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第0章 计算机系统概述1

0.1计算机系统及其结构1

0.2计算机硬件2

0.2.1中央处理器4

0.2.2存储器5

0.2.3 I/O系统6

0.2.4总线7

0.2.5启动计算机8

0.3指令的执行9

0.3.1取指令与执行指令9

0.3.2 I/O函数9

0.4中断9

0.4.1中断与指令周期10

0.4.2中断处理12

0.4.3多个中断13

思考与练习题13

第1章 操作系统引论14

1.1操作系统的定义14

1.1.1资源管理的观点14

1.1.2用户的观点（扩展机器的观点）15

1.2操作系统的产生和发展16

1.2.1第一代计算机没有操作系统16

1.2.2第二代计算机有了监控系统16

1.2.3第三代计算机操作系统得到极大的发展18

1.2.4第四代计算机操作系统向多元化方向发展20

1.3操作系统的特征21

1.4操作系统的功能22

1.4.1进程管理22

1.4.2存储管理23

1.4.3设备管理24

1.4.4文件管理24

1.4.5操作系统接口25

1.5操作系统类型26

1.5.1批处理操作系统26

1.5.2分时操作系统28

1.5.3实时操作系统30

1.5.4微机操作系统32

1.5.5多处理机操作系统38

1.5.6网络操作系统39

1.5.7分布式操作系统41

1.5.8嵌入式操作系统42

思考与练习题43

第2章 进程与线程44

2.1进程的引入44

2.1.1单道程序的顺序执行44

2.1.2多道程序的并发执行45

2.1.3程序并发执行的条件47

2.1.4进程的概念47

2.2进程的状态及组成48

2.2.1进程的基本状态49

2.2.2进程的挂起状态50

2.2.3进程控制块52

2.3进程控制54

2.3.1操作系统内核54

2.3.2进程的创建与撤销56

2.3.3进程的阻塞与唤醒57

2.3.4进程的挂起与激活58

2.4线程58

2.4.1线程的概念59

2.4.2线程与进程的比较61

2.4.3线程的实现63

2.4.4多线程问题69

思考与练习题70

第3章 进程同步与通信72

3.1进程同步与互斥72

3.1.1并发原理72

3.1.2临界资源与临界区74

3.1.3互斥实现的硬件方法76

3.1.4互斥实现的软件方法77

3.1.5信号量和PV操作79

3.2经典进程同步与互斥问题81

3.2.1生产者—消费者问题81

3.2.2读者—写者问题83

3.2.3哲学家进餐问题85

3.2.4打瞌睡的理发师问题86

3.3 AND信号量87

3.3.1 AND信号量的引入88

3.3.2用AND信号量解决实际应用89

3.4管程90

3.4.1管程的思想90

3.4.2管程的结构91

3.4.3用管程解决实际应用92

3.5同步与互斥实例94

3.5.1 Solaris的同步与互斥94

3.5.2 Windows的同步与互斥95

3.5.3Linux的同步与互斥95

3.6进程通信96

3.6.1进程通信的类型96

3.6.2进程通信中的问题97

3.6.3消息传递系统的实现98

3.6.4客户端—服务器系统通信100

思考与练习题101

第4章 调度与死锁103

4.1调度类型与准则103

4.1.1调度类型103

4.1.2进程调度方式104

4.1.3进程调度时机105

4.1.4调度的性能准则105

4.2调度算法106

4.2.1先来先服务调度算法106

4.2.2短作业（进程）优先调度算法107

4.2.3时间片轮转调度算法108

4.2.4优先权调度算法109

4.2.5多级反馈队列调度算法110

4.2.6多种调度算法比较111

4.3死锁的基本概念112

4.3.1死锁定义112

4.3.2死锁产生的原因112

4.3.3可重复使用资源和可消耗资源114

4.3.4死锁产生的必要条件116

4.4死锁的预防与避免116

4.4.1死锁的预防116

4.4.2死锁的避免117

4.4.3银行家算法118

4.5死锁的检测与解除122

4.5.1资源分配图122

4.5.2死锁的解除123

4.5.3鸵鸟算法124

思考与练习题124

第5章 存储管理126

5.1程序的装入和链接126

5.1.1重定位126

5.1.2链接128

5.2连续分配存储管理方式129

5.2.1单一连续分区129

5.2.2固定分区130

5.2.3可变分区131

5.2.4动态重定位分区133

5.3页式存储管理133

5.3.1页式存储管理的基本原理134

5.3.2页式存储管理的地址变换机构135

5.3.3页表的硬件实现136

5.3.4页表的组织137

5.3.5页式存储管理系统举例139

5.4段式存储管理142

5.4.1段式存储管理的基本原理142

5.4.2段式存储管理系统地址变换过程143

5.4.3分段和分页的区别143

5.4.4段的共享与保护144

5.5段页式存储管理147

5.5.1段页式存储管理的基本原理147

5.5.2段页式存储管理的地址变换147

5.5.3段页式存储管理系统举例149

思考与练习题152

第6章 虚拟存储管理154

6.1虚拟存储器的引入154

6.1.1局部性原理154

6.1.2虚拟存储器154

6.1.3虚拟存储器的特征155

6.2请求页式存储管理155

