操作系統原理教程

第1章  操作系統概述 1                  
 1.1  什么是操作系統 1                  
 1.1.1  計算機系統的資源 1                  
 1.1.2  操作系統在計算機系統中的地位和作用 2                  
 1.1.3  操作系統的宗旨和特點 2                  
 1.2  操作系統的發(fā)展史 3                  
 1.2.1  操作系統的形成 3                  
 1.2.2  操作系統的發(fā)展 8                  
 1.3  操作系統的基本類型 9                  
 1.3.1  批處理系統 9                  
 1.3.2  分時系統 10                  
 1.3.3  實時系統 11                  
 1.3.4  微型機操作系統 13                  
 1.3.5  網絡操作系統 14                  
 1.3.6  分布式操作系統 15                  
 1.4  操作系統的主要功能 15                  
 1.4.1  處理機管理 15                  
 1.4.2  存儲管理 16                  
 1.4.3  文件系統 16                  
 1.4.4  設備管理 16                  
 1.4.5  用戶界面 17                  
 習題一 17                  
 第2章  操作系統與用戶間接口 18                  
 2.1  用戶使用計算機的過程 18                  
 2.1.1  作業(yè). 作業(yè)步 18                  
 2.1.2  用戶需要的操作系統服務 19                  
 2.2  操作級接口 19                  
 2.2.1  命令界面 19                  
 2.2.2  圖形界面 24                  
 2.2.3  作業(yè)控制語言（JCL）與作業(yè)說明書 25                  
 2.3  程序級接口 27                  
 2.3.1  系統調用概述 27                  
 2.3.2  系統調用的實現 29                  
 習題二 31                  
 第3章  處理機管理 32                  
 3.1  進程概念的引入 32                  
 3.1.1  程序的順序執(zhí)行 32                  
 3.1.2  多道程序環(huán)境下程序的并發(fā)執(zhí)行 33                  
 3.2  進程的描述 36                  
 3.2.1  進程的定義 36                  
 3.2.2  進程的基本狀態(tài)及其轉換 37                  
 3.2.3  進程控制塊PCB 39                  
 3.2.4  進程和程序的比較 41                  
 3.3  進程控制 42                  
 3.3.1  進程的創(chuàng)建 42                  
 3.3.2  進程的終止與撤銷 43                  
 3.3.3  進程的阻塞與喚醒 44                  
 3.3.4  進程的掛起與激活 45                  
 3.4  處理機調度 46                  
 3.4.1  隊列機制 47                  
 3.4.2  調度算法與調度方式 47                  
 3.4.3  實時系統中的調度算法 50                  
 3.4.4  多CPU系統中的調度 51                  
 習題三 53                  
 第4章  進程同步與通信 54                  
 4.1  進程互斥與同步 54                  
 4.1.1  與時間有關的錯誤 54                  
 4.1.2  臨界區(qū) 56                  
 4.1.3  用同步機構解決進程間互斥 57                  
 4.1.4  用同步機構解決進程同步 63                  
 4.2  進程通信 71                  
 4.2.1  消息緩沖通信 72                  
 4.2.2  郵箱通信 73                  
 4.2.3  管道通信 75                  
 4.3  死鎖 76                  
 4.3.1  死鎖產生的原因 76                  
 4.3.2  死鎖產生的必要條件 78                  
 4.3.3  死鎖的預防 78                  
 4.3.4  死鎖的避免 79                  
 4.3.5  死鎖的診斷 80                  
 4.4  線程的基本概念 81                  
 4.4.1  線程的引入 81                  
 4.4.2  線程與進程 82                  
 4.4.3  線程的類型 84                  
 4.4.4  線程的應用 87                  
 習題四 88                  
 第5章  存儲管理 89                  
 5.1  存儲管理概述 89                  
 5.1.1  存儲管理的主要功能 89                  
 5.1.2  作業(yè)的不同空間 89                  
 5.1.3  地址重定位 90                  
 5.1.4  虛擬存儲器 93                  
 5.2  界式存儲管理 94                  
 5.2.1  單一連續(xù)區(qū)分配 94                  
 5.2.2  固定分區(qū)分配 95                  
 5.2.3  可變分區(qū)分配 96                  
 5.3  頁式存儲管理 100                  
 5.3.1  簡單頁式存儲管理實現原理 100                  
 5.3.2  請求頁式存儲管理 104                  
 5.4  段式存儲管理 111                  
 5.4.1  簡單段式管理實現原理 111                  
 5.4.2   請求分段存儲管理 116                  
 5.4.3  段式與頁式管理方案的比較 119                  
 5.5  段頁式管理 119                  
 5.5.1  實現原理 119                  
 習題五 121                  
 第6章  文件管理 123                  
