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第1章操作系统引论1

1.1操作系统的形成1

1.1.1 人工操作方式1

1.1.2 脱机输入输出技术2

1.1.3 批处理技术2

1.1.4 多道程序设计技术2

1.2操作系统的基本类型3

1.2.1 批处理系统4

1.2.2 分时系统5

1.2.3 实时系统7

1.3操作系统的特征和功能8

1.3.1 操作系统的特征8

1.3.2 操作系统的功能10

1.4操作系统的发展12

1.4.1 微机操作系统12

1.4.2 多处理机操作系统14

1.4.3 网络操作系统15

1.4.4 分布式操作系统16

1.5操作系统的层次结构18

1.5.1 模块接口法18

1.5.2 有序分层法20

1.6 小结22

习题22

第2章进程管理24

2.1前趋图24

2.1.1 程序的顺序执行与特征24

2.1.2 前趋图的定义25

2.1.3 程序的并发执行和特征26

2.1.4 Bernstein条件28

2.2进程的基本概念29

2.2.1 进程的定义和特征29

2.2.2 进程状态及其演变30

2.2.3 进程控制块31

2.3进程控制33

2.3.1 内核33

2.3.2 进程的创建和撤消34

2.3.3 进程的挂起与激活36

2.3.4 进程的阻塞和唤醒37

2.4进程同步38

2.4.1 临界区38

2.4.2 硬件指令机制39

2.4.3 信号量机制40

2.4.4 信号量的应用42

2.4.5 “信号量集”机制44

2.4.6 管程46

2.5经典进程同步问题47

2.5.1 生产者-消费者问题47

2.5.2 读者-写者问题49

2.5.3 哲学家进餐问题51

2.6进程通信52

2.6.1 进程通信类型52

2.6.2 直接通信方式54

2.6.3 直接通信的实例——消息缓冲通信55

2.7进程调度57

2.7.1 调度的基本概念58

2.7.2 进程调度算法59

2.7.3 进程调度的实现63

2.8死锁65

2.8.1 产生死锁的原因和必要条件65

2.8.2 预防死锁68

2.8.3 避免死锁69

2.8.4 检测死锁72

2.8.5 死锁的解除74

2.9 小结75

习题76

第3章作业管理79

3.1 引言79

3.2作业的管理和调度79

3.2.1 作业的状态79

3.2.2 作业调度81

3.3 用户与操作系统之间的接口89

3.4命令接口90

3.4.1 命令接口的类型91

3.4.2 命令接口的结构94

3.4.3 终端处理程序95

3.5命令语言96

3.5.1 命令语言结构96

3.5.2 命令的种类97

3.5.3 键盘命令的打入和执行98

3.5.4 命令文件98

3.6程序接口99

3.6.1 什么是系统调用100

3.6.2 初始化与终止101

3.6.3 系统调用简介101

3.6.4 系统调用执行过程103

3.7程序库和链接编辑104

3.7.1 编译/链接编辑/执行序列104

3.7.2 编译程序和源语句库105

3.7.3 目标模块108

3.7.4 装入目标模块109

3.8作业控制110

3.8.1 脱机作业控制111

3.8.2 联机作业控制112

3.9 小结112

习题113

第4章存储器管理114

4.1引言114

4.1.1 存储器管理的目的和功能114

4.1.2 存储分配的三种方式115

4.1.3 重定位116

4.1.4 虚拟存储器概念118

4.1.5 小结119

4.2单用户系统的存储器管理120

4.2.1 存储器的分配120

4.2.2 存储保护120

4.3多用户系统存储器管理——分区式分配122

4.3.1 固定式分区122

4.3.2 可变式分区123

4.3.3 可重定位分区分配126

4.3.4 多重分区分配126

4.3.5 动态分区的操作和数据结构127

4.3.6 分区的存储保护129

4.3.7 小结131

4.4覆盖和交换131

4.4.1 覆盖131

4.4.2 交换技术132

4.5分页存储管理133

4.5.1 纯分页系统133

4.5.2 请求式分页系统——单段式虚拟存储器136

4.5.3 分页系统的优缺点147

