原理篇 3
第1章 引言 3
1.1 操作系统的概念 3
1.1.1 操作系统的地位 3
1.1.2 操作系统的管理目标和主要功能 4
1.1.3 操作系统的定义 5
1.2 操作系统的历史回顾 5
1.2.1 操作系统的产生 5
1.2.2 操作系统的完善 6
1.2.3 操作系统的发展 6
1.3 操作系统的类型 6
1.3.1 批处理操作系统 6
1.3.2 分时操作系统 7
1.3.3 实时操作系统 8
1.3.4 单用户操作系统 9
1.3.5 网络操作系统 9
1.3.6 分布式操作系统 9
1.4 操作系统的特征 10
1.4.1 并发性 11
1.4.2 共享性 11
1.4.3 虚拟性 11
1.4.4 异步性 11
1.5 操作系统与用户的接口 12
1.5.1 命令接口 12
1.5.2 程序接口 12
1.5.3 图形用户接口 12
1.6 操作系统的结构 13
1.6.1 整体式系统 13
1.6.2 层次式系统 13
1.6.3 虚拟机系统 13
1.6.4 客户-服务器系统 14
1.7 操作系统的硬件环境 14
1.7.1 CPU与外设并行工作 14
1.7.2 I/O中断的作用 15
1.7.3 管态与目态 15
1.7.4 存储结构 15
1.7.5 存储保护 15
综合练习题一 16
第2章 处理机管理 18
2.1 多道程序设计 18
2.1.1 顺序程序的执行 19
2.1.2 并发程序的执行 19
2.1.3 并发程序执行的条件 20
2.2 进程的描述 21
2.2.1 进程的定义 21
2.2.2 进程的特性及其与程序的区别 22
2.2.3 进程的基本状态及其转换 23
2.2.4 进程控制块 24
2.2.5 进程的队列 25
2.3 进程的控制 26
2.3.1 进程控制机构 26
2.3.2 进程控制原语 27
2.4 进程的互斥 28
2.4.1 互斥的定义 28
2.4.2 上锁和开锁原语 29
2.4.3 用上锁和开锁原语实现进程的互斥 29
2.5 信号量机制 29
2.5.1 信号量的概念 30
2.5.2 P、V操作原语 30
2.5.3 用P、V操作原语实现进程的互斥 31
2.6 进程的同步 33
2.6.1 同步的定义 34
2.6.2 用P、V操作原语实现进程的同步 34
2.7 进程的通信 41
2.7.1 进程通信的定义 41
2.7.2 发送和接收原语——实现进程通信的基本原语 42
2.7.3 消息缓冲通信方式 42
2.7.4 信箱通信方式 43
2.8 死锁问题 45
2.8.1 死锁的定义 45
2.8.2 产生死锁的原因 47
2.8.3 产生死锁的必要条件 47
2.8.4 死锁的防止 47
2.8.5 死锁的避免 48
2.8.6 死锁的检测与解除 52
2.9 处理机调度 52
2.9.1 调度算法 53
2.9.2 调度时机 55
2.9.3 调度过程 55
2.10 线程的概念 55
2.10.1 线程的定义 56
2.10.2 线程与进程的比较 56
综合练习题二 57
第3章 存储管理 62
3.1 存储管理的概念 62
3.1.1 存储系统的分类 62
3.1.2 物理地址和逻辑地址 63
3.1.3 静态重定位和动态重定位 63
3.1.4 存储管理的功能 64
3.1.5 内存扩充技术 65
3.1.6 存储管理的分类 66
3.2 分区存储管理 67
3.2.1 固定分区存储管理 67
3.2.2 可变分区存储管理 69
3.3 页式存储管理 73
3.3.1 分页式存储管理 73
3.3.2 虚拟页式存储管理 78
3.4 段式存储管理 83
3.4.1 分段式存储管理 83
3.4.2 虚拟段式存储管理 86
3.5 段页式存储管理 89
综合练习题三 89
第4章 设备管理 92
4.1 设备管理概述 92
4.1.1 设备管理的分类 92
4.1.2 设备管理的功能 93
4.1.3 设备管理的目标 94
4.1.4 设备管理结构 94
4.1.5 设备控制器和I/O通道 94
4.2 I/O控制方式 95
4.2.1 程序直接控制方式 95
4.2.2 中断控制方式 96
4.2.3 DMA控制方式 96
4.2.4 通道控制方式 97
4.3 中断技术 99
4.3.1 中断的基本概念 99
4.3.2 中断分类与优先级 100
4.3.3 中断处理过程 100
4.4 缓冲技术 101
4.4.1 缓冲技术的基本思想 101
4.4.2 缓冲技术的分类 101
4.5 设备分配及设备的处理程序 103
4.5.1 设备分配的数据结构 103
4.5.2 设备分配策略 104
4.5.3 设备处理 105
4.6 SPOOLing系统 106
4.7 磁盘设备管理 108
4.7.1 磁盘结构 108
4.7.2 磁盘的访问时间 109
4.7.3 磁盘调度算法 110
4.7.4 磁盘缓存置换算法 113
综合练习题四 114
第5章 文件管理 117
5.1 文件系统的概述 117
