塞和唤醒 37
2.4 进程同步 38
2.4.1 临界区 38
2.4.2 硬件指令机制 39
2.4.3 信号量机制 40
2.4.4 信号量的应用 42
2.4.5 “信号量集”机制 44
2.4.6 管程 46
2.5 经典进程同步同题 47
2.5.1 生产者-消费者问题 47
2.5.2 读者-写者问题 49
2.5.3 哲学家进餐问题 51
2.6 进程通信 52
2.6.1 进程通信类型 52
2.6.2 直接通信方式 54
2.6.3 直接通信的实例——消息缓冲通信 55
2.7 进程调度 57
2.7.1 调度的基本概念 58
2.7.2 进程调度算法 59
2.7.3 进程调度的实现 63
2.8 死锁 65
2.8.1 产生死锁的原因和必要条件 65
2.8.2 预防死锁 68
2.8.3 避免死锁 69
2.8.4 检测死锁 72
2.8.5 死锁的解除 74
2.9 小结 75
习题 76
第3章 作业管理 79
3.1 引言 79
3.2 作业的管理和调度 79
3.2.1 作业的状态 79
3.2.2 作业调度 81
3.3 用户与操作系统之间的接口 89
3.4 命令接口 90
3.4.1 命令接口的类型 91
3.4.2 命令接口的结构 94
3.4.3 终端处理程序 95
3.5 命令语言 96
3.5.1 命令语言结构 96
3.5.2 命令的种类 97
3.5.3 键盘命令的打入和执行 98
3.5.4 命令文件 98
3.6 程序接口 99
3.6.1 什么是系统调用 100
3.6.2 初始化与终止 101
3.6.3 系统调用简介 101
3.6.4 系统调用执行过程 103
3.7 程序库和链接编辑 104
3.7.1 编译／链接编辑／执行序列 104
3.7.2 编译程序和源语句库 105
3.7.3 目标模块 108
3.7.4 装入目标模块 109
3.8 作业控制 110
3.8.1 脱机作业控制 111
3.8.2 联机作业控制 112
3.9 小结 112
习题 113
第4章 存储器管理 114
4.1 引言 114
4.1.1 存储器管理的目的和功能 114
4.1.2 存储分配的三种方式 115
4.1.3 重定位 116
4.1.4 虚拟存储器概念 118
4.1.5 小结 119
4.2 单用户系统的存储器管理 120
4.2.1 存储器的分配 120
4.2.2 存储保护 120
4.3 多用户系统存储器管理——分区式分配 122
4.3.1 固定式分区 122
4.3.2 可变式分区 123
4.3.3 可重定位分区分配 126
4.3.4 多重分区分配 126
4.3.5 动态分区的操作和数据结构 127
4.3.6 分区的存储保护 129
4.3.7 小结 131
4.4 覆盖和交换 131
4.4.1 覆盖 131
4.4.2 交换技术 132
4.5 分页存储管理 133
4.5.1 纯分页系统 133
4.5.2 请求式分页系统——单段式虚拟存储器 136
4.5.3 分页系统的优缺点 147
4.5.4 分页系统小结 148
4.6 分段存储管理 148
4.6.1 分段地址空间 149
4.6.2 实现原理 150
4.6.3 保护措施 152
4.6.4 分段存储管理——多段式虚拟存储器 152
4.6.5 分段动态链接 155
4.6.6 分段的共享 160
4.6.7 分段管理的优缺点 162
4.7 段页式存储管理——另一种段式虚拟存储器 163
4.7.1 实现原理 163
4.7.2 管理算法 166
4.7.3 段页式系统的优缺点 167
4.7.4 段式系统小结 167
习题 168
第5章 I/O设备管理 170
5.1 引言 170
5.2 设备管理的任务和功能 170
5.3 处理输入输出请求的步骤 171
5.3.1 I/O请求 171
5.3.2 对输入输出控制系统的调用 172
5.3.3 输入输出控制系统的功能 172
5.3.4 设备驱动程序 172
5.4 输入输出控制系统（IOCS） 173
