目　錄
第1章　操作系統(tǒng)概述　1
1.1　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)　1
1.1.1　硬件與軟件　1
1.1.2　操作系統(tǒng)的形成　2
1.2　操作系統(tǒng)的定義與功能　3
1.2.1　操作系統(tǒng)的定義　3
1.2.2　操作系統(tǒng)的功能　4
1.3　操作系統(tǒng)的種類　6
1.3.1　批處理操作系統(tǒng)　6
1.3.2　分時(shí)操作系統(tǒng)　7
1.3.3　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)　8
1.3.4　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)　9
習(xí)題　10
第2章　處理機(jī)管理　12
2.1　進(jìn)程　12
2.1.1　多道程序設(shè)計(jì)　12
2.1.2　進(jìn)程的定義　14
2.1.3　進(jìn)程的特征　15
2.1.4　進(jìn)程的基本狀態(tài)　16
2.2　進(jìn)程控制塊　17
2.2.1　進(jìn)程的三個(gè)組成部分　17
2.2.2　進(jìn)程控制塊的內(nèi)容　18
2.2.3　進(jìn)程控制塊隊(duì)列　19
2.3　進(jìn)程的調(diào)度與管理　20
2.3.1　進(jìn)程調(diào)度算法　20
2.3.2　進(jìn)程管理的基本原語　25
2.4　作業(yè)調(diào)度　27
2.4.1　用戶與操作系統(tǒng)的兩種接口　27
2.4.2　作業(yè)與作業(yè)管理　30
2.4.3　作業(yè)的調(diào)度算法　32
習(xí)題　37
第3章　存儲(chǔ)管理　40
3.1　固定分區(qū)存儲(chǔ)管理　40
3.1.1　地址重定位　40
3.1.2　地址的靜態(tài)重定位　41
3.1.3　單一連續(xù)分區(qū)存儲(chǔ)管理　42
3.1.4　固定分區(qū)存儲(chǔ)管理　44
3.2　可變分區(qū)存儲(chǔ)管理　47
3.2.1　可變分區(qū)存儲(chǔ)管理的基本思想　47
3.2.2　地址的動(dòng)態(tài)重定位　50
3.2.3　空閑區(qū)的合并　51
3.2.4　分區(qū)的管理與組織方式　52
3.2.5　空閑分區(qū)的分配算法　56
3.3　分頁式存儲(chǔ)管理　57
3.3.1　分頁式存儲(chǔ)管理的基本思想　57
3.3.2　分頁式存儲(chǔ)管理的地址轉(zhuǎn)換　60
3.3.3　內(nèi)存塊的分配與回收　65
3.4　虛擬存儲(chǔ)與請(qǐng)求頁式存儲(chǔ)管理　66
3.4.1　虛擬存儲(chǔ)器的概念　66
3.4.2　請(qǐng)求分頁式存儲(chǔ)管理的基本思想　67
3.4.3　缺頁中斷的處理　68
3.4.4　頁面淘汰算法　73
習(xí)題　79
第4章　設(shè)備管理　82
4.1　概述　82
4.1.1　計(jì)算機(jī)設(shè)備的分類　82
4.1.2　設(shè)備管理的目標(biāo)與功能　85
4.2　輸入/輸出的處理步驟　86
4.2.1　I/O請(qǐng)求的提出　86
4.2.2　對(duì)I/O請(qǐng)求的管理　87
4.2.3　I/O請(qǐng)求的具體實(shí)現(xiàn)　87
4.3　設(shè)備的分配與調(diào)度算法　88
4.3.1　管理設(shè)備時(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　88
4.3.2　獨(dú)享設(shè)備的分配　91
4.3.3　共享磁盤的調(diào)度　93
4.4　數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健?7
4.4.1　設(shè)備控制器　97
4.4.2　程序循環(huán)測(cè)試方式　98
4.4.3　中斷方式　99
4.4.4　直接存儲(chǔ)器存取(DMA)方式　100
4.4.5　通道方式　101
4.5　設(shè)備管理中的若干技術(shù)　102
4.5.1　I/O緩沖技術(shù)　102
4.5.2　虛擬設(shè)備與SPOOLing技術(shù)　104
習(xí)題　105
第5章　文件管理　108
5.1　文件的結(jié)構(gòu)　108
5.1.1　文件與文件系統(tǒng)　108
5.1.2　文件的邏輯結(jié)構(gòu)　110
5.1.3　文件的物理結(jié)構(gòu)　112
5.1.4　文件的存取　115
5.2　磁盤存儲(chǔ)空間的管理　116
5.2.1　位示圖　116
5.2.2　空閑區(qū)表　117
5.2.3　空閑塊鏈　118
5.3　文件管理與目錄結(jié)構(gòu)　119
5.3.1　文件控制塊與目錄　119
5.3.2　目錄的層次結(jié)構(gòu)　121
5.3.3　“按名存取”的實(shí)現(xiàn)　123
5.4　文件的使用　125
5.4.1　文件的共享　125
5.4.2　文件的保護(hù)　126
5.4.3　文件的操作　128
習(xí)題　129
第6章　進(jìn)程間的制約關(guān)系　132
6.1　進(jìn)程間的制約關(guān)系　132
