操作系統(tǒng)（第3版）

第1章 操作系統(tǒng)引論1
1.1 計算機硬件結(jié)構(gòu)1
1.1.1 處理器2
1.1.2 存儲器2
1.1.3 I/O設備3
1.1.4 總線3
1.2 什么是操作系統(tǒng)4
1.2.1 操作系統(tǒng)概念4
1.2.2 操作系統(tǒng)的主要功能5
1.2.3 操作系統(tǒng)的地位8
1.3 操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程9
1.3.1 操作系統(tǒng)的形成9
1.3.2 操作系統(tǒng)的發(fā)展12
1.3.3 推動操作系統(tǒng)發(fā)展的動力12
1.4 操作系統(tǒng)的類型12
1.4.1 批處理系統(tǒng)13
1.4.2 分時系統(tǒng)14
1.4.3 實時系統(tǒng)15
1.4.4 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)16
1.4.5 分布式操作系統(tǒng)18
1.4.6 其他操作系統(tǒng)18
1.5 操作系統(tǒng)的特征20
1.6 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計20
1.6.1 整體結(jié)構(gòu)21
1.6.2 層次結(jié)構(gòu)21
1.6.3 虛擬機結(jié)構(gòu)23
1.6.4 客戶-服務器結(jié)構(gòu)24
1.7 操作系統(tǒng)初啟過程25
1.8 本章小結(jié)26
習題126
第2章 進程和線程28
2.1 進程概念28
2.1.1 多道程序設計28
2.1.2 進程概念29
2.2 進程的狀態(tài)和組成31
2.2.1 進程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換31
2.2.2 進程描述34
2.2.3 進程隊列36
2.3 進程管理37
2.3.1 進程圖37
2.3.2 進程創(chuàng)建38
2.3.3 進程終止40
2.3.4 進程阻塞40
2.3.5 進程喚醒41
2.4 線程41
2.4.1 線程概念41
2.4.2 線程的實現(xiàn)44
2.5 進程的同步和互斥45
2.5.1 進程同步與互斥的概念45
2.5.2 臨界資源和臨界區(qū)47
2.5.3 互斥實現(xiàn)方式48
2.5.4 信號量50
2.5.5 信號量的一般應用53
2.6 經(jīng)典進程同步問題54
2.7 管程59
2.8 進程通信61
2.8.1 消息傳遞系統(tǒng)62
2.8.2 客戶-服務器系統(tǒng)中的通信64
2.9 本章小結(jié)65
習題266
第3章 死鎖69
3.1 資源69
3.1.1 資源使用模式69
3.1.2 可搶占資源與不可搶占資源70
3.2 死鎖概念70
3.2.1 什么是死鎖71
3.2.2 死鎖的條件73
3.2.3 資源分配圖73
3.2.4 處理死鎖的方法75
3.3 死鎖的預防75
3.3.1 破壞互斥條件75
3.3.2 破壞占有且等待條件75
3.3.3 破壞非搶占條件76
3.3.4 破壞循環(huán)等待條件76
3.4 死鎖的避免77
3.4.1 安全狀態(tài)77
3.4.2 資源分配圖算法79
3.4.3 銀行家算法79
3.5 死鎖的檢測和恢復81
3.5.1 對單體資源類的死鎖檢測82
3.5.2 對多體資源類的死鎖檢測82
3.5.3 從死鎖中恢復83
3.5.4 “饑餓”和活鎖的概念85
3.6 處理死鎖的綜合方式86
3.7 本章小結(jié)87
習題388
第4章 調(diào)度90
4.1 調(diào)度類型90
4.2 作業(yè)調(diào)度92
4.2.1 作業(yè)狀態(tài)92
4.2.2 作業(yè)控制塊和作業(yè)調(diào)度的
功能92
4.3 進程調(diào)度94
4.3.1 進程調(diào)度的功能94
4.3.2 進程調(diào)度的時機94
4.3.3 進程調(diào)度的基本方式94
4.3.4 交互式系統(tǒng)中常用的調(diào)度
算法95
4.3.5 兩級調(diào)度模型95
4.4 調(diào)度準則96
4.4.1 影響調(diào)度算法選擇的主要
因素96
4.4.2 調(diào)度性能評價準則96
4.5 調(diào)度算法97
4.5.1 先來先服務法97
