操作系统原理教程

第1章  操作系统概述 1                  
 1.1  什么是操作系统 1                  
 1.1.1  计算机系统的资源 1                  
 1.1.2  操作系统在计算机系统中的地位和作用 2                  
 1.1.3  操作系统的宗旨和特点 2                  
 1.2  操作系统的发展史 3                  
 1.2.1  操作系统的形成 3                  
 1.2.2  操作系统的发展 8                  
 1.3  操作系统的基本类型 9                  
 1.3.1  批处理系统 9                  
 1.3.2  分时系统 10                  
 1.3.3  实时系统 11                  
 1.3.4  微型机操作系统 13                  
 1.3.5  网络操作系统 14                  
 1.3.6  分布式操作系统 15                  
 1.4  操作系统的主要功能 15                  
 1.4.1  处理机管理 15                  
 1.4.2  存储管理 16                  
 1.4.3  文件系统 16                  
 1.4.4  设备管理 16                  
 1.4.5  用户界面 17                  
 习题一 17                  
 第2章  操作系统与用户间接口 18                  
 2.1  用户使用计算机的过程 18                  
 2.1.1  作业. 作业步 18                  
 2.1.2  用户需要的操作系统服务 19                  
 2.2  操作级接口 19                  
 2.2.1  命令界面 19                  
 2.2.2  图形界面 24                  
 2.2.3  作业控制语言（JCL）与作业说明书 25                  
 2.3  程序级接口 27                  
 2.3.1  系统调用概述 27                  
 2.3.2  系统调用的实现 29                  
 习题二 31                  
 第3章  处理机管理 32                  
 3.1  进程概念的引入 32                  
 3.1.1  程序的顺序执行 32                  
 3.1.2  多道程序环境下程序的并发执行 33                  
 3.2  进程的描述 36                  
 3.2.1  进程的定义 36                  
 3.2.2  进程的基本状态及其转换 37                  
 3.2.3  进程控制块PCB 39                  
 3.2.4  进程和程序的比较 41                  
 3.3  进程控制 42                  
 3.3.1  进程的创建 42                  
 3.3.2  进程的终止与撤销 43                  
 3.3.3  进程的阻塞与唤醒 44                  
 3.3.4  进程的挂起与激活 45                  
 3.4  处理机调度 46                  
 3.4.1  队列机制 47                  
 3.4.2  调度算法与调度方式 47                  
 3.4.3  实时系统中的调度算法 50                  
 3.4.4  多CPU系统中的调度 51                  
 习题三 53                  
 第4章  进程同步与通信 54                  
 4.1  进程互斥与同步 54                  
 4.1.1  与时间有关的错误 54                  
 4.1.2  临界区 56                  
 4.1.3  用同步机构解决进程间互斥 57                  
 4.1.4  用同步机构解决进程同步 63                  
 4.2  进程通信 71                  
 4.2.1  消息缓冲通信 72                  
 4.2.2  邮箱通信 73                  
 4.2.3  管道通信 75                  
 4.3  死锁 76                  
 4.3.1  死锁产生的原因 76                  
 4.3.2  死锁产生的必要条件 78                  
 4.3.3  死锁的预防 78                  
 4.3.4  死锁的避免 79                  
 4.3.5  死锁的诊断 80                  
 4.4  线程的基本概念 81                  
 4.4.1  线程的引入 81                  
 4.4.2  线程与进程 82                  
 4.4.3  线程的类型 84                  
 4.4.4  线程的应用 87                  
 习题四 88                  
 第5章  存储管理 89                  
 5.1  存储管理概述 89                  
 5.1.1  存储管理的主要功能 89                  
 5.1.2  作业的不同空间 89                  
 5.1.3  地址重定位 90                  
 5.1.4  虚拟存储器 93                  
 5.2  界式存储管理 94                  
 5.2.1  单一连续区分配 94                  
 5.2.2  固定分区分配 95                  
 5.2.3  可变分区分配 96                  
 5.3  页式存储管理 100                  
 5.3.1  简单页式存储管理实现原理 100                  
 5.3.2  请求页式存储管理 104                  
 5.4  段式存储管理 111                  
 5.4.1  简单段式管理实现原理 111                  
 5.4.2   请求分段存储管理 116                  
 5.4.3  段式与页式管理方案的比较 119                  
 5.5  段页式管理 119                  
 5.5.1  实现原理 119                  
 习题五 121                  
 第6章  文件管理 123                  
 6.1  文件系统概述 123                  
