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第1章 操作系统引论1

1.1 计算机系统概述1

目录1

1.2 操作系统的发展历史2

1.2.1 手工操作阶段2

1.2.2 早期批处理3

1.2.3 多道程序设计技术4

1.2.4 操作系统的形成及发展6

1.2.5 推动操作系统发展的动力6

1.3 操作系统的类型7

1.3.1 批处理系统7

1.3.2 分时系统8

1.3.4 其他操作系统类型9

1.3.3 实时系统9

1.4 操作系统的特征11

1.5 操作系统的功能12

1.6 操作系统的接口14

1.6.1 命令接口14

1.6.2 程序接口15

1.6.3 图形用户接口16

1.7 研究操作系统的几种观点16

1.8 小结18

练习题119

第2章 进程描述与控制21

2.1 进程的引入21

2.1.1 前趋图21

2.1.3 程序的并发执行22

2.1.2 程序的顺序执行22

2.1.4 程序并发执行的条件23

2.2 进程的定义及描述24

2.2.1 进程的定义24

2.2.2 进程的特征24

2.2.3 进程和程序的关系25

2.2.4 进程控制块25

2.3 进程的状态及其转换26

2.3.1 进程的三种基本状态26

2.3.2 进程的创建状态和退出状态27

2.3.3 进程的挂起状态28

2.4 进程控制29

2.4.1 进程创建29

2.4.2 进程撤消30

2.4.3 进程阻塞与唤醒31

2.4.4 进程的挂起与激活32

2.5 线程33

2.5.1 线程的概念33

2.5.2 线程与进程的比较34

2.6 小结35

练习题236

第3章 进程同步与通信40

3.1 同步与互斥的基本概念40

3.1.1 临界资源与临界区40

3.1.2 同步与互斥的概念42

3.2 互斥的实现方法43

3.2.1 互斥算法43

3.2.2 硬件方法45

3.2.3 锁机制47

3.3.1 信号量48

3.3 信号量48

3.3.2 利用信号量实现进程互斥49

3.3.3 利用信号量实现前趋关系50

3.3.4 经典进程同步问题52

3.4 管程56

3.4.1 管程的定义56

3.4.2 用管程实现同步57

3.5 进程通信59

3.5.1 进程通信的类型59

3.5.2 消息传递系统59

3.6 小结62

练习题364

4.1.1 调度的层次67

4.1 调度的层次与性能评价67

第4章 调度与死锁67

4.1.2 调度性能的评价68

4.2 作业调度70

4.2.1 作业的状态及转换70

4.2.2 作业调度72

4.3 进程调度73

4.3.1 进程调度的功能73

4.3.2 进程调度的方式74

4.4 调度算法74

4.4.1 先来先服务调度算法75

4.4.2 短作业优先调度算法75

4.4.3 优先级调度算法76

4.4.4 时间片轮转调度算法77

4.4.7 多级反馈队列调度算法78

4.4.6 多级队列调度算法78

4.4.5 高响应比优先调度算法78

4.5 死锁80

4.5.1 死锁的概念80

4.5.2 死锁产生的原因和必要条件80

4.5.3 处理死锁的基本方法82

4.5.4 死锁的预防83

4.5.5 死锁的避免84

4.5.6 死锁的检测和解除88

4.6 小结90

练习题492

第5章 存储管理96

5.1 存储管理的基本概念96

5.1.1 存储管理的功能96

5.1.2 存储分配的方式96

5.1.3 重定位97

5.2 单一连续分配99

5.3 分区存储管理100

5.3.1 固定分区100

5.3.2 动态分区分配101

5.3.3 可重定位分区分配104

5.3.4 分区的存储保护105

5.4 覆盖与交换106

5.4.1 覆盖技术106

5.4.2 交换技术107

5.5 分页存储管理108

5.5.1 分页实现思想108

5.5.2 页表109

5.5.3 基本地址变换机构109

5.5.4 具有快表的地址变换机构110

5.6.1 分段存储管理111

5.6 分段存储管理与段页式存储管理111

5.6.2 段页式存储管理113

5.7 虚拟存储器114