4.5.4 分页系统小结148

4.6分段存储管理148

4.6.1 分段地址空间149

4.6.2 实现原理150

4.6.3 保护措施152

4.6.4 分段存储管理——多段式虚拟存储器152

4.6.5 分段动态链接155

4.6.6 分段的共享160

4.6.7 分段管理的优缺点162

4.7段页式存储管理——另一种段式虚拟存储器163

4.7.1 实现原理163

4.7.2 管理算法166

4.7.3 段页式系统的优缺点167

4.7.4 段式系统小结167

习题168

第5章I/O设备管理170

5.1 引言170

5.2 设备管理的任务和功能170

5.3处理输入输出请求的步骤171

5.3.1 I/O请求171

5.3.2 对输入输出控制系统的调用172

5.3.3 输入输出控制系统的功能172

5.3.4 设备驱动程序172

5.4输入输出控制系统（IOCS）173

5.4.1 I/O服务的请求173

5.4.2 逻辑设备和物理设备173

5.4.3 数据缓冲区175

5.4.4 I/O挂起队列176

5.4.5 输入输出控制系统示例176

5.5设备驱动程序178

5.5.1 服务请求的校验178

5.5.2 设备的状态179

5.5.3 启动I/O请求180

5.5.4 中断处理181

5.5.5 I/O请求的完成181

5.5.6 设备驱动程序示例181

5.5.7 I/O请求的处理步骤183

5.6 挂起队列的调度策略184

5.7设备分配程序187

5.7.1 I/O系统结构187

5.7.2 设备管理中的数据结构188

5.7.3 设备分配机制191

5.7.4 设备分配程序193

5.8 小结195

习题195

第6章文件管理197

6.1 引言197

6.2文件、文件系统198

6.2.1 文件198

6.2.2 逻辑文件和物理文件198

6.2.3 文件类型199

6.2.4 文件系统199

6.3文件组织和存取方法200

6.3.1 顺序存取方法202

6.3.2 直接存取方法203

6.3.3 索引顺序存取方法204

6.4文件的物理组织206

6.4.1 文件物理组织的不同方式206

6.4.2 文件类型与文件存储器、存取方法的关系210

6.4.3 多级索引210

6.5文件存储器存储空间的管理212

6.5.1 空白文件目录212

6.5.2 空白物理块链213

6.5.3 位示图215

6.6文件目录216

6.6.1 单级文件目录216

6.6.2 多级目录218

6.6.3 便于共享的目录组织221

6.6.4 符号文件目录的查询技术223

6.7 文件的存取控制226

6.8对文件的各种操作228

6.8.1 文件的使用229

6.8.2 文件控制块231

6.9文件系统的一般模型232

6.9.1 用户接口及初始化模块233

6.9.2 符号文件系统234

6.9.3 基本文件系统234

6.9.4 存取控制验证234

6.9.5 逻辑文件系统235

6.9.6 物理文件系统235

6.9.7 设备策略模块236

6.9.8 I/O调度和控制系统236

6.9.9 分配策略模块236

6.9.10 主要文件命令的算法237

6.10 小结240

习题240

第7章多处理机操作系统242

7.1多处理机系统概述242

7.1.1 多处理机系统的结构242

7.1.2 多处理机系统的分类244

7.1.3 多处理机系统的优点245

7.2多处理机系统的硬件结构246

7.2.1 分时和公用总线246

7.2.2 交叉开关矩阵248

7.2.3 多端口存储器249

7.3多处理机操作系统的特征与分类251

7.3.1 多处理机操作系统的特征251

7.3.2 多处理机操作系统的功能251

7.3.3 多处理机操作系统的类型253

7.4进程同步254

7.4.1 集中式同步与分布式同步254

7.4.2 集中式同步机构255

7.4.3 利用事件计数实现同步257

7.4.4 利用中心进程实现同步259

7.5进程通信259

7.5.1 信箱通信的原理259

7.5.2 信箱通信的实现方式261

7.5.3 异常情况处理262

7.6任务分配263

7.6.1 设计任务分配算法时应考虑的问题263

