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第1章 操作系统引论1

1.1 引言1

1.1.1 计算机和计算机系统1

1.1.2 何谓操作系统1

1.1.3 操作系统的地位、功能和构成2

1.2 单机操作系统3

1.2.1 批处理系统4

1.2.2 分时系统6

1.2.3 实时系统6

1.2.4 基本操作系统的特征7

1.3 微机操作系统8

1.3.1 MS-DOS8

1.3.3 UNIX操作系统9

1.3.2 Windows操作系统9

1.3.4 Linux操作系统10

1.4 多机操作系统10

1.4.1 多处理机操作系统11

1.4.2 网络操作系统11

1.4.3 分布式操作系统12

1.5 Linux操作系统概述13

1.5.1 Linux的起源和历史13

1.5.2 Linux的特点14

1.5.3 Linux的基本结构15

1.6 本章小结17

本章中的基本术语18

习题与实验19

2.1.1 操作系统与用户的接口形式20

2.1 操作系统与用户的接口20

第2章 操作系统接口20

2.1.2 程序级接口21

2.1.3 作业控制语言23

2.1.4 操作系统与用户接口的发展和功能23

2.2 联机控制24

2.2.1 键盘命令24

2.2.2 菜单命令25

2.2.3 窗口命令25

2.2.4 图形命令26

2.2.5 对话框和对话窗口27

2.3 作业控制28

2.3.1 作业的输入方式28

2.3.2 作业的状态和状态转换29

2.3.3 作业的组织运行30

2.3.4 作业调度31

2.4 Linux的用户接口34

2.4.1 Linux的外壳shell34

2.4.2 X Window-Linux的图形窗口界面36

2.5 Linux的使用操作简介36

2.5.1 Linux的登录和退出37

2.5.2 shell的常用命令37

2.5.3 shell编程39

2.6 本章小结44

本章中的基本术语45

习题与实验46

第3章 进程管理49

3.1 中断技术49

3.1.1 中断概念49

3.1.2 中断向量和优先级50

3.1.3 中断类型51

3.1.4 中断过程51

3.1.5 UNIX的中断处理52

3.1.6 中断处理程序的不同调用形式53

3.2 程序的并发执行54

3.2.1 资源与共享54

3.2.2 程序的顺序执行54

3.2.3 程序的并发执行55

3.3 进程的概念56

3.3.1 进程的定义和特征56

3.3.2 进程状态及其转换57

3.3.3 进程控制块59

3.4.1 进程制约60

3.4 进程同步与进程通信60

3.4.2 临界区和临界资源61

3.4.3 进程同步与互斥的概念62

3.4.4 同步机构62

3.4.5 进程互斥64

3.4.6 进程同步67

3.4.7 进程通信70

3.5 进程控制74

3.5.1 进程树和进程队列74

3.5.2 进程控制原语77

3.6 进程调度80

3.6.1 进程调度综述80

3.6.2 进程调度算法81

3.7 死锁82

3.7.1 死锁及产生的原因和必要条件82

3.7.2 解决死锁的基本方法84

3.8 线程88

3.8.1 线程的概念89

3.8.2 线程与进程的关系89

3.8.3 线程的状态90

3.8.4 线程类型91

3.9 Linux的进程管理93

3.9.1 Linux的进程93

3.9.2 Linux的进程控制块94

3.9.3 Linux的进程状态103

3.9.4 Linux的进程调度105

3.9.5 Linux的进程控制108

3.9.6 Linux的进程通信111

3.10 本章小结116

习题与实验117

第4章 存储管理120

4.1 概述120

4.1.1 存储管理的目的和功能121

4.1.2 存储分配的方式和策略121

4.1.3 虚拟存储器的概念122

4.1.4 地址重定位技术123

4.2 基本存储管理技术125

4.2.1 单-连续区分配125

4.2.2 固定分区管理126

4.2.3 可变分区管理127

4.2.4 可重定位分区和紧凑技术132

4.2.5 存储保护133

4.2.6 分区管理技术的优缺点分析134

4.2.7 交换技术135

4.3.1 分页存储管理的基本思想136

4.3 分页存储管理136

4.3.2 简单分页存储管理137

4.3.3 简单分页存储管理的相关技术138

4.3.4 请求分页存储管理139