 6.1  文件系統概述 123                  
 6.1.1  文件和文件系統 123                  
 6.1.2  文件類型 124                  
 6.1.3  實現文件系統的好處 126                  
 6.2  文件的邏輯結構及其存取方法 126                  
 6.2.1  順序文件 127                  
 6.2.2  索引文件 127                  
 6.2.3  索引順序文件 128                  
 6.2.4  流式文件 129                  
 6.3  文件的物理結構 129                  
 6.3.1  連續(xù)文件 129                  
 6.3.2  串連文件 130                  
 6.3.3  索引文件 130                  
 6.3.4  文件的物理結構與存儲介質的關系 132                  
 6.4  文件目錄 133                  
 6.4.1  文件目錄的組成與作用 133                  
 6.4.2  二級文件目錄 134                  
 6.4.3  樹型文件目錄 135                  
 6.4.4  文件目錄的管理 136                  
 6.5  文件操作 140                  
 6.5.1  創(chuàng)建文件 140                  
 6.5.2  打開文件 140                  
 6.5.3  讀/寫文件 141                  
 6.5.4  關閉文件 141                  
 6.5.5  刪除文件 142                  
 6.6  文件存儲器的管理 142                  
 6.6.1  空閑文件目錄表 142                  
 6.6.2  空閑塊鏈表 143                  
 6.6.3  空閑塊索引表 143                  
 6.6.4  空閑塊成組鏈表 143                  
 6.6.5  位示圖 144                  
 6.7  文件的共享 145                  
 6.7.1  繞彎法 145                  
 6.7.2  連訪法 146                  
 6.7.3  鏈接索引結點法 146                  
 6.7.4  符號連接法 147                  
 6.8  文件的保護與保密 148                  
 6.8.1  存取控制矩陣 148                  
 6.8.2  存取控制表和用戶權限表 149                  
 6.8.3  口令 149                  
 6.8.4  密碼 149                  
 6.8.5  設置文件屬性 150                  
 6.9  安全性設計 150                  
 6.9.1  安全性概念 150                  
 6.9.2  安全性測試 151                  
 6.9.3  安全性設計原則 153                  
 6.9.4  安全性設施 153                  
 6.10  文件系統模型 153                  
 6.10.1  模型的層次結構 154                  
 6.10.2  文件命令執(zhí)行過程 156                  
 6.10.3  文件操作舉例 157                  
 習題六 158                  
 第7章  設備管理 159                  
 7.1  設備管理概述 159                  
 7.1.1  設備分類 159                  
 7.1.2  I/O系統的硬件組成 160                  
 7.1.3  設備管理的目標 162                  
 7.2  I/O控制方式 163                  
 7.2.1  查詢方式I/O 164                  
 7.2.2  中斷方式I/O 164                  
 7.2.3  DMA方式I/O 165                  
 7.2.4  通道方式I/O 167                  
 7.3  緩沖技術 170                  
 7.3.1  設置緩沖的目的 170                  
 7.3.2  單緩沖 171                  
 7.3.3  雙緩沖 171                  
 7.3.4  環(huán)形緩沖 172                  
 7.3.5  緩沖池 173                  
 7.3.6  UNIX緩沖區(qū)管理 174                  
 7.4  設備分配 177                  
 7.4.1  數據結構 177                  
 7.4.2  與設備無關性 177                  
 7.4.3  獨享設備的安全分配 180                  
 7.4.4  共享設備的分配與調度 181                  
 7.4.5  虛擬設備的實現——SPOOLing技術 183                  
 7.4.6  設備分配程序 184                  
 7.5  設備驅動 185                  
 7.5.1  啟動設備 186                  
 7.5.2  中斷處理 186                  
 7.5.3  I/O操作的實現過程 187                  
 習題七 189                  
 第8章  操作系統結構設計 191                  
 8.1  結構設計概述 191                  
 8.1.1  大型軟件的特點 191                  
 8.1.2  關于軟件工程 192                  
 8.1.3  操作系統的設計準則 194                  
 8.1.4  操作系統的研制過程 196                  
 8.2  模塊接口模式 199                  
 8.2.1  模塊接口法設計思想與步驟 199                  
 8.2.2  對模塊接口模式的評價 200                  
 8.2.3  模塊接口模式中的結構化 201                  
 8.3  有序分層模式 202                  
 8.3.1  層次結構設計思想 202                  
 8.3.2  層次結構系統——THE 205                  
 8.3.3  對層次結構的評價 206                  
 8.4  客戶/服務器模式 206                  