 6.1.1  文件和文件系统 123                  
 6.1.2  文件类型 124                  
 6.1.3  实现文件系统的好处 126                  
 6.2  文件的逻辑结构及其存取方法 126                  
 6.2.1  顺序文件 127                  
 6.2.2  索引文件 127                  
 6.2.3  索引顺序文件 128                  
 6.2.4  流式文件 129                  
 6.3  文件的物理结构 129                  
 6.3.1  连续文件 129                  
 6.3.2  串连文件 130                  
 6.3.3  索引文件 130                  
 6.3.4  文件的物理结构与存储介质的关系 132                  
 6.4  文件目录 133                  
 6.4.1  文件目录的组成与作用 133                  
 6.4.2  二级文件目录 134                  
 6.4.3  树型文件目录 135                  
 6.4.4  文件目录的管理 136                  
 6.5  文件操作 140                  
 6.5.1  创建文件 140                  
 6.5.2  打开文件 140                  
 6.5.3  读/写文件 141                  
 6.5.4  关闭文件 141                  
 6.5.5  删除文件 142                  
 6.6  文件存储器的管理 142                  
 6.6.1  空闲文件目录表 142                  
 6.6.2  空闲块链表 143                  
 6.6.3  空闲块索引表 143                  
 6.6.4  空闲块成组链表 143                  
 6.6.5  位示图 144                  
 6.7  文件的共享 145                  
 6.7.1  绕弯法 145                  
 6.7.2  连访法 146                  
 6.7.3  链接索引结点法 146                  
 6.7.4  符号连接法 147                  
 6.8  文件的保护与保密 148                  
 6.8.1  存取控制矩阵 148                  
 6.8.2  存取控制表和用户权限表 149                  
 6.8.3  口令 149                  
 6.8.4  密码 149                  
 6.8.5  设置文件属性 150                  
 6.9  安全性设计 150                  
 6.9.1  安全性概念 150                  
 6.9.2  安全性测试 151                  
 6.9.3  安全性设计原则 153                  
 6.9.4  安全性设施 153                  
 6.10  文件系统模型 153                  
 6.10.1  模型的层次结构 154                  
 6.10.2  文件命令执行过程 156                  
 6.10.3  文件操作举例 157                  
 习题六 158                  
 第7章  设备管理 159                  
 7.1  设备管理概述 159                  
 7.1.1  设备分类 159                  
 7.1.2  I/O系统的硬件组成 160                  
 7.1.3  设备管理的目标 162                  
 7.2  I/O控制方式 163                  
 7.2.1  查询方式I/O 164                  
 7.2.2  中断方式I/O 164                  
 7.2.3  DMA方式I/O 165                  
 7.2.4  通道方式I/O 167                  
 7.3  缓冲技术 170                  
 7.3.1  设置缓冲的目的 170                  
 7.3.2  单缓冲 171                  
 7.3.3  双缓冲 171                  
 7.3.4  环形缓冲 172                  
 7.3.5  缓冲池 173                  
 7.3.6  UNIX缓冲区管理 174                  
 7.4  设备分配 177                  
 7.4.1  数据结构 177                  
 7.4.2  与设备无关性 177                  
 7.4.3  独享设备的安全分配 180                  
 7.4.4  共享设备的分配与调度 181                  
 7.4.5  虚拟设备的实现——SPOOLing技术 183                  
 7.4.6  设备分配程序 184                  
 7.5  设备驱动 185                  
 7.5.1  启动设备 186                  
 7.5.2  中断处理 186                  
 7.5.3  I/O操作的实现过程 187                  
 习题七 189                  
 第8章  操作系统结构设计 191                  
 8.1  结构设计概述 191                  
 8.1.1  大型软件的特点 191                  
 8.1.2  关于软件工程 192                  
 8.1.3  操作系统的设计准则 194                  
 8.1.4  操作系统的研制过程 196                  
 8.2  模块接口模式 199                  
 8.2.1  模块接口法设计思想与步骤 199                  
 8.2.2  对模块接口模式的评价 200                  
 8.2.3  模块接口模式中的结构化 201                  
 8.3  有序分层模式 202                  
 8.3.1  层次结构设计思想 202                  
 8.3.2  层次结构系统——THE 205                  
 8.3.3  对层次结构的评价 206                  
 8.4  客户/服务器模式 206                  
 8.4.1  什么是客户/服务器模式 206                  
