編者2011年4月目錄
第1章操作系統(tǒng)概述1
1.1操作系統(tǒng)的概念1
1.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源1
1.1.2操作系統(tǒng)的地位3
1.1.3操作系統(tǒng)的定義4
1.1.4操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)5
1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史與分類6
1.2.1操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史6
1.2.2操作系統(tǒng)分類10
1.3操作系統(tǒng)的主要功能20
1.3.1處理機(jī)管理功能20
1.3.2內(nèi)存管理功能21
1.3.3設(shè)備管理功能21
1.3.4文件管理功能22
1.3.5用戶接口管理功能22
1.4操作系統(tǒng)的主要特征23
1.4.1并發(fā)執(zhí)行24
1.4.2資源共享24
1.4.3一切皆虛擬25
1.4.4異步性26
1.5操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26
1.5.1無(wú)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)26
1.5.2模塊化結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)27
1.5.3分層式結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)27
1.5.4虛擬機(jī)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)28
1.5.5微內(nèi)核結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)29
1.6操作系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境30
1.6.1操作系統(tǒng)硬件運(yùn)行環(huán)境30
1.6.2操作系統(tǒng)與其他系統(tǒng)軟件關(guān)系36
1.7初識(shí)Linux操作系統(tǒng)36
1.7.1Linux概述36
1.7.2Linux內(nèi)核設(shè)計(jì)38
1.7.3Linux啟動(dòng)和初始化過(guò)程40
1.7.4Linux系統(tǒng)調(diào)用介紹40
習(xí)題141第2章進(jìn)程、線程管理45
2.1進(jìn)程的基本概念45
2.1.1程序執(zhí)行過(guò)程45
2.1.2進(jìn)程的定義和特征49
2.1.3進(jìn)程狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換52
2.1.4進(jìn)程控制塊及其組織方式55
2.2進(jìn)程控制58
2.2.1進(jìn)程創(chuàng)建59
2.2.2進(jìn)程執(zhí)行與進(jìn)程切換60
2.2.3進(jìn)程阻塞與喚醒61
2.2.4進(jìn)程掛起與激活62
2.2.5進(jìn)程撤銷62
2.3線程63
2.3.1進(jìn)程的局限性63
2.3.2線程及其屬性64
2.3.3線程狀態(tài)與控制67
2.3.4線程間同步和通信67
2.3.5線程的實(shí)現(xiàn)69
2.3.6多線程模型70
2.4Linux進(jìn)程管理概述71
2.4.1Linux中的進(jìn)程及其進(jìn)程控制塊71
2.4.2Linux中的進(jìn)程控制76
2.4.3Linux中的線程77
習(xí)題278第3章進(jìn)程同步與通信 80
3.1進(jìn)程同步和互斥 80
3.1.1進(jìn)程同步和互斥的基本概念80
3.1.2信號(hào)量機(jī)制88
3.1.3利用信號(hào)量解決互斥問(wèn)題89
3.1.4利用信號(hào)量解決同步問(wèn)題90
3.2典型進(jìn)程同步問(wèn)題詳解93
3.2.1生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題93
3.2.2哲學(xué)家就餐問(wèn)題96
3.2.3讀者寫者問(wèn)題99
3.3管程機(jī)制102
3.3.1為何引入管程102
3.3.2管程的定義103
3.3.3條件變量104
3.3.4管程解決生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題104
3.4進(jìn)程通信105
3.4.1高級(jí)通信分類106
3.4.2消息傳遞系統(tǒng)107
3.5Linux進(jìn)程通信概述110
3.5.1管道110
3.5.2信號(hào)111
3.5.3消息隊(duì)列112
3.5.4信號(hào)量112
3.5.5共享內(nèi)存112
習(xí)題3113第4章處理機(jī)調(diào)度117