4.5.2 短作業(yè)優(yōu)先法98
4.5.3 最短剩余時間優(yōu)先法99
4.5.4 優(yōu)先級法100
4.5.5 輪轉(zhuǎn)法101
4.5.6 多級隊列法103
4.5.7 多級反饋隊列法103
4.5.8 高響應比優(yōu)先法104
4.5.9 公平共享法105
4.5.10 幾種常用調(diào)度算法的比較105
4.6 線程調(diào)度106
4.7 多處理器調(diào)度107
4.7.1 多處理器系統(tǒng)的類型107
4.7.2 多處理器調(diào)度方法107
4.8 實時調(diào)度108
4.8.1 實時任務類型108
4.8.2 實時調(diào)度算法108
4.9 UNIX/Linux進程調(diào)度109
4.9.1 UNIX進程調(diào)度109
4.9.2 Linux進程調(diào)度110
4.10 中斷處理112
4.10.1 中斷概述112
4.10.2 中斷的處理過程113
4.10.3 中斷優(yōu)先級和多重中斷116
4.11 信號機制119
4.11.1 信號機制概念119
4.11.2 信號的分類、產(chǎn)生和傳送120
4.11.3 信號的處理方式121
4.11.4 信號的檢測和處理121
4.12 本章小結(jié)122
習題4123
第5章 存儲管理125
5.1 引言125
5.1.1 用戶程序的地址空間125
5.1.2 重定位126
5.1.3 對換技術128
5.2 分區(qū)法130
5.2.1 固定分區(qū)法130
5.2.2 動態(tài)分區(qū)法131
5.2.3 可重定位分區(qū)分配134
5.3 分頁技術135
5.3.1 分頁存儲管理的基本概念135
5.3.2 分頁系統(tǒng)中的地址映射137
5.3.3 頁面尺寸138
5.3.4 硬件支持138
5.3.5 保護方式140
5.3.6 頁表的構(gòu)造140
5.3.7 頁面共享143
5.4 分段技術144
5.4.1 分段存儲管理的基本概念145
5.4.2 地址轉(zhuǎn)換146
5.4.3 段的共享和保護147
5.5 段頁式技術148
5.5.1 段頁式存儲管理的基本
原理148
5.5.2 地址轉(zhuǎn)換過程149
5.6 虛擬存儲器150
5.6.1 虛擬存儲器的概念150
5.6.2 虛擬存儲器的特征151
5.7 請求分頁技術151
5.7.1 請求分頁存儲管理的基本
思想151
5.7.2 硬件支持及缺頁處理152
5.7.3 請求分頁技術的性能153
5.8 頁面置換算法155
5.8.1 頁面置換155
5.8.2 先進先出法156
5.8.3 最佳置換法157
5.8.4 最近最久未使用置換法157
5.8.5 最近未使用置換法158
5.8.6 第二次機會置換法159
5.8.7 時鐘置換法160
5.8.8 最少使用置換法160
5.8.9 頁面緩沖算法160
5.9 內(nèi)存塊的分配和抖動問題161
5.9.1 內(nèi)存塊的分配161
5.9.2 抖動問題163
5.10 請求分段技術166
5.11 Linux系統(tǒng)的存儲管理167
5.11.1 Linux的多級頁表結(jié)構(gòu)167
5.11.2 內(nèi)存頁的分配與釋放168
5.11.3 內(nèi)存交換169
5.12 本章小結(jié)169
習題5171
第6章 文件系統(tǒng)173
6.1 概述173
6.1.1 文件及其分類173
6.1.2 文件命名175
6.1.3 文件屬性176
6.1.4 文件存取方法177
6.1.5 文件結(jié)構(gòu)178
6.2 文件系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)180
6.2.1 文件系統(tǒng)的功能180
6.2.2 文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)180
6.3 目錄結(jié)構(gòu)和目錄查詢181
6.3.1 文件控制塊和文件目錄181
6.3.2 單級目錄結(jié)構(gòu)183
6.3.3 二級目錄結(jié)構(gòu)184
6.3.4 樹形目錄結(jié)構(gòu)185
6.3.5 非循環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu)186
6.3.6 目錄查詢方法187