 8.4.1  什么是客戶/服務器模式 206                  
 8.4.2  客戶/服務器模式的實現原理 207                  
 8.4.3  使用客戶/服務器模式的好處 208                  
 8.5  面向對象模式 209                  
 8.5.1  對象和面向對象 209                  
 8.5.2  面向對象技術應用于操作系統 210                  
 8.5.3  面向對象模式的優(yōu)點 214                  
 習題八 215                  
 第9章  現代操作系統 216                  
 9.1  網絡操作系統 216                  
 9.1.1  網絡操作系統和網絡文件系統（NFS） 217                  
 9.2  多處理機分時系統 222                  
 9.3  分布式操作系統 223                  
 9.3.1  NFS的缺點 223                  
 9.3.2  分布式系統的定義. 特征和功能 224                  
 9.3.3  分布式系統的實現策略 226                  
 9.3.4  分布式系統的優(yōu)越性和缺點 231                  
 9.4  分布式文件系統 232                  
 9.4.1  文件服務 232                  
 9.4.2  目錄服務 233                  
 9.4.3  文件命名 234                  
 9.4.4  文件共享 235                  
 9.5  分布式系統中的處理器分配 236                  
 9.5.1  分配策略 236                  
 9.5.2  進程遷移 237                  
 9.6  分布式系統中的進程同步與通信 238                  
 9.6.1  進程同步問題 238                  
 9.6.2  Lamport算法 239                  
 9.6.3  分布式系統中的進程通信 240                  
 習題九 240                  
 第10章  操作系統實例1 MS-DOS 241                  
 10.1  DOS簡介 241                  
 10.1.1  DOS 的組成 241                  
 10.1.2  DOS的層次結構 242                  
 10.1.3  DOS 的啟動 243                  
 10.2  DOS 的用戶界面 244                  
 10.2.1  鍵盤命令 244                  
 10.2.2  用戶程序中的系統調用 245                  
 10.2.3  配置文件CONFIG.SYS和自動執(zhí)行文件AUTOEXEC.BAT 246                  
 10.2.4  中斷響應過程 248                  
 10.3  DOS文件系統 248                  
 10.3.1  文件. 文件目錄 249                  
 10.3.2  文件的邏輯組織與物理組織 250                  
 10.4  設備管理 252                  
 10.4.1  I/O設備 252                  
 10.4.2  設備驅動 252                  
 10.5  程序的運行 253                  
 習題十 254                  
 第11章  操作系統實例2 Windows NT 255                  
 11.1  Windows NT操作系統概述 255                  
 11.1.1  Windows NT的特點 255                  
 11.1.2  Windows NT的內裝網絡 256                  
 11.2  Windows NT 系統結構 256                  
 11.2.1  系統核心 258                  
 11.2.2  執(zhí)行單元 258                  
 11.2.3  Windows NT 子系統 259                  
 11.3  Windows NT的文件系統 262                  
 11.3.1  FAT文件分配表 263                  
 11.3.2  NTFS文件系統 264                  
 11.4  Windows NT的內裝網絡 264                  
 11.4.1  Windows NT網絡的體系結構 264                  
 11.4.2  Windows NT網絡的特色 266                  
 11.5  Windows 2000 操作系統簡介 267                  
 習題十一 268                  
 第12章  操作系統實例3 Linux 269                  
 12.1  Linux簡介 269                  
 12.1.1  Linux 的特點 269                  
 12.2  內核及其配置 270                  
 12.2.1  系統初始化 270                  
 12.2.2  內存管理 271                  
 12.2.3  進程管理和調度 273                  
 12.2.4  進程間通信機制——信號和管道 276                  
 12.2.5  設備管理 280                  
 12.2.6  網絡支持 281                  
 12.3  X—Window的體系結構 283                  
 12.3.1  X Window簡介 283                  
 12.3.2  X的客戶/服務器模型 284                  
 12.3.3  消息機制 286                  
 12.4  文件系統 287                  
 12.4.1  ext2文件系統 288                  
 12.4.2  ext2的索引節(jié)點 289                  
 12.4.3  ext2超級塊 290                  
 12.4.4  ext2 數據塊組描述符 290                  
 12.4.5  ext2中的目錄 291                  
 12.4.6  在ext2 文件系統中查找文件 291                  
 12.4.7  VFS 292                  
 12.5  NFS文件系統 293                  
 12.5.1  客戶機上安裝與拆卸NFS文件系統 293                  
 12.5.2  設置NFS服務器 293                  
 習題十二 294