4.1三級(jí)調(diào)度體系117
4.1.1高級(jí)調(diào)度118
4.1.2中級(jí)調(diào)度120
4.1.3低級(jí)調(diào)度120
4.1.4三級(jí)調(diào)度關(guān)系121
4.2進(jìn)程調(diào)度目標(biāo)和調(diào)度方式122
4.2.1進(jìn)程調(diào)度目標(biāo)122
4.2.2進(jìn)程調(diào)度方式123
4.3調(diào)度算法的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則124
4.3.1面向用戶的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則124
4.3.2面向系統(tǒng)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則125
4.4典型進(jìn)程調(diào)度算法126
4.4.1先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法126
4.4.2短作業(yè)(進(jìn)程)優(yōu)先調(diào)度算法127
4.4.3最短剩余時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法129
4.4.4時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法129
4.4.5優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法130
4.4.6高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法132
4.4.7多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法133
4.5線程調(diào)度算法135
4.5.1用戶級(jí)線程調(diào)度135
4.5.2核心級(jí)線程調(diào)度136
4.6實(shí)時(shí)調(diào)度算法137
4.6.1實(shí)時(shí)調(diào)度目標(biāo)和所需必要信息137
4.6.2搶占調(diào)度和快速切換機(jī)制137
4.6.3典型實(shí)時(shí)調(diào)度算法138
4.7Linux進(jìn)程調(diào)度概述139
習(xí)題4141第5章死鎖145
5.1死鎖的基本概念和產(chǎn)生原因145
5.1.1死鎖的基本概念145
5.1.2產(chǎn)生死鎖的原因147
5.2死鎖的必要條件151
5.3死鎖的處理152
5.3.1死鎖的處理方法152
5.3.2資源分配圖153
5.4死鎖的靜態(tài)預(yù)防154
5.4.1破壞互斥條件154
5.4.2破壞請(qǐng)求和保持條件154
5.4.3破壞不剝奪條件155
5.4.4破壞環(huán)路等待條件155
5.5死鎖的動(dòng)態(tài)避免156
5.5.1系統(tǒng)安全狀態(tài)156
5.5.2銀行家算法158
5.6死鎖的檢測(cè)和解除160
5.6.1等待圖檢測(cè)死鎖161
5.6.2多體資源類死鎖檢測(cè)算法161
5.6.3死鎖解除方法163
5.6.4鴕鳥(niǎo)算法164
5.7線程死鎖164
習(xí)題5164第6章內(nèi)存管理168
6.1內(nèi)存管理概述168
6.1.1存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)168
6.1.2內(nèi)存管理功能169
6.1.3內(nèi)存管理目標(biāo)170
6.2程序的鏈接和裝入171
6.2.1幾個(gè)基本概念171
6.2.2程序的鏈接173
6.2.3程序的裝入174
6.3連續(xù)分配方式176
6.3.1單一連續(xù)分配176
6.3.2固定分區(qū)分配176
6.3.3可變分區(qū)分配178
6.3.4動(dòng)態(tài)可重定位分區(qū)分配184
6.4基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式185
6.4.1基本概念186
6.4.2基本分頁(yè)管理的地址變換機(jī)構(gòu)187
6.4.3多級(jí)頁(yè)表189
6.4.4頁(yè)面的共享與保護(hù)191
6.4.5基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理優(yōu)缺點(diǎn)192
6.5基本分段存儲(chǔ)管理方式193
6.5.1分段存儲(chǔ)管理的引入193
6.5.2基本分段管理的地址結(jié)構(gòu)193
6.5.3基本分段管理的地址變換機(jī)構(gòu)194
6.5.4分段共享與保護(hù)195
6.5.5基本分段存儲(chǔ)管理優(yōu)缺點(diǎn)196
6.5.6分頁(yè)和分段的主要區(qū)別196
6.6基本段頁(yè)式存儲(chǔ)管理方式196
6.6.1基本原理與地址變換機(jī)構(gòu)196