5.4.1 I/O服务的请求 173
5.4.2 逻辑设备和物理设备 173
5.4.3 数据缓冲区 175
5.4.4 I/O挂起队列 176
5.4.5 输入输出控制系统示例 176
5.5 设备驱动程序 178
5.5.1 服务请求的校验 178
5.5.2 设备的状态 179
5.5.3 启动I/O请求 180
5.5.4 中断处理 181
5.5.5 I/O请求的完成 181
5.5.6 设备驱动程序示例 181
5.5.7 I/O请求的处理步骤 183
5.6 挂起队列的调度策略 184
5.7 设备分配程序 187
5.7.1 I/O系统结构 187
5.7.2 设备管理中的数据结构 188
5.7.3 设备分配机制 191
5.7.4 设备分配程序 193
5.8 小结 195
习题 195
第6章 文件管理 197
6.1 引言 197
6.2 文件、文件系统 198
6.2.1 文件 198
6.2.2 逻辑文件和物理文件 198
6.2.3 文件类型 199
6.2.4 文件系统 199
6.3 文件组织和存取方法 200
6.3.1 顺序存取方法 202
6.3.2 直接存取方法 203
6.3.3 索引顺序存取方法 204
6.4 文件的物理组织 206
6.4.1 文件物理组织的不同方式 206
6.4.2 文件类型与文件存储器、存取方法的关系 210
6.4.3 多级索引 210
6.5 文件存储器存储空间的管理 212
6.5.1 空白文件目录 212
6.5.2 空白物理块链 213
6.5.3 位示图 215
6.6 文件目录 216
6.6.1 单级文件目录 216
6.6.2 多级目录 218
6.6.3 便于共享的目录组织 221
6.6.4 符号文件目录的查询技术 223
6.7 文件的存取控制 226
6.8 对文件的各种操作 228
6.8.1 文件的使用 229
6.8.2 文件控制块 231
6.9 文件系统的一般模型 232
6.9.1 用户接口及初始化模块 233
6.9.2 符号文件系统 234
6.9.3 基本文件系统 234
6.9.4 存取控制验证 234
6.9.5 逻辑文件系统 235
6.9.6 物理文件系统 235
6.9.7 设备策略模块 236
6.9.8 I/O调度和控制系统 236
6.9.9 分配策略模块 236
6.9.10 主要文件命令的算法 237
6.10 小结 240
习题 240
第7章 多处理机操作系统 242
7.1 多处理机系统概述 242
7.1.1 多处理机系统的结构 242
7.1.2 多处理机系统的分类 244
7.1.3 多处理机系统的优点 245
7.2 多处理机系统的硬件结构 246
7.2.1 分时和公用总线 246
7.2.2 交叉开关矩阵 248
7.2.3 多端口存储器 249
7.3 多处理机操作系统的特征与分类 251
7.3.1 多处理机操作系统的特征 251
7.3.2 多处理机操作系统的功能 251
7.3.3 多处理机操作系统的类型 253
7.4 进程同步 254
7.4.1 集中式同步与分布式同步 254
7.4.2 集中式同步机构 255
7.4.3 利用事件计数实现同步 257
7.4.4 利用中心进程实现同步 259
7.5 进程通信 259
7.5.1 信箱通信的原理 259
7.5.2 信箱通信的实现方式 261
7.5.3 异常情况处理 262
7.6 任务分配 263
7.6.1 设计任务分配算法时应考虑的问题 263
7.6.2 最早调度算法 265
7.6.3 子集调度算法 266
7.6.4 搜索树 268
7.7 小结 270
习题 271
第8章 网络操作系统与分布式操作系统 271
8.1 计算机网络概述 272
8.1.1 计算机网络的类型 272
8.1.2 交换网 273
8.1.3 局域网 275
8.2 开放系统互连参考模型 277
8.2.1 OSI/RM的组成和分层体系结构的概念 277