6.1.1　與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤　132
6.1.2　競爭資源—互斥　135
6.1.3　協(xié)同工作—同步　137
6.2　信號(hào)量與P、V操作　138
6.2.1　信號(hào)量與P、V操作的定義　139
6.2.2　用P、V操作實(shí)現(xiàn)互斥　139
6.2.3　用P、V操作實(shí)現(xiàn)同步　141
6.2.4　用P、V操作實(shí)現(xiàn)資源分配　143
6.2.5　互斥/同步的樣例分析　145
6.3　死鎖、高級(jí)進(jìn)程通信　148
6.3.1　死鎖與產(chǎn)生死鎖的必要條件　148
6.3.2　死鎖的預(yù)防　151
6.3.3　死鎖的避免　152
6.3.4　死鎖的檢測(cè)并恢復(fù)　156
6.3.5　高級(jí)進(jìn)程通信　157
習(xí)題　160
第7章　實(shí)例分析：Windows 2000操作系統(tǒng)　164
7.1　Windows 2000的處理機(jī)管理　164
7.1.1　Windows 2000的結(jié)構(gòu)　164
7.1.2　Windows 2000的進(jìn)程和線程　166
7.1.3　Windows 2000的線程調(diào)度　170
7.2　Windows 2000的存儲(chǔ)管理　175
7.2.1　Windows 2000進(jìn)程的空間布局　175
7.2.2　Windows 2000的地址變換機(jī)構(gòu)　176
7.2.3　Windows 2000對(duì)內(nèi)存的管理　179
7.2.4　Windows 2000的頁面調(diào)度　181
7.3　Windows 2000的文件管理　183
7.3.1　Windows 2000文件系統(tǒng)綜述　183
7.3.2　NTFS的主控文件表(MFT)　188
7.3.3　NTFS文件和目錄的結(jié)構(gòu)　190
7.3.4　NTFS對(duì)可恢復(fù)性的支持　191
7.4　Windows 2000的設(shè)備管理　194
7.4.1　Windows 2000設(shè)備管理綜述　194
7.4.2　Windows 2000單層驅(qū)動(dòng)程序的I/O處理　197
7.4.3　Windows 2000兩級(jí)中斷處理過程　199
習(xí)題　200
第8章　實(shí)例分析：Linux操作系統(tǒng)　203
8.1　Linux的處理機(jī)管理　203
8.1.1　Linux的進(jìn)程　203
8.1.2　Linux的進(jìn)程調(diào)度　206
8.1.3　Linux進(jìn)程間的通信——消息隊(duì)列　208
8.2　Linux的存儲(chǔ)管理　211
8.2.1　Linux的虛擬存儲(chǔ)空間　211
8.2.2　管理虛擬存儲(chǔ)空間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　213
8.2.3　管理內(nèi)存空間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　214
8.2.4　內(nèi)存區(qū)的分配和頁面淘汰策略　215
8.3　Linux的文件管理　217
8.3.1　Linux文件系統(tǒng)的構(gòu)成　217
8.3.2　Ext2對(duì)磁盤的組織　218
8.3.3　Ext2文件的物理結(jié)構(gòu)　221
8.3.4　虛擬文件系統(tǒng)VFS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　223
8.4　Linux的設(shè)備管理　225
8.4.1　Linux設(shè)備管理概述　226
8.4.2　Linux對(duì)字符設(shè)備的管理　227
8.4.3　Linux對(duì)塊設(shè)備的管理　228
習(xí)題　230
第9章　實(shí)例分析：MS-DOS操作系統(tǒng)　232
9.1　MS-DOS的處理機(jī)管理　232
9.1.1　MS-DOS的基本組成　232
9.1.2　MS-DOS的進(jìn)程　234
9.1.3　MS-DOS的作業(yè)管理　237
9.2　MS-DOS的存儲(chǔ)管理　239
9.2.1　MS-DOS對(duì)常規(guī)內(nèi)存的管理　239
9.2.2　PC機(jī)地址的構(gòu)成——“分段”表示法　242
9.2.3　MS-DOS的各種內(nèi)存區(qū)域　244
9.3　MS-DOS的文件管理　245
9.3.1　MS-DOS文件管理綜述　245
9.3.2　MS-DOS的文件分配表(FAT)　248
9.3.3　MS-DOS的樹型目錄結(jié)構(gòu)　250
9.3.4　MS-DOS文件訪問的實(shí)現(xiàn)　252
9.4　MS-DOS的設(shè)備管理　254
9.4.1　MS-DOS設(shè)備管理綜述　254
9.4.2　MS-DOS設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的構(gòu)成　254
9.4.3　MS-DOS對(duì)塊設(shè)備的管理　256
9.4.4　MS-DOS對(duì)字符設(shè)備的管理　257
習(xí)題　258