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第1章 引论1

1.1操作系统的概述1

1.1.1计算机系统的组成1

1.1.2操作系统的定义2

1.1.3计算机系统的层次结构2

1.2操作系统的形成3

1.2.1操作系统形成与发展的主要因素3

1.2.2多道程序设计与操作系统4

1.2.3操作系统的发展7

1.3操作系统的基本类型8

1.3.1批处理系统及其特征8

1.3.2分时系统及其特征11

1.3.3实时系统及其特征13

1.4计算机操作系统的研究内容14

1.4.1操作系统理论14

1.4.2操作系统软件15

1.4.3操作系统的主要功能15

习题16

第2章 操作系统的接口17

2.1操作系统内核17

2.1.1处理器指令及工作模式17

2.1.2操作系统内核18

2.2操作系统的启动19

2.2.1固件及其基本功能19

2.2.2基本输入/输出系统BIOS19

2.2.3可扩展固件接口22

2.2.4操作系统的启动26

2.3操作系统的用户接口26

2.3.1命令接口27

2.3.2程序接口及系统调用28

2.3.3 UNIX的用户接口30

习题33

第3章 处理器管理34

3.1系统的工作流程34

3.1.1程序及其特点34

3.1.2顺序执行的工作方式及特征35

3.1.3并发执行的工作方式及特征35

3.2进程的概念38

3.2.1进程的定义38

3.2.2进程的主要特征38

3.3进程的动态性39

3.3.1进程的基本状态39

3.3.2基本状态的转换关系41

3.4进程管理的主要功能42

3.4.1进程控制块及组成42

3.4.2 PCB队列43

3.4.3进程管理的主要功能44

3.5进程控制44

3.5.1原语44

3.5.2进程控制的含义45

3.5.3进程的创建45

3.5.4进程的撤销46

3.5.5进程的阻塞46

3.5.6进程的唤醒46

3.6进程同步47

3.6.1并发进程的关系47

3.6.2间接制约与互斥关系50

3.6.3直接制约与同步关系52

3.6.4进程同步机制52

3.6.5互斥关系与加锁机制53

3.6.6信号量机制与互斥关系56

3.6.7信号量机制与同步关系59

3.6.8生产者/消费者问题62

3.6.9读者/写者问题67

3.7进程通信69

3.7.1进程通信的概念69

3.7.2进程通信方式70

3.7.3消息缓冲通信的设计和实现71

3.7.4 UNIX消息队列通信73

3.7.5信箱通信的设计实现77

3.8线程79

3.8.1线程的引入79

3.8.2线程与进程的关系80

3.8.3线程的类型80

3.8.4线程的常用细化方法81

3.8.5 Java线程及控制实例82

习题85

第4章 处理器调度87

4.1操作系统中的调度87

4.1.1调度的定义87

4.1.2操作系统中的调度87

4.1.3调度的性能指标88

4.2作业调度90

4.2.1作业状态90

4.2.2作业调度的功能91

4.2.3作业调度算法92

4.2.4作业调度算法例子96

4.3进程调度100

4.3.1进程调度的含义100

4.3.2进程调度的功能100

4.3.3进程调度的方式100

4.3.4进程调度算法101

4.3.5实时系统的进程调度算法105

4.4死锁问题108

4.4.1死锁的含义108

4.4.2死锁的解决方法110

4.4.3死锁预防111

4.4.4死锁避免115

4.4.5死锁检测与恢复120

习题123

第5章 存储器管理125

5.1存储管理概述125

5.1.1计算机系统的存储器类型125

5.1.2虚拟地址和物理地址127

5.1.3重定位128

5.1.4存储管理的目的129

5.1.5存储管理的主要功能129

5.1.6存储管理方法132

5.2单一连续区存储管理132

5.2.1基本思想132

5.2.2主要特点133

5.3固定分区存储管理133

5.3.1基本思想133

5.3.2实现关键134

5.3.3主要特点135

5.4可变分区存储管理136

5.4.1基本思想136

5.4.2实现关键137

5.4.3主要特点143

5.4.4分区管理总结144

5.4.5对换和覆盖145

5.5分页存储管理152

5.5.1基本思想152

5.5.2静态分页的实现关键154

5.5.3静态分页的特点及效率的改进159

5.5.4虚拟存储器思想160

5.5.5动态分页162

5.5.6请求分页的实现关键162

5.5.7分页存储管理的主要特点172

5.6分段存储管理176

5.6.1基本思想177

5.6.2硬件基础177

5.6.3实现关键184

5.6.4分段与分页的区别186

5.6.5主要特点186

5.7段页式存储管理187

5.7.1基本思想187

5.7.2实现关键188

5.7.3主要特点189

习题190

第6章 文件系统192

6.1文件系统概述192

6.1.1文件系统的引入192

6.1.2文件及分类193

6.1.3文件系统及其主要功能195

6.2文件的逻辑结构196

6.3文件的物理结构198

6.3.1文件存取方式198

6.3.2文件存储介质199

6.3.3物理结构分类201

6.4文件目录管理208

6.4.1文件控制块208

6.4.2文件目录及其结构210

6.5文件存储空间管理213

6.5.1磁盘存储管理方法213

6.5.2空闲块成组链接法214

6.6文件使用216

6.6.1文件系统的命令接口216

6.6.2文件的系统调用217

6.6.3利用文件通信及其同步控制219

6.7文件的共享228

6.7.1文件共享文法228

6.7.2基本文件目录法229

6.7.3文件共享语义230

6.8文件的安全性231

6.8.1文件保护及主要方法231

6.8.2文件保密及主要方法232

6.8.3 BLP安全模型234

6.8.4 Biba安全模型236

习题237

第7章 设备管理239

7.1设备管理概述239

7.1.1设备分类239

7.1.2设备独立性241

7.1.3设备管理的主要功能245

7.2 I/O控制方式245

7.2.1程序查询方式246

7.2.2中断方式246

7.2.3 DMA方式254

7.2.4通道方式257

7.3设备分配258

7.3.1设备管理的数据结构258

7.3.2设备分配原则260

7.3.3设备分配261

7.3.4设备分配的安全性261

7.4缓冲技术262

7.4.1缓冲及其引入的目的262

7.4.2缓冲类型263

7.4.3缓冲池管理264

7.5磁盘驱动调度267

7.5.1磁盘I/O操作的时间组成267

7.5.2磁盘驱动调度268

7.5.3移臂调度算法269

习题273

参考文献274