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第1章 操作系统的概述 1

1.1 操作系统的概念 1

1.1.1 计算机硬件结构 2

1.1.2 操作系统的形成 2

1.1.3 操作系统的定义 5

1.1.4 操作系统的地位 6

1.1.5 操作系统的特征 7

1.2 操作系统的主要功能 8

1.2.1 存储管理 8

1.2.2 进程和处理机管理 9

1.2.3 文件管理 10

1.2.4 设备管理 10

1.2.5 用户接口管理 11

1.3 操作系统的主要类型 12

1.3.1 批处理系统 12

1.3.2 分时系统 14

1.3.3 实时系统 15

1.3.4 其他操作系统 16

1.4 操作系统的结构设计 18

1.4.1 整体结构 18

1.4.2 层次结构 18

1.4.3 虚拟机结构 19

1.4.4 客户机-服务器结构 20

1.4.5 UNIX和Linux系统的核心结构 21

本章小结 25

练习与思考 26

第2章 进程管理 27

2.1 进程概述 28

2.1.1 程序的顺序执行和并发执行 28

2.1.2 进程的概念 30

2.1.3 进程的状态及其转换 32

2.1.4 进程的组成 34

2.1.5 进程队列 35

2.2 进程管理和有关命令 37

2.2.1 进程族系 37

2.2.2 进程管理 38

2.2.3 Linux进程管理 40

2.2.4 对进程的操作命令 42

2.2.5 有关进程控制的系统调用 45

2.3 线程的引入和实现 50

2.3.1 线程的引入 50

2.3.2 线程的实现 52

2.4 进程之间的关系和通信 54

2.4.1 进程之间的关系 54

2.4.2 进程同步机制 58

2.4.3 信号量的一般应用 60

2.4.4 进程通信 64

2.5 死锁 68

2.5.1 死锁的定义 68

2.5.2 产生死锁的必要条件 70

2.5.3 对待死锁的策略 71

本章小结 71

练习与思考 72

第3章 处理机调度 75

3.1 调度的级别 76

3.2 作业状态和作业调度 77

3.2.1 作业状态 77

3.2.2 作业调度 77

3.3 进程调度 79

3.3.1 进程调度的功能和时机 79

3.3.2 两级调度模型 80

3.3.3 三级调度模型 81

3.4 调度性能的评价 81

3.4.1 调度策略的选择 81

3.4.2 性能评价标准 82

3.5 常用的调度算法 83

3.5.1 先来先服务法 83

3.5.2 时间片轮转法 84

3.5.3 优先级法 86

3.5.4 其他调度算法简介 87

3.6 中断和系统调用 88

3.6.1 中断概述 88

3.6.2 中断处理过程 91

3.6.3 中断优先级、中断屏蔽和多重中断 94

3.6.4 系统调用处理 97

3.6.5 shell命令的一般执行过程 101

3.7 Linux系统中的进程调度 103

3.7.1 Linux进程调度 103

3.7.2 Linux系统的常用调度命令 104

本章小结 107

练习与思考 108

第4章 存储管理 110

4.1 地址空间与重定位 111

4.1.1 用户程序的地址空间 111

4.1.2 重定位的概念 113

4.1.3 对换技术 115

4.2 分区管理技术 116

4.2.1 分区法 116

4.2.2 可重定位分区分配 119

4.3 分页技术 122

4.3.1 分页的基本概念 122

4.3.2 分页系统中的地址映射 124

4.3.3 页的共享和保护 125

4.4 虚拟存储管理 126

4.4.1 虚拟存储器的概念 126

4.4.2 虚拟存储器的特征 127

4.5 请求分页技术 128

4.5.1 请求分页的基本思想 128

4.5.2 硬件支持及缺页处理 129

4.6 常用的页面置换算法 131

4.6.1 页面置换的概念 131

4.6.2 先进先出法 133

4.6.3 最佳置换法 134

4.6.4 最近最少使用置换法 134

4.6.5 最近未使用置换法 135

4.7 Linux系统中的存储管理技术 136

4.7.1 对换 136

4.7.2 请求分页 137

4.8 段页式系统 140

4.8.1 分段的基本概念 140

4.8.2 分段系统中的地址映射 142

4.8.3 段页式系统的基本机制 143

本章小结 144

练习与思考 145

第5章 文件系统 147

5.1 文件系统概述 147

5.1.1 文件及其分类 148

5.1.2 文件系统的功能 151

5.2 文件的逻辑组织和物理组织 152

5.2.1 文件的逻辑组织 152

5.2.2 用户对文件的存取方法 153

5.2.3 文件的物理组织 155

5.3 目录文件 160

5.3.1 文件控制块和文件目录 160

5.3.2 目录结构 162

5.4 文件存储空间的管理 165

5.4.1 空闲盘块表法 166

5.4.2 空闲块链接法 166

5.4.3 位示图法 167

5.4.4 空闲块成组链接法 168

5.5 文件的共享和文件系统的安全性 169

5.5.1 文件的链接 170

5.5.2 文件的存取控制 172

5.5.3 文件的备份和恢复 174

5.6 Linux文件系统 176

5.6.1 文件系统的格式 176

5.6.2 虚拟文件系统 180

5.6.3 管道文件 180

5.6.4 文件系统的安装与拆卸 181

本章小结 182

练习与思考 184

第6章 设备管理 185

6.1 设备管理概述 186

6.1.1 设备分类和标识 186

6.1.2 缓冲技术 187

6.1.3 I/O系统的结构 190

6.1.4 设备管理的目标和功能 191

6.2 设备分配技术 192

6.2.1 设备分配概述 192

6.2.2 SPOOLing系统 193

6.3 I//O软件的层次和I/O处理步骤 195

6.3.1 设备驱动程序 196

6.3.2 与设备无关的操作系统I/O软件 198

6.3.3 用户级I/O软件 200

6.3.4 处理I/O请求的步骤 200

6.4 磁盘调度和管理 202

6.4.1 磁盘硬件 202

6.4.2 磁盘调度算法 204

6.5 Linux系统的设备管理 206

6.5.1 Linux系统设备管理概述 206

6.5.2 网卡简单配置 207

本章小结 209

练习与思考 210

第7章 现代操作系统的发展 212

7.1 现代操作系统发展概述 212

7.1.1 推动操作系统发展的动力 212

7.1.2 操作系统发展展望 213

7.2 嵌入式操作系统 214

7.2.1 嵌入式系统概述 214

7.2.2 嵌入式软件系统的体系结构和嵌入式操作系统分类 215

7.3 分布式操作系统 216

7.3.1 分布式系统概述 216

7.3.2 分布式操作系统简介 217

7.3.3 四种多机系统的比较 218

7.4 云计算系统 219

7.4.1 云计算系统概述 219

7.4.2 云计算系统的特点 220

本章小结 221

练习与思考 222

参考文献 223