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第1章操作系统概述1

1.1 计算机发展简史1

目录1

1.2什么是操作系统2

1.3操作系统的服务功能2

1.3.1 系统调用3

1.3.2 系统程序5

1.4操作系统的环境6

1.5操作系统的结构7

1.5.2层次结构8

1.5.1单块结构8

1.5.3虚拟机（Virtual Machines）9

1.5.4客户／服务器模型10

1.6操作系统的发展过程和11

“代”的划分11

1.6.1 手工操作阶段11

1.6.2早期批处理阶段12

1.6.3执行系统阶段13

1.6.4多道程序系统阶段14

1.7操作系统的分类15

1.6.5操作系统“代”的划分15

1.7.1 多道成批系统16

1.7.2分时系统17

1.7.3实时时系统18

1.7.4 个人机系统19

1.7.5网络操作系统20

1.8 UNIX系统的特点和结构20

1.9 小结24

习题25

2.1.1程序的顺序执行27

第2章进程管理27

2.1进程概念27

2.1.2程序的并发执行和资源共享28

2.1.3程序并发执行的特性29

2.1.4进程概念的引入和描述31

2.1.5进程的状态及其变迁32

2.1.6进程的组成32

2.1.7 UNIX系统的进程映像34

2.1.8进程环境38

2.2.1进程的创建39

2.2有关进程的操作39

2.2.2进程的等待41

2.2.3进程的终止41

2.2.4进程映像的更换42

2.3进程的相互作用和通信43

2.3.1 同步43

2.3.2互斥43

2.3.3进程的临界区和临界资源45

2.3.4用锁操作原语实现互斥45

2.3.5 信号量上的P、V操作原语46

2.3.6信号量集机制53

2.3.7管程54

2.3.8消息缓冲通信55

2.3.9 UNIX系统的进程通信方式58

2.4 小结64

习题65

第3章处理机管理69

3.1 作业调度69

3.2进程调度70

3.3.2性能评价标准72

3.3.1 调度策略的选择72

3.3性能评价标准72

3.4常用调度算法73

3.1.1 先来先服务（FCFS）73

3.4.2短作业优先（SJF）74

3.4.3优先级75

3.4.4抢占式和非抢占式算法76

3.4.5轮转法（RR）77

3.4.6多级队列法78

3.4.7多级反馈队列法79

3.5.1进程调度80

调度80

3.5 UNIX系统中的进程80

3.5.2 shell基本工作原理84

3.5.3 系统初启85

3.6 小结87

习题88

第4章存储管理91

4.1 引言91

4.1.1存储器的层次91

4.1.2用户程序的主要处理阶段92

4.1.3重定位93

4.1.4存储管理的功能95

4.2早期的存储管理技术96

4.2.1 分区法96

4.2.2可重定位分区分配99

4.3多道程序对换技术100

4.4虚拟存储器的概念102

4.5请求分页式存储管理103

4.5.1分页的概念103

4.5.2请求分页的基本思想104

4.5.3硬件支持及缺页中断处理105

4.5.4请求分页的性能108

4.5.5 页面淘汰109

4.5.6页面淘汰算法110

4.5.7物理页分配算法114

4.5.8工作集116

4.5.9请求分页的优缺点117

4.6 UNIX S_5的存储管理118

4.6.1 对换118

4.6.2请求分页121

4.7.1分段的概念126

4.7.2硬件支持126

4.7段式存储管理126

4.7.3连接中断处理127

4.7.4保护和共享128

4.7.5段式虚拟存储的优点和缺点130

4.8段页式结合系统130

4.9小结130

习题132

5.1.1文件及其分类136

5.1.2文件命名136

5.1 概述136

第5章文件系统136

5.1.3文件系统的功能137

5.1.4存取方法和文件的逻辑组织138

5.2文件的物理组织139

5.2.1 连续文件140

5.2.2 串连文件140

5.2.3索引文件141

5.2.4多重索引结构141

5.3 目录结构142

5.3.1 目录及其主要操作142

5.3.2 目录结构144

5.4.2空闲块链接法148

5.4文件存储空间的管理148

5.4.1 空闲空间表法148

5.4.3位示图（Bit Map）法149

5.4.4空闲块成组链接法149

5.5对文件的主要操作150

5.5.1创建和删除文件150

5.5.2打开与关闭文件151

5.5.3读文件与写文件152

5.6文件系统的可靠性153

5.5.4连接文件与解除连接153

5.6.1 坏块管理154

5.6.2后备154

5.6.3文件系统一致性154

5.7文件保护156

5.8文件系统与数据库158

5.9 UNIX文件系统的内部实现158

5.9.1 I节点（I-nodes）158

5.9.2活动I节点的分配与释放159

5.9.3 目录项和检索目录文件161

打开文件表163

5.9.4 用户打开文件表和系统163

5.9.5文件卷和卷专用块165

5.9.6空闲1节点的分配与释放166

5.9.7空闲盘块的分配与释放168

5.9.8文件卷的安装与拆卸169

5.9.9 各主要数据结构之间的联系171

5.9.10管道文件（pipe）171

5.10小结174

习题175

6.1.1 设备分类177

6.1 概述177

第6章设备管理177

6.1.2设备管理的功能178

6.1.3通道技术179

6.1.4设备控制器180

6.2 缓冲技术（Buffering）181

6.2.1缓冲技术的引入181

6.2.2缓冲区的设置182

6.3 设备分配技术与183

SPOOLing系统183

