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第1章 引论1

1-1 操作系统的概念1

1-1-1 计算机系统1

1-1-2 什么是操作系统3

1-1-3 操作系统的目标4

1-2 操作系统的形成与发展5

1-2-1 操作系统的形成5

1-2-2 操作系统的进一步发展12

1-2-3 推动操作系统发展的主要动力17

1-3 研究操作系统的几种观点18

1-3-1 软件的观点18

1-3-2 计算机系统资源管理的观点18

1-3-3 进程的观点19

1-3-4 用户与计算机硬件系统之间接口的观点19

1-3-5 虚机器观点19

1-3-6 服务提供者观点20

1-4 操作系统的功能与特征20

1-4-1 操作系统的功能20

1-4-2 操作系统的特征25

1-5 操作系统的硬件环境26

1-5-1 中央处理机27

1-5-2 存储系统29

1-5-3 缓冲技术31

1-5-4 中断技术32

1-5-5 时钟39

习题39

第2章 用户接口和作业管理41

2-1 概述41

2-1-1 作业的基本概念41

2-1-2 用户接口41

2-2 命令接口43

2-2-1 联机命令接口43

2-2-2 脱机命令接口45

2-3 系统调用46

2-3-1 系统调用的概念46

2-3-2 系统调用的处理过程47

2-4 作业管理48

2-4-1 批处理作业的管理48

2-4-2 交互式作业的管理54

习题55

第3章 进程与进程管理57

3-1 进程的引入57

3-1-1 前趋图的定义57

3-1-2 程序顺序执行57

3-1-3 程序并发执行58

3-1-4 多道程序设计60

3-2 进程61

3-2-1 进程的概念61

3-2-2 进程的基本状态及其转换62

3-2-3 进程控制块65

3-2-4 进程控制67

3-3 进程调度72

3-3-1 调度的基本概念72

3-3-2 进程调度算法73

3-3-3 进程调度的时机和过程76

3-4 线程的基本概念78

3-4-1 线程的引入78

3-4-2 线程的定义和属性79

3-4-3 线程与进程的比较80

3-4-4 线程的实现机制81

3-5 Linux的进程与进程管理82

3-5-1 Linux的进程结构与进程控制82

3-5-2 Linux的核心进程调度82

习题89

第4章 进程同步与通信90

4-1 进程间的相互作用90

4-1-1 进程间的联系90

4-1-2 利用软件方法解决进程互斥问题92

4-1-3 利用硬件方法解决进程互斥问题95

4-1-4 信号量机制96

4-1-5 经典进程同步问题100

4-1-6 管程机制107

4-2 进程通信112

4-2-1 进程通信的类型112

4-2-2 直接通信和间接通信113

4-2-3 消息缓冲队列通信机制114

4-3 死锁116

4-3-1 产生死锁的原因和必要条件116

4-3-2 预防死锁120

4-3-3 避免死锁121

4-3-4 检测死锁124

4-3-5 解除死锁125

4-4 Linux进程间通信126

4-4-1 概述126

4-4-2 Linux进程通信的基本概念127

4-4-3 Linux消息队列129

4-4-4 Linux的信号量131

4-4-5 共享内存134

4-4-6 Linux系统调用与进程通信135

4-4-7 进程通信信号135

习题137

第5章 存储器管理139

5-1 概述139

5-1-1 存储体系139

5-1-2 存储管理的目的139

5-1-3 存储管理的任务139

5-1-4 程序的链接和装入141

5-1-5 存储管理方式的分类143

5-2 连续存储管理方式143

5-2-1 单一连续分配143

5-2-2 分区分配144

5-3 覆盖技术与交换技术148

5-3-1 覆盖技术149

5-3-2 交换技术150

5-4 分页存储管理方式150

5-4-1 基本思想（工作原理）150

5-4-2 动态地址变换151

5-4-3 快表152

5-4-4 两级和多级页表153

5-4-5 分配与回收154

5-5 分段存储管理方式155

5-5-1 基本思想（工作原理）155

5-5-2 动态地址变换155

5-5-3 存储保护156

5-5-4 分页和分段的主要区别156

5-6 段页式存储管理方式157

5-6-1 基本思想（工作原理）157

5-6-2 地址变换157

5-7 虚拟存储器158

5-7-1 概述158