6.6.2Intel 80386段頁(yè)式存儲(chǔ)管理機(jī)制198
習(xí)題6200第7章虛擬存儲(chǔ)管理203
7.1覆蓋與交換技術(shù)203
7.1.1覆蓋技術(shù)203
7.1.2交換技術(shù)205
7.2虛擬存儲(chǔ)管理206
7.2.1程序局部性原理206
7.2.2虛擬存儲(chǔ)器及其特征207
7.3請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式208
7.3.1請(qǐng)求分頁(yè)中的硬件支持208
7.3.2請(qǐng)求分頁(yè)中的軟件支持210
7.3.3頁(yè)面置換算法211
7.3.4頁(yè)面調(diào)度性能215
7.3.5影響缺頁(yè)率因素 217
7.3.6Belady現(xiàn)象217
7.3.7請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理優(yōu)缺點(diǎn)218
7.4請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式219
7.4.1基本概念219
7.4.2請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理優(yōu)缺點(diǎn)221
7.5請(qǐng)求段頁(yè)式存儲(chǔ)管理方式222
7.6存儲(chǔ)管理方案總結(jié)223
7.7Linux存儲(chǔ)管理概述223
7.7.1Linux虛擬內(nèi)存管理223
7.7.2Linux物理內(nèi)存管理228
7.7.3頁(yè)面緩存與Swap交換空間231
習(xí)題7232第8章I/O設(shè)備管理237
8.1I/O設(shè)備管理概述237
8.1.1I/O設(shè)備的分類237
8.1.2I/O設(shè)備的差異性238
8.1.3I/O設(shè)備管理的任務(wù)和功能239
8.2I/O系統(tǒng)240
8.2.1I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)240
8.2.2設(shè)備控制器242
8.2.3I/O控制方式244
8.3I/O軟件252
8.3.1I/O軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)252
8.3.2I/O軟件層次253
8.3.3I/O中斷的執(zhí)行流程257
8.4設(shè)備分配與回收259
8.4.1設(shè)備管理中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)259
8.4.2設(shè)備分配與回收261
8.4.3SPOOLing系統(tǒng)262
8.5緩沖管理264
8.5.1緩沖的引入264
8.5.2單緩沖265
8.5.3雙緩沖266
8.5.4循環(huán)緩沖267
8.5.5緩沖池269
8.6磁盤存儲(chǔ)器管理270
8.6.1磁盤及其訪問(wèn)270
8.6.2磁盤調(diào)度算法272
8.6.3磁盤高速緩沖276
8.7I/O控制278
8.7.1I/O控制的引入278
8.7.2I/O控制的功能278
8.7.3I/O控制的實(shí)現(xiàn)279
8.8Linux設(shè)備管理279
8.8.1Linux設(shè)備管理概述279
8.8.2Linux設(shè)備管理中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)280
8.8.3Linux的設(shè)備文件283
8.8.4Linux的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序284
習(xí)題8291第9章文件系統(tǒng)296
9.1文件的基本概念296
9.1.1文件的概念296
9.1.2文件屬性及其分類297
9.2文件系統(tǒng)298
9.2.1文件系統(tǒng)的概念298
9.2.2文件系統(tǒng)的組成299
9.3文件結(jié)構(gòu)302
9.3.1文件邏輯結(jié)構(gòu)302
9.3.2文件物理結(jié)構(gòu)305
9.4文件目錄和目錄查詢311
9.4.1文件目錄的概念311
9.4.2文件目錄結(jié)構(gòu)313
9.4.3目錄查詢技術(shù)316
9.5文件存儲(chǔ)空間管理318
9.5.1文件存儲(chǔ)空間劃分318
9.5.2文件存儲(chǔ)空間的分配技術(shù)318
9.5.3空閑文件存儲(chǔ)器空間管理方法319
9.6文件的共享與保護(hù)322
9.6.1文件共享322
9.6.2文件保護(hù)323
9.7文件系統(tǒng)的可靠性325
9.7.1文件的可靠性325
9.7.2文件的保密性326
9.8Linux文件管理327
9.8.1Linux虛擬文件系統(tǒng)327
9.8.2文件系統(tǒng)的安裝與拆卸330
9.8.3Linux常見(jiàn)文件系統(tǒng)調(diào)用331
9.9EXT2文件系統(tǒng)334
習(xí)題9336參考文獻(xiàn)341