操作系统本质

目录


第1章操作系统初识/1
1.1操作系统简介1
1.1.1操作系统的定义1
1.1.2操作系统的功能5
1.1.3操作系统的主要特征8
1.1.4时空与逻辑关系10
1.2操作系统的起源12
1.2.1手工操作阶段12
1.2.2联机批处理系统阶段13
1.2.3脱机批处理系统阶段13
1.2.4执行系统阶段14
1.2.5多道批处理系统阶段14
1.3操作系统的分类17
1.3.1按使用环境与功能特征划分18
1.3.2按体系架构划分19
1.3.3按内核划分20
本章小结21
习题21
第2章操作系统的架构/23
2.1计算机体系架构23
2.1.1冯·诺依曼体系架构23
2.1.2系统的自举26
2.1.3保护模式与实模式28
2.1.4中断31
2.2操作系统的界面36
2.2.1系统调用36
2.2.2内核态（管态）与用户态（目态）38
2.3操作系统的设计39
2.3.1操作系统的设计哲学392.3.2操作系统的逻辑层次40
本章小结41
习题42
操作系统本质目录第3章进程的抽象/44
3.1多道程序设计与进程的引入44
3.2进程结构与进程控制45
3.2.1进程控制块45
3.2.2进程的创建48
3.2.3进程的终止49
3.3进程状态转换与上下文切换50
3.3.1进程的状态及其转换50
3.3.2上下文切换52
3.4线程54
3.4.1线程的引入54
3.4.2进程与线程的关系55
3.4.3POSIX线程57
本章小结60
习题60
第4章进程的并发/66
4.1并发的问题66
4.2竞争条件67
4.3死锁71
4.4优先级反转77
4.5再谈死锁79
4.5.1产生死锁的必要条件79
4.5.2处理死锁的基本方法80
4.5.3预防死锁81
4.5.4避免死锁82
4.5.5死锁的检测和恢复86
本章小结91
习题92
第5章进程间通信/95
5.1临界区与互斥95
5.1.1禁用中断98
5.1.2锁变量99
5.1.3严格轮转法99
5.1.4Dekker算法101
5.1.5Peterson算法104
5.1.6Dijkstra算法108
5.1.7EisenbergMcGuire算法111
5.1.8Lamport bakery算法114
5.1.9测试与设置锁117
5.1.10POSIX的锁机制118
5.2协作与同步120
5.2.1进程同步问题120
5.2.2条件变量123
5.2.3信号量127
5.3消息传送135
5.3.1管道135
5.3.2FIFO138
5.3.3消息队列141
5.3.4共享内存段144
5.4经典IPC问题151
5.4.1哲学家进餐问题151
5.4.2读者写者问题155
5.4.3理发师睡觉问题159
本章小结163
习题164
第6章处理器管理/171
6.1处理器调度概述171
6.1.1处理器的虚拟化171
6.1.2调度的进程行为172
6.1.3调度决策173
6.2调度层次173
6.2.1高级调度174
6.2.2低级调度175
6.2.3中级调度176
6.2.4调度与进程生命周期177
6.3调度准则与算法178
6.3.1调度准则178
6.3.2先来先服务调度算法181
6.3.3短作业优先调度算法182
6.3.4最短剩余时间优先调度算法183
6.3.5时间片轮转调度算法184
6.3.6多级反馈队列调度算法186
6.3.7其他调度方式190
本章小结192
习题192
第7章内存管理/197
7.1内存管理概述197
7.1.1存储器的层次结构197
7.1.2内存管理需求分析199
7.2无抽象的存储器200
7.3连续内存分配203
7.3.1固定分区分配203
7.3.2动态分区分配204
7.3.3Buddy 系统206
7.4地址空间的抽象213
7.5分段存储管理216
7.6分页存储管理220
7.6.1地址结构221
7.6.2地址变换222
7.6.3页表结构229
7.7段页式存储管理方式232
本章小结236
习题237
第8章设备管理/239
8.1设备管理概述239
8.1.1设备分类239
8.1.2I/O的硬件241
8.1.3CPU与I/O的数据传送方式245
8.1.4缓冲管理249
8.2I/O软件249
8.2.1设计目标和原则249
8.2.2中断处理程序253
8.2.3设备驱动程序253
8.2.4内核I/O子系统257
8.3I/O请求的生命周期261
8.4再谈SPOOLing263
8.4.1SPOOLing介绍263
8.4.2SPOOLing系统的组成264
8.4.3SPOOLing系统的特点265
8.4.4SPOOLing系统的应用（共享打印机）265
本章小结267
习题267
第9章磁盘管理/269
9.1磁盘存储器的管理269
9.1.1磁盘设备270
9.1.2磁盘的访问时间271
9.1.3RAID272
9.1.4磁盘连接方式277
9.2磁盘调度279
9.2.1先来先服务279
9.2.2最短寻道时间优先279
9.2.3扫描算法280
9.2.4循环扫描算法281
9.2.5NStepSCAN和FSCAN调度算法282
9.2.6磁盘调度算法的选择284
9.3存储空间管理285
9.3.1位图法285
9.3.2空闲表法286
9.3.3空闲链表法287
9.3.4成组链接法288
本章小结289
习题290
第10章虚拟存储/293
10.1虚拟存储概述294
10.1.1对换295
10.1.2局部性297
10.1.3虚拟存储器的定义299
10.1.4虚拟存储器的特征300
10.2请求分页存储管理302
10.2.1地址转换机制305
10.2.2内存分配策略和分配算法307
10.2.3调页策略309
10.2.4页面置换算法310
10.3抖动325
10.3.1抖动的原因325
10.3.2工作集模型326
10.3.3基于页面故障频率的页面替换328
本章小结329
习题329
第11章文件管理/331
11.1文件系统概述332
11.1.1文件及文件系统332
11.1.2文件、记录和数据项336
11.1.3文件类型337
11.1.4文件的操作339
11.2文件的逻辑结构343
11.2.1文件逻辑结构的类型344
11.2.2堆345
11.2.3顺序文件346
11.2.4索引顺序文件346
11.2.5索引文件348
11.2.6哈希文件350
11.3文件分配管理351
11.3.1连续分配351
11.3.2链接分配354
11.3.3索引分配355
11.4文件命名359
11.4.1目录管理359
11.4.2链接362
11.4.3识别文件的其他方式365
本章小结366
习题366
结束语/369
参考文献与扩展阅读/371
A.1一般性文献371
A.2案例研究371
A.3死锁372
A.4同步373
A.5CPU调度373
A.6内存管理374
A.7设备处理374
A.8文件系统375
A.9实现375