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第1章 操作系统概述1

1.1 操作系统的概念1

1.1.1 计算机硬件结构2

1.1.2 系统初启一般过程3

1.1.3 什么是操作系统3

1.1.4 操作系统的目标和地位5

1.1.5 操作系统的特征和服务7

1.2 操作系统的主要功能9

1.3 操作系统的形成和基本类型12

1.3.1 操作系统的形成和发展12

1.3.2 操作系统的基本类型15

1.4 操作系统的主要结构17

1.5 UNIX和Linux系统的核心结构20

小结22

习题23

第2章 进程管理24

2.1 进程的概念24

2.1.1 程序顺序执行的特征24

2.1.2 程序并发执行及其特征25

2.1.3 进程概念的引入和定义26

2.2 进程状态描述及组织方式29

2.2.1 进程的状态及其转换29

2.2.2 进程的组成30

2.2.3 进程组织方式31

2.3 进程管理和有关命令33

2.3.1 进程图和进程管理33

2.3.2 Linux进程管理35

2.3.3 有关进程操作的命令37

2.3.4 有关进程管理的系统调用40

2.4 线程概念42

2.4.1 什么是线程43

2.4.2 线程的实现方式45

2.5 进程间的同步与互斥46

2.5.1 进程间的关系46

2.5.2 竞争条件和临界区48

2.5.3 进程同步机制49

2.5.4 信号量的一般应用51

2.6 进程通信54

2.7 管程58

2.8 经典进程同步问题59

2.9 死锁63

2.9.1 死锁概述63

2.9.2 死锁的预防66

2.9.3 死锁的避免67

2.9.4 死锁的检测和恢复71

2.9.5 活锁和饥饿73

小结74

习题75

第3章 处理机调度78

3.1 调度的作用和级别78

3.2 作业调度79

3.2.1 作业状态79

3.2.2 作业管理和调度80

3.3 进程调度81

3.3.1 进程调度的功能和时机81

3.3.2 两级调度模型82

3.3.3 三级调度模型83

3.4 调度性能的评价83

3.4.1 调度策略的选择83

3.4.2 性能评价标准84

3.5 常用调度算法85

3.6 实时调度89

3.7 Linux系统中的进程调度90

3.7.1 Linux进程调度方式90

3.7.2 Linux常用调度命令92

3.8 中断处理和系统调用94

3.8.1 中断处理的一般过程94

3.8.2 系统调用处理99

3.9 shell基本工作原理102

小结103

习题104

第4章 存储管理106

4.1 地址空间与重定位106

4.1.1 用户程序的地址空间107

4.1.2 重定位概念108

4.1.3 对换技术109

4.2 分区管理技术110

4.2.1 分区法110

4.2.2 可重定位分区分配114

4.3 分页技术115

4.3.1 分页的基本概念115

4.3.2 分页系统中的地址映射117

4.3.3 页的共享和保护118

4.3.4 页表的构造119

4.4 分段技术121

4.4.1 分段的基本概念122

4.4.2 分段系统中的地址映射123

4.4.3 段的共享和保护124

4.5 虚拟存储管理125

4.5.1 虚拟存储器的概念125

4.5.2 虚拟存储器的特征126

4.6 请求分页技术127

4.6.1 请求分页的基本思想127

4.6.2 硬件支持及缺页处理127

4.6.3 页面置换算法130

4.7 内存块分配和抖动问题134

4.7.1 内存块分配134

4.7.2 抖动问题136

4.7.3 工作集136

4.8 段式虚拟存储器137

4.8.1 基本工作过程138

4.8.2 动态链接和链接中断处理138

4.9 段页式结合系统139

4.10 Linux系统的存储管理技术140

4.10.1 对换140

4.10.2 请求分页技术141

小结143

习题144

第5章 文件系统146

5.1 文件系统概述146

5.1.1 文件及其分类147

5.1.2 文件系统的功能149

5.2 文件的逻辑组织和物理组织150

5.2.1 文件的逻辑组织150

5.2.2 用户对文件的存取方法151

5.2.3 文件的物理组织153

5.3 目录文件157

5.3.1 文件控制块和文件目录157

5.3.2 目录结构158

5.4 文件存储空间的管理162

5.5 文件系统的可靠性165

5.5.1 坏块管理165

5.5.2 文件的后备和恢复165

5.5.3 文件系统的一致性167

5.6 文件共享和保护168

5.6.1 文件共享168

5.6.2 文件保护170

5.7 Linux文件系统172

5.7.1 文件系统的格式172

5.7.2 虚拟文件系统175

5.7.3 管道文件177

5.7.4 对文件的主要操作178

小结180

习题181

第6章 设备管理183

6.1 设备管理概述183

6.1.1 设备分类和标识183

6.1.2 I/O系统结构185

6.1.3 直接存储器访问方式187

6.1.4 缓冲技术188

6.1.5 设备管理的功能190

6.2 设备分配技术191

6.2.1 设备分配技术和算法191

6.2.2 SPOOLing系统193

6.3 I/O软件构造原则194

6.3.1 I/O软件目标194

6.3.2 设备驱动程序195

6.3.3 与设备无关的I/O软件197

6.3.4 用户空间I/O软件198

6.3.5 处理输入输出请求的步骤199

6.4 磁盘调度和管理200

6.4.1 磁盘硬件200

6.4.2 磁盘调度算法201

6.5 Linux系统设备管理203

6.5.1 设备管理概述203

6.5.2 设备驱动程序与内核间的接口204

小结207

习题207

第7章 操作系统的发展和安全性209

7.1 现代操作系统发展概述209

7.1.1 推动操作系统发展的动力209

7.1.2 现代操作系统的发展210

7.2 系统安全性219

7.2.1 信息安全问题219

7.2.2 一般性安全机制220

7.2.3 保护机制222

7.3 系统性能评价226

小结229

习题230

附录A 实验指导231

附录B 部分习题参考答案243

附录C Linux常用系统调用257

附录D Linux常用命令263

参考文献269