6.2.1请求页式存储管理系统的实现155

6.2.2请求页式存储管理驻留集管理157

6.2.3请求页式存储管理的调入策略158

6.2.4请求页式存储管理的页面置换算法159

6.2.5请求页式存储管理系统的性能161

6.3请求段式存储管理163

6.3.1请求段式存储管理的地址实现163

6.3.2动态链接164

思考与练习题166

第7章 设备管理168

7.1 I/O管理概述168

7.1.1 I/O管理的功能168

7.1.2 I/O硬件组成169

7.1.3 I/O设备170

7.1.4设备控制器172

7.1.5设备通道173

7.2 I/O控制方式175

7.2.1程序直接控制方式176

7.2.2中断控制方式177

7.2.3 DMA控制方式178

7.2.4通道控制方式179

7.3 I/O系统181

7.3.1设备分配181

7.3.2 SPOOLing技术186

7.3.3设备驱动程序187

7.3.4中断处理程序189

7.4磁盘管理191

7.4.1磁盘结构和管理191

7.4.2磁盘调度195

7.4.3独立磁盘冗余阵列197

7.5缓冲管理200

7.5.1缓冲201

7.5.2磁盘高速缓存205

7.5.3提高磁盘I/O速度的其他方法206

思考与练习题207

第8章 文件管理209

8.1文件概述209

8.1.1文件类型209

8.1.2文件属性210

8.1.3文件的操作211

8.1.4文件访问方式211

8.2文件结构和文件系统212

8.2.1文件结构212

8.2.2有结构文件的组织213

8.2.3文件系统215

8.3目录217

8.3.1文件控制块和索引节点217

8.3.2单级目录218

8.3.3两级目录219

8.3.4树形目录220

8.3.5目录的查询222

8.3.6文件的共享224

8.4文件系统实现226

8.4.1文件系统的格式227

8.4.2文件的存储结构227

8.4.3空闲存储空间的管理231

8.5文件系统的可靠性235

8.5.1坏块管理235

8.5.2备份235

8.5.3文件系统一致性问题236

8.5.4数据一致性控制238

8.6保护机制238

8.6.1保护域239

8.6.2保护矩阵的实现240

8.6.3分级安全管理241

思考与练习题243

第9章Windows Vista/7操作系统245

9.1 Windows Vista/7的特点和结构245

9.1.1 Windows Vista/7的特点245

9.1.2 Windows Vista/7的结构246

9.2 Windows Vista/7进程管理249

9.2.1 Windows Vista/7的进程和线程249

9.2.2 Windows Vista/7的互斥与同步253

9.2.3 Windows Vista/7的进程通信255

9.2.4 Windows Vista/7的线程调度257

9.3 Windows Vista/7内存管理262

9.3.1 Windows Vista/7的地址空间布局262

9.3.2 Windows Vista/7的地址变换机制263

9.3.3 Windows Vista/7的内存分配266

9.3.4 Windows Vista/7的页面共享268

9.3.5 Windows Vista/7的驻留集269

9.3.6 Windows Vista/7的物理内存管理270

9.4 Windows Vista/7设备管理273

9.4.1 Windows Vista/7的I/O系统结构273

9.4.2 Windows Vista/7的I/O系统的数据结构274

9.4.3 Windows Vista/7的I/O系统的设备驱动程序277

9.4.4 Windows Vista/7的I/O处理278

9.4.5 Windows Vista/7的磁盘管理279

9.4.6 Windows Vista/7的高速缓存管理281

9.4.7 Windows Vista/7的高速缓存支持的操作282

9.5Windows Vista/7文件管理284

9.5.1 Windows Vista/7文件系统概述284

9.5.2 NTFS卷及其结构287

9.5.3 NTFS的可恢复性、可靠性和安全性291

思考与练习题293

第10章Linux操作系统295

10.1 Linux内核设计295

10.1.1内核设计目标295

10.1.2微内核与单内核296

10.1.3 Linux内核结构297

10.2Linux系统的启动与初始化298

10.2.1初始化系统298

10.2.2操作系统的初始化299

10.2.3 init进程300

10.3Linux进程管理300

10.3.1 Linux中的进程与线程300

10.3.2进程与线程的创建和撤销302

10.3.3进程调度303

10.3.4进程通信304

10.4 Linux内存管理306

10.4.1虚拟内存管理306

10.4.2物理内存管理307

10.5Linux文件管理308

10.5.1虚拟文件系统309

10.5.2文件系统的安装与卸载311

10.5.3 EXT2逻辑文件系统313

10.6 Linux设备管理315

10.6.1 Linux设备管理概述315

10.6.2 Linux设备的类型316

10.6.3中断317

10.6.4缓存和刷新机制318

10.6.5磁盘调度318

思考与练习题320

参考文献321