5.1.1 基本概念 118
5.1.2 文件分类 119
5.2 文件结构与存取方法 120
5.2.1 文件的组织 120
5.2.2 文件的逻辑结构及存取方式 121
5.2.3 文件的物理结构及存取设备 122
5.2.4 存储空间管理 124
5.3 文件目录 126
5.3.1 目录内容 127
5.3.2 目录结构 127
5.3.3 文件别名的实现 129
5.4 文件使用 131
5.4.1 文件访问 131
5.4.2 文件控制 131
5.4.3 目录管理 131
5.4.4 伪文件 132
5.5 安全与完整性 132
5.5.1 文件的访问权限 133
5.5.2 文件的并发访问 133
5.5.3 文件的存取控制 133
5.5.4 文件的完整性 135
综合练习题五 135
第6章 作业管理和用户接口 138
6.1 概述 139
6.1.1 启动程序执行的方式 139
6.1.2 用户与操作系统之间的接口 139
6.1.3 作业的基本概念 142
6.2 批处理系统的作业管理 142
6.2.1 作业的状态及转换 142
6.2.2 作业的建立 143
6.2.3 作业调度的评估 144
6.2.4 作业调度算法 145
综合练习题六 148
实训篇 153
第7章 实训基础 153
7.1 概述 153
7.1.1 UNIX系统调用 154
7.1.2 简单命令 156
7.1.3 重定向与管道命令 157
7.1.4 后台命令 158
7.1.5 通信命令 158
7.2 Windows 2000/NT实训基础 159
7.2.1 结构部件 159
7.2.2 Windows NT对象 160
7.3 实训 161
7.3.1 实训目的 161
7.3.2 实训内容 161
第8章 进程管理实训 162
8.1 UNIX/Linux进程管理 162
8.1.1 UNIX进程的组成 162
8.1.2 进程状态 164
8.1.3 进程控制 165
8.2 UNIX/Linux进程管理实训指导 168
8.2.1 启动进程 168
8.2.2 查看进程 169
8.2.3 进程调度 170
8.3 Windows 2000/NT进程管理实训指导 171
8.4 进程调度设计模拟 172
8.4.1 目的和要求 172
8.4.2 示例说明 173
8.4.3 示例程序 173
8.5 实训 177
8.5.1 进程并发执行 177
8.5.2 进程同步和通信 178
8.5.3 模拟进程调度 178
第9章 存储管理实训 179
9.1 UNIX/Linux存储管理 179
9.1.1 请求调页管理的数据结构 179
9.1.2 交换进程 180
9.1.3 请求调页 180
9.2 UNIX/Linux存储管理实训指导 181
9.2.1 观察内存工作情况 181
9.2.2 有关系统调用 181
9.2.3 有关系统文件／proc 181
9.2.4 动态存储分配 182
9.3 Windows 2000/NT存储管理实训指导 183
9.4 存储管理设计模拟 184
9.4.1 目的和要求 184
9.4.2 示例说明 184
9.4.3 示例程序 184
9.5 实训 186
9.5.1 实训目的 186
9.5.2 实训内容 186
第10章 设备管理实训 187
10.1 UNIX/Linux设备管理 187
10.1.1 缓冲区管理 187
10.1.2 块设备的管理 188
10.1.3 字符设备的管理 189
10.2 UNIX/Linux设备管理实训指导 190
10.2.1 观察／控制设备工作情况 190
10.2.2 磁盘管理 190
10.3 Windows 2000/NT设备管理实训指导 191
10.4 实训 192
10.4.1 实训目的 192
10.4.2 实训内容 192
第11章 文件管理实训 193
11.1 UNIX/Linux文件管理 193
11.1.1 文件管理系统的数据结构 193
11.1.2 索引结点的管理 194
11.1.3 文件存储空间管理 195
11.1.4 文件目录 195
11.1.5 文件的分配 196
11.1.6 文件卷的安装与拆卸 196
11.2 UNIX/Linux文件管理实训指导 197
11.2.1 文件和目录操作相关命令 197
11.2.2 文件内容查询命令 199
11.2.3 文件查找命令 200
11.2.4 文本处理命令 200
11.2.5 统计文件大小命令 200
11.2.6 文件比较命令 201
11.2.7 文件复制、删除和移动命令 201
11.2.8 文件链接命令 201
11.2.9 目录的创建与删除命令 202
11.2.10 改变工作目录、显示目录内容命令 202
11.3 Windows 2000/NT文件管理实训指导 202
11.4 实训 204
11.4.1 实训目的 204
11.4.2 实训内容 204
参考文献 205