4.3.5 页面替换算法140

4.3.6 优缺点分析146

4.4 段式存储管理146

4.4.1 基本原理146

4.4.2 段式管理的存储保护措施147

4.4.3 段式存储管理的优缺点分析148

4.4.4 段页式存储管理149

4.5 Linux的虚拟内存管理151

4.5.1 Linux虚拟内存管理概述151

4.5.2 Linux中的页目录和页面表155

4.5.3 物理内存页面的分配和回收158

4.5.4 内存映射164

4.5.5 请页机制171

4.5.6 缓冲机制174

4.5.7 交换机制176

4.6 本章小结185

本章中的基本术语187

习题与实验188

第5章 设备管理192

5.1 设备管理概述192

5.1.1 计算机系统的设备192

5.1.2 设备管理的基本功能194

5.1.3 I/O设备的组成195

5.2.1 循环I/O测试方式196

5.2 I/O控制方式196

5.2.2 程序中断控制方式197

5.2.3 直接存储器存取(DMA)方式197

5.2.4 通道的控制方式199

5.3 缓冲技术和SPOOLing技术202

5.3.1 缓冲技术(buffering)的引入203

5.3.2 缓冲区的种类203

5.3.3 SPOOLing技术204

5.4 I/O软件207

5.4.1 I/O软件的目标与层次结构207

5.4.2 I/O中断的处理209

5.4.3 设备驱动程序210

5.4.4 与设备无关的I/O软件211

5.4.5 用户空间的I/O软件213

5.5.1 设备的分配的原则214

5.5 设备的分配214

5.5.2 逻辑设备名与物理设备名217

5.5.3 独占设备的分配与释放218

5.6 Linux设备管理219

5.6.1 Linux设备管理概述219

5.6.2 设备驱动程序基础221

5.6.3 设备中断的处理227

5.6.4 设备驱动程序框架231

5.6.5 并口打印设备驱动程序235

5.7 本章小结238

习题与实验240

第6章 文件系统242

6.1 文件系统综述242

6.1.1 文件类型242

6.2.1 文件命名244

6.1.2 文件系统244

6.2 文件和存取方法244

6.2.2 文件的逻辑结构245

6.3 文件目录245

6.3.1 文件控制块246

6.3.2 文件目录结构247

6.3.3 路径名250

6.3.4 目录操作250

6.4 文件的安全性和保护机制251

6.4.1 安全性251

6.4.2 安全性的设计原则252

6.4.3 保护机制252

6.4.4 存取权限的存取控制技术254

6.5 文件的系统调用255

6.5.1 文件的基本操作256

6.5.2 文件的其他操作257

6.6 文件存储器的管理258

6.6.1 文件存储器简介258

6.6.2 文件的物理组织和存储分配258

6.6.3 文件存储器中空闲存储空间的管理261

6.7 Linux文件系统概述263

6.7.1 虚拟文件系统263

6.7.2 文件的用户接口264

6.8 Linux文件系统的实现266

6.8.1 ext2文件系统的逻辑结构与物理结构267

6.8.2 ext2文件系统存储空间管理272

6.8.3 ext2文件系统目录文件的实现278

6.9 Linux虚拟文件系统280

6.9.1 虚拟文件系统的作用280

6.9.2 VFS的超级块和索引节点281

6.9.3 Linux文件系统调用290

6.10 本章小结301

本章中的基本术语302

习题与实验303

第7章 分布式操生系统305

7.1 分布式系统简介305

7.1.1 何谓分布式系统305

7.1.2 分布式系统的分类305

7.1.3 分布式操作系统308

7.1.4 分布式系统的特点和设计目标310

7.2 分布式系统中的通信和同步311

7.2.1 分布式系统中的通信312

7.2.2 客户/服务器模型312

7.2.3 远程过程调用314

7.3 分布式系统的同步问题315

7.3.1 时钟同步315

7.3.2 互斥问题316

7.3.3 选举算法316

7.3.4 死锁问题317

7.4 分布式系统中的进程管理317

7.4.1 线程317

7.4.2 系统模型318

7.4.3 处理器分配319

7.5 分布式文件系统319

7.5.1 分布式文件系统的设计320

7.6 本章小结321

习题答案322

参考文献343