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第一章 操作系统概述1

1.1 什么是操作系统1

1.1.1 操作系统的虚拟机观点1

1.1.2 操作系统的资源管理观点3

1.1.3 操作系统的用户服务观点3

1.2 操作系统的形成过程4

1.2.1 人工操作阶段4

1.2.2 单道批量处理阶段4

1.2.3 执行系统阶段6

1.2.4 多道程序系统阶段7

1.3 操作系统的基本类型8

1.3.1 多道批处理系统8

1.3.2 分时系统9

1.3.3 实时系统11

1.3.4 通用操作系统13

1.3.5 网络操作系统13

1.4 操作系统的特征14

1.5 操作系统的服务16

1.5.1 操作系统的公共服务16

1.5.2 操作系统的服务方式17

1.6 操作系统的功能18

1.6.1 用户接口18

1.6.2 处理机管理19

1.6.3 存储管理20

1.6.4 设备管理21

1.6.5 文件管理22

1.7 操作系统的结构23

1.7.1 整体式系统23

1.7.2 层次式系统23

1.7.3 客户/服务器系统24

1.8 中断及其在操作系统中的作用24

1.8.1 中断是多道程序并发执行的推动力25

1.8.2 操作系统由中断驱动25

学后自测一25

参考答案一26

第二章 用户接口27

2.1 用户接口概述27

2.1.1 运行用户程序的过程27

2.1.2 作业管理概述28

2.2 命令接口29

2.2.1 脱机命令接口29

2.2.2 联机命令接口30

2.3 程序接口32

2.3.1 系统调用概述33

2.3.2 系统调用过程34

2.4 图形接口35

学后自测二36

参考答案二36

第三章 进程管理37

3.1 进程的基本概念37

3.1.1 进程的引入37

3.1.2 进程的定义和特征42

3.1.3 进程的基本状态及其变迁43

3.2 进程的实现45

3.2.1 进程的结构描述45

3.2.2 进程控制块的结构46

3.2.3 进程控制块的组织形式47

3.3 进程控制48

3.3.1 进程控制机构48

3.3.2 进程控制原语49

3.4 进程的互斥与同步53

3.4.1 进程互斥53

3.4.2 进程同步55

3.4.3 利用信号量机制解决进程互斥、同步及前趋图问题56

3.5 利用信号量机制解决经典进程同步问题61

3.5.1 生产者——消费者问题61

3.5.2 哲学家进餐问题64

3.5.3 读者——写者问题66

3.6 进程通信67

3.6.1 进程通信的类型67

3.6.2 消息传递系统68

3.6.3 消息缓冲队列通信机制——直接通信方式的实现70

3.7 线程的概念72

3.7.1 线程的定义和属性73

3.7.2 线程与进程的比较73

3.8 管程的概念74

3.8.1 管程的引入74

3.8.2 管程的定义75

3.8.3 实现管程的三个关键问题76

学后自测三77

参考答案三80

第四章 死锁及其对策89

4.1 死锁的基本概念89

4.1.1 资源90

4.1.2 死锁的定义90

4.1.3 产生死锁的原因91

4.2 死锁原理及对策92

4.2.1 死锁原理及产生死锁的必要条件92

4.2.2 死锁的描述93

4.2.3 解决死锁的方法96

4.3 鸵鸟算法96

4.4 死锁的检测和恢复97

4.4.1 利用资源分配图描述系统状态97

4.4.2 死锁检测中的数据结构100

4.4.3 死锁检测算法100

4.4.4 死锁的恢复101

4.5 死锁预防102

4.5.1 打破“不剥夺”条件102

4.5.2 打破“部分分配”条件103

4.5.3 打破“环路等待”条件103

4.6 死锁避免104

4.6.1 系统状态的安全性104

4.6.2 银行家算法105

4.6.3 银行家算法举例107

学后自测四109

参考答案四110

第五章 处理机管理112

5.1 调度的类型和模型112

5.1.1 作业调度112

5.1.2 进程调度114

5.1.3 中级调度115

5.1.4 调度队列模型115

5.2 调度算法的选择和性能评价118

5.2.1 调度算法选择时考虑的因素118

5.2.2 调度算法性能的评价120

5.3 调度算法121

5.3.1 先来先服务调度算法121

5.3.2 短作业（进程）优先调度算法123

5.3.3 优先级调度算法125

5.3.4 时间片轮转调度算法127

5.3.5 多级反馈队列调度算法128

5.3.6 实时调度算法131

学后自测五133

参考答案五135

第六章 存储管理139

6.1 存储管理的基本概念139

6.1.1 存储器的层次139

6.1.2 地址重定位140

6.1.3 存储管理的目的和功能143

