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第1章 操作系统引论1

1.1 计算机的基本工作原理1

1.1.1 自动计算1

1.1.2 计算机基础1

1.2 操作系统的产生5

1.2.1 早期计算机的使用5

1.2.2 批处理系统6

1.2.3 分时系统8

1.2.4 实时系统9

1.3 操作系统的概念9

1.3.1 操作系统的定义9

1.3.2 操作系统与计算机其他软件及硬件的关系10

1.3.3 操作系统的使用11

1.4 操作系统的引导11

1.5 操作系统特征13

1.6 操作系统组成14

1.6.1 处理机管理14

1.6.2 内存管理15

1.6.3 文件管理16

1.6.4 设备管理17

习题26

第2章 进程管理29

2.1 计算机程序的执行29

2.1.1 计算机程序执行29

2.1.2 多道程序的执行30

2.2 进程30

2.2.1 进程概念的引入30

2.2.2 进程的概念31

2.2.3 进程与程序的关系31

2.2.4 进程的特征32

2.3 进程控制块32

2.3.1 进程控制块概述32

2.3.2 进程控制块的内容32

2.3.3 Linux的进程控制块33

2.3.4 进程控制块的组织方式34

2.4 进程的状态35

2.4.1 进程基本状态35

2.4.2 进程基本状态的转换36

2.4.3 带挂起的进程状态37

2.5 进程控制38

2.5.1 进程的创建38

2.5.2 进程的终止40

2.6 处理机调度41

2.6.1 处理机调度的层次41

2.6.2 进程调度的功能及实现方式43

2.7 调度算法45

2.7.1 调度算法的性能评价准则45

2.7.2 先来先服务调度算法46

2.7.3 短作业优先调度算法47

2.7.4 高优先权优先调度算法49

2.7.5 基于时间片的轮转调度算法50

2.8 实时调度52

2.8.1 实时调度的基本条件53

2.8.2 实时调度算法55

习题74

第3章 进程同步78

3.1 计算机程序的并发执行78

3.1.1 程序的并发执行78

3.1.2 前趋图80

3.2 进程同步81

3.2.1 临界资源与临界区81

3.2.2 信号量82

3.2.3 进程同步83

3.2.4 改进的信号量机制84

3.3 经典同步问题88

3.3.1 生产者-消费者问题88

3.3.2 读者-写者问题91

3.3.3 哲学家问题93

3.4 死锁94

3.4.1 死锁的产生94

3.4.2 预防死锁96

3.4.3 死锁的检测与解除101

3.5 管程103

习题119

第4章 进程通信与多线程126

4.1 进程通信126

4.1.1 共享存储区通信126

4.1.2 消息传递系统127

4.1.3 管道通信130

4.1.4 Socket通信131

4.2 多核技术134

4.2.1 并行计算机135

4.2.2 多核处理器136

4.2.3 操作系统对多核处理器的支持方法137

4.3 线程与线程管理139

4.3.1 线程139

4.3.2 线程管理141

4.4 多线程的实现143

4.4.1 典型的实现方式143

4.4.2 用户级线程实现145

4.4.3 核心级线程实现146

习题154

第5章 内存管理155

5.1 重定位155

5.2 分区式管理156

5.2.1 单一连续区分配157

5.2.2 固定分区分配157

5.2.3 可变式分区159

5.3 分页式管理164

5.3.1 分页的基本工作原理164

5.3.2 动态地址变换166

5.3.3 快表168

5.3.4 两级和多级页表169

5.4 分段式管理171

5.4.1 分段的基本工作原理171

5.4.2 地址变换172

5.4.3 分段管理的信息共享173

5.5 段页式管理174

5.5.1 段页式的基本工作原理174

5.5.2 地址变换175

习题187

第6章 虚拟存储器192

6.1 虚拟存储器概述192

6.1.1 虚拟存储器的引入192

6.1.2 交换技术193

6.2 请求页式管理195

6.2.1 程序的局部性原理195

6.2.2 工作集195

6.2.3 缺页中断196

6.2.4 地址变换197

6.2.5 物理块的分配199

6.2.6 调页策略201

6.3 页面置换算法202

6.3.1 最佳置换算法202

6.3.2 先进先出页面置换算法203

6.3.3 最近最久未使用置换算法203

6.3.4 Clock置换算法205

6.3.5 其他置换算法206

6.4 请求段式管理207

6.4.1 段表机制207

6.4.2 缺段中断机制207

6.4.3 地址变换机制208

6.4.4 分段的共享与保护208

习题221

第7章 文件管理225

7.1 文件和文件系统225

7.1.1 文件225

7.1.2 文件系统226

7.2 文件的逻辑组织和物理存储227

7.2.1 文件的逻辑结构227

7.2.2 文件的物理存储229

7.3 存储空间的管理232

7.3.1 空闲表法233

7.3.2 空闲块链表法233

7.3.3 位示图法233

7.3.4 成组链接法234

7.4 文件目录236

7.4.1 文件控制块236

7.4.2 索引节点236

7.4.3 目录结构237

7.5 文件的共享与保护239

7.5.1 文件的共享240

7.5.2 文件的保护240

7.5.3 文件的保密241

习题254

第8章 设备管理259

8.1 I/O系统的硬件259

8.1.1 I/O设备259

8.1.2 设备控制器260

8.1.3 I/O通道262

8.2 I/O控制方式263

8.2.1 程序I/O方式263

8.2.2 中断控制方式263

8.2.3 直接存取方式264

8.2.4 I/O通道方式264

8.3 I/O软件265

8.3.1 I/O软件的设计目标和层次结构265

8.3.2 用户层的I/O软件266

8.3.3 设备独立性软件266

8.3.4 设备驱动程序267

8.3.5 中断处理程序268

8.4 缓冲管理269

8.4.1 缓冲技术概述269

8.4.2 单缓冲和双缓冲270

8.4.3 循环缓冲271

8.4.4 缓冲池273

8.5 设备分配274

8.5.1 设备分配中的数据结构274

8.5.2 设备分配应考虑的因素275

8.5.3 独占设备分配程序277

8.5.4 SPOOLing技术277

8.6 磁盘存储器管理279

8.6.1 磁盘存储器简述279

8.6.2 磁盘调度算法280

8.6.3 独立磁盘冗余阵列283

习题295

习题参考答案298

参考文献317