5-7-2 分页虚拟存储管理159

5-7-3 分段虚拟存储管理164

5-8 Linux的内存管理166

5-8-1 Linux存储管理的重要数据结构167

5-8-2 页表的管理168

5-8-3 页面分配和回收169

5-8-4 页面换入170

5-8-5 换出与丢弃页面170

5-8-6 页面错误的处理171

5-8-7 页面Cache172

5-8-8 Linux的swap Cache173

5-8-9 内核Cache的管理174

习题175

第6章 文件管理177

6-1 概述177

6-1-1 文件和文件系统177

6-1-2 文件的分类178

6-2 文件的结构和存取方式179

6-2-1 文件的存取方式179

6-2-2 文件的逻辑结构180

6-2-3 存储介质181

6-2-4 文件的物理结构184

6-2-5 记录的成组分解189

6-3 文件目录191

6-3-1 文件控制块191

6-3-2 文件目录结构192

6-3-3 目录的查找和目录的改进194

6-4 文件系统的实现196

6-4-1 打开文件表196

6-4-2 外存空间管理197

6-5 文件的使用199

6-5-1 主要操作199

6-5-2 文件共享202

6-6 文件系统的安全性和数据一致性205

6-6-1 防止人为因素造成的文件不安全性205

6-6-2 防止系统因素或自然因素造成的文件不安全性207

6-6-3 文件系统的数据一致性211

6-7 磁盘调度213

6-7-1 磁盘I/O时间213

6-7-2 磁盘的移臂调度214

6-7-3 磁盘的优化分布215

6-8 Linux的文件系统216

6-8-1 Linux文件系统的结构216

6-8-2 Linux文件类型217

6-8-3 Linux文件系统的目录218

6-8-4 Linux文件的查找218

6-8-5 Linux文件的操作218

6-8-6 Linux文件的共享221

6-8-7 Linux文件目录操作222

6-8-8 Linux文件的一致性处理222

6-8-9 Linux EXT2文件系统223

6-8-10 EXT2位示图和I结点图224

6-8-11 Linux高速缓存226

习题227

第7章 设备管理229

7-1 概述229

7-1-1 设备的分类229

7-1-2 设备管理的目标和任务230

7-2 I/O硬件特点230

7-2-1 设备组成230

7-2-2 设备接口231

7-2-3 设备控制器231

7-2-4 通道232

7-2-5 I/O控制方式234

7-2-6 缓冲技术236

7-3 I/O软件的组成239

7-3-1 I/O软件的目标240

7-3-2 中断处理程序240

7-3-3 设备驱动程序241

7-3-4 独立于设备的软件243

7-3-5 用户空间的I/O软件244

7-4 设备分配245

7-4-1 设备分配中的数据结构245

7-4-2 设备独立性247

7-4-3 设备分配247

7-5 虚拟设备249

7-5-1 Spooling技术249

7-5-2 共享打印机250

7-5-3 Spooling系统的优缺点251

7-6 Linux I/O设备管理251

7-6-1 Linux中的设备文件251

7-6-2 Linux的设备驱动程序251

7-6-3 Linux的中断处理256

习题258

第8章 网络与分布式系统259

8-1 分布式系统概述259

8-1-1 通信结构260

8-1-2 开放式系统互联通信结构263

8-2 网络服务器267

8.2.1 服务器的结构268

8-2-2 磁盘和文件服务器269

8-2-3 文件高速缓冲存储器的一致性问题269

8-2-4 打印机服务器270

8-2-5 调制解调器服务器271

8-3 分布式进程管理271

8-3-1 分布式进程271

8-3-2 分布式进程的状态及其转换271

8-3-3 处理机管理272

8-4 进程迁移273

8-4-1 进程迁移机制274

8-4-2 迁移处理275

8-5 分布式进程通信276

8-5-1 信息传送机制276

8-5-2 远程过程调用277

8-5-3 确定分布式系统的全局状态278

8-6 分布式进程同步与互斥281

8-6-1 事件定序法281

8-6-2 分布式互斥283

8-6-3 分布式算法284

8-7 分布式进程死锁问题287

8-7-1 资源分配中的死锁287

8-7-2 消息通信中的死锁289

习题291

参考文献292