6.4 文件和目錄操作188
6.4.1 文件操作188
6.4.2 目錄操作190
6.4.3 UNIX系統(tǒng)中文件操作示例191
6.5 文件系統(tǒng)的實現(xiàn)193
6.5.1 文件系統(tǒng)的格式193
6.5.2 文件存儲分配195
6.5.3 空閑存儲空間的管理200
6.6 管道文件203
6.7 文件系統(tǒng)的可靠性204
6.7.1 磁盤壞塊管理204
6.7.2 后備205
6.7.3 文件系統(tǒng)和一致性206
6.8 本章小結(jié)207
習題6208
第7章 輸入/輸出管理210
7.1 I/O管理概述210
7.1.1 I/O設備分類和標識210
7.1.2 I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)211
7.1.3 設備控制器212
7.1.4 I/O系統(tǒng)的控制方式213
7.1.5 I/O管理的功能217
7.2 設備分配218
7.2.1 與設備分配相關的因素218
7.2.2 設備分配技術219
7.2.3 設備分配算法220
7.2.4 SPOOLing系統(tǒng)220
7.3 I/O軟件層次221
7.3.1 中斷處理程序222
7.3.2 設備驅(qū)動程序222
7.3.3 與設備無關的操作系統(tǒng)I/O
軟件225
7.3.4 用戶級I/O軟件228
7.4 磁盤調(diào)度和管理228
7.4.1 磁盤調(diào)度229
7.4.2 磁盤管理232
7.5 本章小結(jié)234
習題7235
第8章 用戶接口服務237
8.1 用戶接口的發(fā)展237
8.2 系統(tǒng)調(diào)用238
8.2.1 系統(tǒng)調(diào)用和庫函數(shù)238
8.2.2 系統(tǒng)調(diào)用使用方式239
8.2.3 系統(tǒng)調(diào)用的處理方式241
8.3 命令行接口244
8.3.1 命令的一般使用方式244
8.3.2 命令解釋程序245
8.3.3 shell程序設計246
8.4 圖形用戶界面247
8.4.1 圖形界面簡介247
8.4.2 X Window系統(tǒng)249
8.5 本章小結(jié)252
習題8253
第9章 嵌入式操作系統(tǒng)254
9.1 嵌入式系統(tǒng)概述254
9.2 嵌入式操作系統(tǒng)概述255
9.2.1 嵌入式軟件系統(tǒng)的體系
結(jié)構(gòu)255
9.2.2 嵌入式操作系統(tǒng)256
9.3 實時內(nèi)核及其實現(xiàn)257
9.3.1 任務管理與調(diào)度257
9.3.2 中斷和時間管理259
9.3.3 任務的同步和通信259
9.3.4 內(nèi)存管理262
9.3.5 I/O管理264
9.4 實例簡介——CLinux264
9.5 本章小結(jié)267
習題9267
第10章 分布式操作系統(tǒng)268
10.1 分布式系統(tǒng)概述268
10.1.1 分布式系統(tǒng)特征268
10.1.2 分布式系統(tǒng)的優(yōu)點269
10.2 分布式操作系統(tǒng)概述269
10.2.1 分布式操作系統(tǒng)簡介269
10.2.2 分布式系統(tǒng)的設計目標270
10.3 分布式系統(tǒng)的實現(xiàn)272
10.3.1 通信問題272
10.3.2 進程管理272
10.3.3 死鎖問題275
10.3.4 文件系統(tǒng)275
10.3.5 中間件277
10.4 4種多機系統(tǒng)的比較278
10.5 云計算系統(tǒng)279
10.5.1 云計算簡述279
10.5.2 云操作系統(tǒng)簡述282
10.6 本章小結(jié)282
習題10283
第11章 安全性與保護機制284
11.1 安全性概述284
11.1.1 信息安全問題284
11.1.2 安全環(huán)境284
11.2 常見的安全性攻擊286
11.2.1 常見的攻擊點286
11.2.2 網(wǎng)絡威脅286
11.2.3 計算機病毒287
11.3 一般性安全機制290
11.3.1 安全措施290
11.3.2 一般性安全機制290
11.4 保護機制291
11.4.1 保護域292
11.4.2 存取控制表294
11.4.3 權(quán)力295
11.4.4 可信系統(tǒng)296
11.4.5 安全性能評測標準