5.7.1 虚拟存储器定义115

5.7.2 请求分页存储管理115

5.7.3 请求分段存储管理122

5.8 小结124

练习题5126

第6章 设备管理130

6.1 设备管理概述130

6.1.1 设备分类130

6.1.2 设备管理的任务和功能131

6.1.3 设备控制器与I/O通道131

6.1.4 I/O系统结构133

6.2.2 中断控制方式135

6.2.3 DMA控制方式135

6.2 输入／输出控制方式135

6.2.1 程序直接控制方式135

6.2.4 通道控制方式136

6 3 中断技术136

6.3.1 中断的基本概念136

6.3.2 中断的分类与优先级137

6.3.3 中断处理过程138

6.4 缓冲技术138

6.4.1 缓冲的引入138

6.4.2 单缓冲139

6.4.3 双缓冲140

6.4.4 循环缓冲140

6.4.5 缓冲池140

6.5.1 设备分配中的数据结构141

6.5 设备分配141

6.5.2 设备分配策略142

6.5.3 设备分配程序144

6.5.4 Spooling系统145

6.6 I/O软件的层次结构146

6.6.1 中断处理程序146

6.6.2 设备驱动程序146

6.6.3 与设备无关的软件147

6.6.4 用户空间的软件149

6.7 小结150

练习题6151

第7章 文件管理153

7.1 文件系统的概念153

7.1.1 文件和文件系统153

7.1.2 文件分类154

7.2 文件结构与存储设备155

7.2.1 文件的逻辑结构155

7.2.2 文件的物理结构156

7.2.3 文件的存取方法156

7.2.4 文件的存储设备157

7.3 文件存储空间的分配与管理161

7.3.1 文件存储空间的分配161

7.3.2 空闲存储空间的管理164

7.4 文件目录管理166

7.4.1 文件目录166

7.4.2 单级目录结构167

7.4.3 二级目录结构168

7.4.4 多级目录结构169

7.5.1 文件共享170

7.5 文件共享及文件管理的安全性170

7.5.2 文件保护174

7.5.3 文件的转储和恢复176

7.6 文件的使用177

7.7 小结178

练习题7179

第8章 UNIX操作系统182

8.1 UNIX操作系统概述182

8.1.1 UNIX系统的历史182

8.1.2 UNIX系统的特点183

8.1.3 UNIX系统核心体系结构183

8.2 UNIX的进程描述185

8.2.1 进程描述的数据结构185

8.2.2 进程状态及其转换186

8.2.3 进程上下文188

8.3.1 进程控制190

8.3 进程控制与调度190

8.3.2 进程调度192

8.3.3 进程切换194

8.4 进程的同步与通信195

8.4.1 软中断信号195

8.4.2 管道197

8.4.3 消息199

8.4.4 共享存储器202

8.4.5 信号量204

8.5 存储管理206

8.5.1 请求调页管理的数据结构206

8.5.2 偷页进程208

8.5.3 请求调页210

8.6.1 设备缓冲管理212

8.6 设备管理212

8.6.2 核心与设备驱动程序的接口215

8.6.3 磁盘驱动程序217

8.7 文件管理218

8.7.1 文件存储空间的管理218

8.7.2 文件的物理结构220

8.7.3 用户文件描述符表和文件表222

8.8 目录管理223

8.8.1 索引节点的管理223

8.8.2 构造目录和删除目录225

8.8.3 检索目录225

8.9 文件系统的系统调用226

8.9.1 系统调用open226

8.9.2 系统调用creat227

8.9.4 系统调用link和unlink228

8.9.3 系统调用close228

8.9.5 系统调用read和write229

8.10 小结230

练习题8231

附录 各章习题参考答案234

练习题1参考答案234

练习题2参考答案236

练习题3参考答案238

练习题4参考答案244

练习题5参考答案248

练习题6参考答案251

练习题7参考答案252

练习题8参考答案255

参考文献259