7.6.2 最早调度算法265

7.6.3 子集调度算法266

7.6.4 搜索树268

7.7 小结270

习题271

第8章网络操作系统与分布式操作系统272

8.1计算机网络概述272

8.1.1 计算机网络的类型272

8.1.2 交换网273

8.1.3 局域网275

8.2开放系统互连参考模型277

8.2.1 OSI/RM的组成和分层体系结构的概念277

8.2.2 OSI/RM中的低三层280

8.2.3 OSI/RM的中间层282

8.2.4 OSI/RM的高两层284

8.3网络操作系统的类型284

8.3.1 按网络控制方式分类285

8.3.2 按支持NOS的单机操作系统类型分类287

8.4标识符系统289

8.4.1 标识符系统的目标289

8.4.2 标识符的类型290

8.4.3 标识符管理291

8.5进程通信292

8.5.1 数据传输293

8.5.2 流量控制294

8.5.3 路径控制296

8.6分布式进程同步297

8.6.1 事件排序298

8.6.2 Lamport算法298

8.6.3 Ricart and Agrawala算法299

8.6.4 令牌传送法300

8.7共享资源的管理301

8.7.1 硬盘共享301

8.7.2 打印机共享302

8.7.3 文件和数据的共享303

8.8网络提供的服务304

8.8.1 电子邮件系统304

8.8.2 文件传送、存取和管理306

8.8.3 作业传送和操纵307

8.9 小结307

习题308

第9章UNIX系统V的内部结构310

9.1进程结构和进程调度310

9.1.1 UNIX的基本特性310

9.1.2 UNIX系统核心的体系结构311

9.1.3 进程的数据结构312

9.1.4 进程状态及其转换314

9.1.5 进程上下文315

9.1.6 进程上下文的保存和切换317

9.1.7 进程调度318

9.2存储器管理320

9.2.1 对换320

9.2.2 请求调页管理的数据结构324

9.2.3 换页进程327

9.2.4 请求调页329

9.3设备管理330

9.3.1 块设备的数据缓冲池330

9.3.2 核心与驱动程序接口334

9.3.3 磁盘设备驱动程序336

9.4文件的内部结构338

9.4.1 索引结点的管理339

9.4.2 正规文件的物理结构342

9.4.3 空闲磁盘块的管理345

9.4.4 目录文件347

9.4.5 文件表的管理349

9.5与文件有关的系统调用351

9.5.1 系统调用open351

9.5.2 系统调用creat352

9.5.3 系统调用close354

9.5.4 系统调用link354

9.5.5 系统调用unlink356

9.5.6 系统调用read和write357

9.5.7 其它系统调用358

9.6进程控制359

9.6.1 系统调用fork359

9.6.2 系统调用exec361

9.6.3 系统调用exit362

9.6.4 系统调用wait363

9.7进程通信364

9.7.1 sleep和wakeup通信机制364

9.7.2 软中断366

9.7.3 管道通信机制368

9.7.4 消息机构369

9.7.5 共享存储器机构373

9.7.6 信号量集机制375

9.8 小结376

习题377

第10章SHELL379

10.1 概述379

10.2shell命令语言379

10.2.1 简单命令379

10.2.2 重定向与管道命令383

10.2.3 后台命令384

10.2.4 通信命令384

10.3正文编辑程序385

10.3.1 行编辑程序el386

10.3.2 全屏幕编辑程序vi388

10.3.3 另一个正文编辑程序ex390

10.3.4 源程序的编译、链接和运行390

10.4shell过程392

10.4.1 shell过程的引入392

10.4.2 shell变量及其赋值393

10.4.3 命令表与命令行394

10.4.4 流程控制命令395

10.4.5 命令替换与参数替换397

10.4.6 shell过程的运行399

10.5 shell命令解释程序401

10.6 小结404

习题404

参考文献407