 8.4.2  客户/服务器模式的实现原理 207                  
 8.4.3  使用客户/服务器模式的好处 208                  
 8.5  面向对象模式 209                  
 8.5.1  对象和面向对象 209                  
 8.5.2  面向对象技术应用于操作系统 210                  
 8.5.3  面向对象模式的优点 214                  
 习题八 215                  
 第9章  现代操作系统 216                  
 9.1  网络操作系统 216                  
 9.1.1  网络操作系统和网络文件系统（NFS） 217                  
 9.2  多处理机分时系统 222                  
 9.3  分布式操作系统 223                  
 9.3.1  NFS的缺点 223                  
 9.3.2  分布式系统的定义. 特征和功能 224                  
 9.3.3  分布式系统的实现策略 226                  
 9.3.4  分布式系统的优越性和缺点 231                  
 9.4  分布式文件系统 232                  
 9.4.1  文件服务 232                  
 9.4.2  目录服务 233                  
 9.4.3  文件命名 234                  
 9.4.4  文件共享 235                  
 9.5  分布式系统中的处理器分配 236                  
 9.5.1  分配策略 236                  
 9.5.2  进程迁移 237                  
 9.6  分布式系统中的进程同步与通信 238                  
 9.6.1  进程同步问题 238                  
 9.6.2  Lamport算法 239                  
 9.6.3  分布式系统中的进程通信 240                  
 习题九 240                  
 第10章  操作系统实例1 MS-DOS 241                  
 10.1  DOS简介 241                  
 10.1.1  DOS 的组成 241                  
 10.1.2  DOS的层次结构 242                  
 10.1.3  DOS 的启动 243                  
 10.2  DOS 的用户界面 244                  
 10.2.1  键盘命令 244                  
 10.2.2  用户程序中的系统调用 245                  
 10.2.3  配置文件CONFIG.SYS和自动执行文件AUTOEXEC.BAT 246                  
 10.2.4  中断响应过程 248                  
 10.3  DOS文件系统 248                  
 10.3.1  文件. 文件目录 249                  
 10.3.2  文件的逻辑组织与物理组织 250                  
 10.4  设备管理 252                  
 10.4.1  I/O设备 252                  
 10.4.2  设备驱动 252                  
 10.5  程序的运行 253                  
 习题十 254                  
 第11章  操作系统实例2 Windows NT 255                  
 11.1  Windows NT操作系统概述 255                  
 11.1.1  Windows NT的特点 255                  
 11.1.2  Windows NT的内装网络 256                  
 11.2  Windows NT 系统结构 256                  
 11.2.1  系统核心 258                  
 11.2.2  执行单元 258                  
 11.2.3  Windows NT 子系统 259                  
 11.3  Windows NT的文件系统 262                  
 11.3.1  FAT文件分配表 263                  
 11.3.2  NTFS文件系统 264                  
 11.4  Windows NT的内装网络 264                  
 11.4.1  Windows NT网络的体系结构 264                  
 11.4.2  Windows NT网络的特色 266                  
 11.5  Windows 2000 操作系统简介 267                  
 习题十一 268                  
 第12章  操作系统实例3 Linux 269                  
 12.1  Linux简介 269                  
 12.1.1  Linux 的特点 269                  
 12.2  内核及其配置 270                  
 12.2.1  系统初始化 270                  
 12.2.2  内存管理 271                  
 12.2.3  进程管理和调度 273                  
 12.2.4  进程间通信机制——信号和管道 276                  
 12.2.5  设备管理 280                  
 12.2.6  网络支持 281                  
 12.3  X—Window的体系结构 283                  
 12.3.1  X Window简介 283                  
 12.3.2  X的客户/服务器模型 284                  
 12.3.3  消息机制 286                  
 12.4  文件系统 287                  
 12.4.1  ext2文件系统 288                  
 12.4.2  ext2的索引节点 289                  
 12.4.3  ext2超级块 290                  
 12.4.4  ext2 数据块组描述符 290                  
 12.4.5  ext2中的目录 291                  
 12.4.6  在ext2 文件系统中查找文件 291                  
 12.4.7  VFS 292                  
 12.5  NFS文件系统 293                  
 12.5.1  客户机上安装与拆卸NFS文件系统 293                  
 12.5.2  设置NFS服务器 293                  
 习题十二 294