6.3.1 设备分配技术183

6.3.2 SPOOLing系统184

6.4 I/O软件构造原则185

6.4.1 I/O软件目标185

6.4.2 设备驱动程序186

6.4.3 与设备无关的I/O软件187

6.4.4 用户空间I/O软件187

6.5磁盘调度188

6.5.1物理持性188

6.5.2磁盘调度算法190

6.5.3 系统设计应考虑的几个问题193

6.6 UNIX系统的设备管理193

6.6.1 UNIX系统的缓冲技术194

6.6.2块设备管理197

6.6.3字符设备管理198

6.7汉字信息处理技术201

6.8小结203

习题204

第7章 中断、陷入和信号207

机构207

7.1 概述207

7.1.1中断及其一般处理过程207

7.1.2中断优先级和多重中断211

7.1.3 中断屏蔽212

7.2 UNIX系统对中断和213

陷入的处理213

7.2.1 中断处理213

7.2.2陷入处理214

7.3系统调用的实施举例216

7.4信号机构218

7.4.1 信号分类218

7.4.3信号的检测和处理219

7.4.2设置信号处理方式219

7.5 小结220

习题221

第8章 死锁223

8.1 概述223

8.1.1什么叫死锁223

8.1.2资源概念224

8.2 产生死锁的充要条件225

8.2.1 产生死锁的充要条件225

8.2.2资源分配图226

8.2.3处理死锁的方法228

8.3死锁的预防228

8.3.1破坏相互排斥的条件228

8.3.2破坏占有且等待的条件228

8.3.4破坏循环等待的条件229

8.3.3破坏非抢占式的条件229

8.4死锁的避免230

8.4.1安全序列230

8.4.2银行家算法231

8.4.3对单体资源类的简化算法232

8.5死锁的检测233

8.5.1多体资源类233

8.5.2单体资源类234

8.6.2 重新运行235

8.6死锁的恢复235

8.6.1选择牺牲者235

8.6.3“饿死”状态236

8.7 处理死锁的综合方式和236

未来的考虑236

8.8 小结237

习题238

9.1概述240

9.2面向对象技术的发展240

9.3面向对象的基本概念241

9.3.1 对象和类241

9.3.2消息和方法242

9.4 面向对象技术的特征243

9.4.1继承性243

9.3.3 实例243

9.4.3 多态性245

9.4.4 重载245

9.4.2封装性245

9.5 面向对象的设计方法246

9.5.1 OOA246

9.5.3OOP247

9.6 小结247

9.5.2OOD247

习题248

微内核结构249

10.1 概述249

第1O章国产操作系统的249

10.2什么是微内核结构250

10.2.1 微内核概念250

10.2.2操作系统的垂直结构与251

水平结构251

10.2.3微内核结构的优点251

10.3 COSIX V2.0的体系结构252

10.4 COSIX V2.0中的253

基本概念253

10.4.1 任务和线程253

10.4.2 端口、端口集和消息254

10.4.3虚存管理和存储对象256

10.4.4结点计算机、处理器及257

处理器集257

10.4.5 C线程库259

10.5微内核的实现259

10.5.1任务线程子系统259

10.5.2 IPC机制262

10.5.3虚拟存储管理子系统266

10.5.4其它270

10.6小结271

习题272

第11章多处理器系统273

11.1概述273

11.2松散耦合系统和274

紧密耦合系统274

11.3.1 多处理器系统的问题275

和基本结构275

11.3 多处理器操作系统275

11.3.2 UNIX多处理器系统278

11.4 多处理器系统的未来279

11.4.1多计算机集群280

11.4.2对称多处理280

11.4.3稳固耦合多重处理281

11.5 小结281

习题282

第12章分布式系统283

12.1概述283

12.2分布式系统的系统结构285

12.2.1分布式系统的总体结构285

12.2.2三种多机操作系统的比较286

12.3.1完全连接287

12.3.2部分连接287

12.3分布式系统的拓扑结构287

12.3.3分层结构288

12.3.4星形结构288

12.3.5环形结构289

12.3.6多路存取总线289

12.4 分布式系统的设计因素290

12.5分布式系统的通信291

12.5.1 ISOOSI参考模型292

12.5.2客户／服务器模型292

12.5.3远程过程调用293

处理器管理294

12.6.1分布式系统的进程管理294

12.6分布式系统的进程和294

12.6.2处理器分配295

12.7分布式文件系统297

12.7.1文件服务接口297

12.7.2 目录服务器接口298

12.7.3文件共享语义300

12.8 小结301

习题302

13.1性能评价303

13.1.1性能评价的目的303

第13章性能评价及安全性303

13.1.2性能评价技术304

13.2操作系统的安全性305

13.2.1安全性问题305

13.2.2常见的安全性攻击306

13.3小结307

习题307

13.2.3计算机病毒对策307

常用命令309

A.1 UNIX系统调用309

附录A UNIX系统调用及309

A.2 UNIX系统常用命令314

B.1概述317

B.2 shell过程及其执行方法317

附录B shell程序设计317

B.3 shell变量和参数318

B.4 shell特殊字符321

B.5变量赋值322

B.6流程控制结构322

B.7函数326

主要参考文献328

第9章面向对象技术340