6.1.4 存储分析方式144

6.2 实存储管理技术145

6.2.1 单一连续区管理145

6.2.2 固定式和可变式分区存储管理145

6.2.3 可重定位分区存储管理150

6.2.4 分区的存储保护152

6.3 虚拟存储系统的基本概念152

6.3.1 何谓虚拟存储器152

6.3.2 实现虚拟存储器的基本原理153

6.4 分页存储管理154

6.4.1 分页存储管理的实现原理154

6.4.2 简单分页存储管理155

6.4.3 请求分页存储管理158

6.4.4 请求分页存储管理的页面置换算法160

6.4.5 抖动和工作集模型164

6.4.6 页面保护167

6.4.7 页式存储管理的优缺点167

6.5 请求分段存储管理168

6.5.1 段式存储管理的基本思想168

6.5.2 段式存储管理的实现原理168

6.5.3 段的共享与保护172

6.5.4 分段与分页的区别与联系173

6.5.5 段式存储管理的优缺点174

6.6 段页式存储管理174

6.6.1 段页式存储管理的基本思想174

6.6.2 段页式存储管理的地址变换过程175

6.6.3 段页式存储管理的优缺点177

学后自测六177

参考答案六179

第七章 I/O系统及设备管理180

7.1 设备管理概述180

7.1.1 I/O设备的类型180

7.1.2 设备管理的任务和功能181

7.2 I/O控制方式182

7.2.1 程序直接控制方式182

7.2.2 程序中断I/O控制方式183

7.2.3 DMA控制方式183

7.2.4 I/O通道控制方式184

7.3 外设的启动和I/O中断处理186

7.3.1 I/O设备的启动187

7.3.2 I/O中断事件的处理188

7.4 虚拟设备技术189

7.5 I/O设备的分配191

7.5.1 设备分配中的数据结构191

7.5.2 设备分配的原则和机制193

7.5.3 设备分配的实施196

7.6 驱动调度198

7.6.1 移臂调度199

7.6.2 放置调度202

学后自测七203

参考答案七204

第八章 文件系统206

8.1 文件系统概述206

8.1.1 文件和文件分类207

8.1.2 文件命名208

8.1.3 文件系统及其功能208

8.1.4 文件操作209

8.2 文件的组织和存取方法209

8.2.1 文件的逻辑组织209

8.2.2 文件的物理组织210

8.2.3 文件的存取方法214

8.3 文件目录管理216

8.3.1 目录的概念216

8.3.2 目录的结构217

8.3.3 文件路径名219

8.4 文件存储空间的管理219

8.4.1 空白文件目录220

8.4.2 位示图220

8.4.3 空闲块链221

8.5 文件的共享223

8.5.1 绕道法223

8.5.2 链访法223

8.5.3 基本文件目录和符号文件目录结构224

8.6 文件的保护机制225

8.6.1 文件存取控制矩阵226

8.6.2 文件存取控制表226

8.6.3 用户存取权限表227

8.6.4 口令核对法227

8.6.5 密码技术227

8.7 文件系统的安全性228

8.8 文件的主要操作228

8.8.1 文件创建和删除228

8.8.2 文件打开和关闭229

8.8.3 文件的读和写230

8.8.4 文件的链接和解除链接231

学后自测八232

参考答案八232

第九章 Linux操作系统234

9.1 Linux简介234

9.1.1 Linux特性234

9.1.2 Linux系统结构及核心功能236

9.2 Linux的进程管理236

9.2.1 Linux进程概述236

9.2.2 Linux进程调度239

9.2.3 Linux进程控制240

9.2.4 Linux进程通信242

9.3 Linux的存储管理248

9.3.1 Linux的分段和分页机制249

9.3.2 Linux内存管理机制252

9.4 Linux的文件系统管理255

9.4.1 逻辑文件系统一般存储结构255

9.4.2 Linux的虚拟文件系统255

9.5 Linux的设备管理261

9.6 Linux的用户接口263

9.6.1 Linux的shell263

9.6.2 X Windows267

学后自测九267

参考答案九268

第十章 操作系统的进一步发展269

10.1 计算机系统发展对操作系统的影响269

10.2 新一代操作系统介绍271

10.2.1 微机操作系统271

10.2.2 网络操作系统274

10.2.3 分页式操作系统278

10.3 操作系统新技术281

10.3.1 微内核操作系统技术281

10.3.2 面向对象操作系统技术284

学后自测十288

参考答案十288

参考文献289