8.2.2 OSI/RM中的低三层 280
8.2.3 OSI/RM的中间层 282
8.2.4 OSI/RM的高两层 284
8.3 网络操作系统的类型 284
8.3.1 按网络控制方式分类 285
8.3.2 按支持NOS的单机操作系统类型分类 287
8.4 标识符系统 289
8.4.1 标识符系统的目标 289
8.4.2 标识符的类型 290
8.4.3 标识符管理 291
8.5 进程通信 292
8.5.1 数据传输 293
8.5.2 流量控制 294
8.5.3 路径控制 296
8.6 分布式进程同步 297
8.6.1 事件排序 298
8.6.2 Lamport算法 298
8.6.3 Ricart and Agrawala算法 299
8.6.4 令牌传送法 300
8.7 共享资源的管理 301
8.7.1 硬盘共享 301
8.7.2 打印机共享 302
8.7.3 文件和数据的共享 303
8.8 网络提供的服务 304
8.8.1 电子邮件系统 304
8.8.2 文件传送、存取和管理 306
8.8.3 作业传送和操纵 307
8.9 小结 307
习题 308
第9章 UNIX系统V的内部结构 310
9.1 进程结构和进程调度 310
9.1.1 UNIX的基本特性 310
9.1.2 UNIX系统核心的体系结构 311
9.1.3 进程的数据结构 312
9.1.4 进程状态及其转换 314
9.1.5 进程上下文 315
9.1.6 进程上下文的保存和切换 317
9.1.7 进程调度 318
9.2 存储器管理 320
9.2.1 对换 320
9.2.2 请求调页管理的数据结构 324
9.2.3 换页进程 327
9.2.4 请求调页 329
9.3 设备管理 330
9.3.1 块设备的数据缓冲池 330
9.3.2 核心与驱动程序接口 334
9.3.3 磁盘设备驱动程序 336
9.4 文件的内部结构 338
9.4.1 索引结点的管理 339
9.4.2 正规文件的物理结构 342
9.4.3 空闲磁盘块的管理 345
9.4.4 目录文件 347
9.4.5 文件表的管理 349
9.5 与文件有关的系统调用 351
9.5.1 系统调用open 351
9.5.2 系统调用creat 352
9.5.3 系统调用close 354
9.5.4 系统调用link 354
9.5.5 系统调用unlink 356
9.5.6 系统调用read和write 357
9.5.7 其它系统调用 358
9.6 进程控制 359
9.6.1 系统调用fork 359
9.6.2 系统调用exec 361
9.6.3 系统调用exit 362
9.6.4 系统调用wait 363
9.7 进程通信 364
9.7.1 sleep和wakeup通信机制 364
9.7.2 软中断 366
9.7.3 管道通信机制 368
9.7.4 消息机构 369
9.7.5 共享存储器机构 373
9.7.6 信号量集机制 375
9.8 小结 376
习题 377
第10章 SHELL 379
10.1 概述 379
10.2 shell命令语言 379
10.2.1 简单命令 379
10.2.2 重定向与管道命令 383
10.2.3 后台命令 384
10.2.4 通信命令 384
10.3 正文编辑程序 385
10.3.1 行编辑程序el 386
10.3.2 全屏幕编辑程序vi 388
10.3.3 另一个正文编辑程序ex 390
10.3.4 源程序的编译、链接和运行 390
10.4 shell过程 392
10.4.1 shell过程的引入 392
10.4.2 shell变量及其赋值 393
10.4.3 命令表与命令行 394
10.4.4 流程控制命令 395
10.4.5 命令替换与参数替换 397
10.4.6 shell过程的运行 399
10.5 shell命令解释程序 401
10.6 小结 404
习题 404
参考文献 407