操作系統(tǒng)原理

第1章操作系統(tǒng)引論 1.1計算機系統(tǒng)與操作系統(tǒng) 1.1.1計算機系統(tǒng)的組成 1.1.2OS在計算機系統(tǒng)中的位置 1.2什么是操作系統(tǒng) 1.2.1作為用戶與計算機的接口 1.2.2作為系統(tǒng)資源的管理者 1.3操作系統(tǒng)的歷史 1.3.1穿孔卡片 1.3.2簡單批處理系統(tǒng) 1.3.3多道批處理系統(tǒng) 1.3.4分時系統(tǒng) 1.3.5實時系統(tǒng) 1.4操作系統(tǒng)的類型 1.4.1大型計算機操作系統(tǒng) 1.4.2服務器操作系統(tǒng) 1.4.3個人計算機操作系統(tǒng) 1.4.4多處理機操作系統(tǒng) 1.4.5移動設備操作系統(tǒng) 1.4.6嵌入式操作系統(tǒng) 1.4.7智能卡操作系統(tǒng) 1.5操作系統(tǒng)的功能和特征 1.5.1操作系統(tǒng)的功能 1.5.2操作系統(tǒng)的特征 1.6操作系統(tǒng)體系結構 1.6.1單體結構 1.6.2層次式結構 1.6.3虛擬機結構 1.6.4C/S結構 1.6.5微內核架構 小結 第2章進程與線程 2.0問題導入 2.1什么是進程 2.1.1進程的引入 2.1.2進程與進程控制塊 2.2進程控制 2.2.1進程的層次結構 2.2.2進程創(chuàng)建 2.2.3進程終止 2.2.4進程的狀態(tài)與轉換 2.2.5進程的實現(xiàn) 2.3線程 2.3.1線程的引入及定義 2.3.2線程的狀態(tài) 2.3.3線程的特征 2.3.4線程的分類 2.3.5多核和多線程 2.4處理器調度 2.4.1調度的功能與時機 2.4.2調度算法的目標 2.4.3批處理作業(yè)調度 2.4.4交互系統(tǒng)進程調度 2.4.5實時系統(tǒng)進程調度 2.4.6線程調度 小結 第3章進程并發(fā)控制 3.0問題導入 3.1并發(fā)概述 3.1.1并發(fā)的概念 3.1.2時序錯誤 3.1.3臨界區(qū) 3.1.4進程的互斥 3.2PV操作 3.2.1信號量與PV操作 3.2.2用PV操作實現(xiàn)進程互斥 3.3進程同步 3.3.1同步的概念 3.3.2PV操作實現(xiàn)進程同步 3.3.3生產者消費者問題 3.3.4讀者寫者問題 3.3.5時間同步問題 3.4管程 3.4.1什么是管程 3.4.2使用信號量的管程 3.4.3使用通知和廣播的管程 3.4.4用管程解決哲學家進餐問題 3.5進程間消息傳遞 3.5.1消息傳遞的類型 3.5.2直接傳遞 3.5.3間接傳遞 3.5.4消息格式 3.5.5解決生產者消費者問題 小結 第4章內存管理 4.0問題導入 4.1內存管理概述 4.1.1存儲結構 4.1.2內存管理的目標 4.1.3操作系統(tǒng)在內存中的位置 4.1.4虛擬內存的概念 4.2內存管理的基礎 4.2.1重定位 4.2.2保護與共享 4.2.3邏輯組織 4.2.4物理組織 4.3單道編程中的內存管理 4.4多道編程中的內存管理 4.4.1固定分區(qū)的多道編程內存管理 4.4.2地址翻譯的方法 4.4.3動態(tài)地址翻譯的優(yōu)點 4.4.4非固定分區(qū)的內存管理 4.4.5交換 4.4.6重疊 4.4.7雙基址 4.5空閑空間管理 小結 第5章頁式和段式內存管理 5.0問題導入 5.1頁式內存管理 5.1.1基本原理 5.1.2分頁內存管理 5.1.3分頁系統(tǒng)的優(yōu)缺點 5.1.4快表 5.1.5頁共享與保護 5.1.6內存抖動 5.2頁面更新算法 5.2.1頁面交換機制 5.2.2最優(yōu)更新算法 5.2.3先進先出更新算法 5.2.4最近最久未使用更新算法 5.3段式內存管理 5.3.1基本原理 5.3.2分段內存管理 5.3.3段的共享與保護 5.3.4分頁與分段管理的主要區(qū)別 5.3.5段頁式內存管理 5.4虛擬內存 5.4.1虛擬內存 5.4.2請求分頁式內存管理 5.4.3請求分段式內存管理 小結 第6章I/O管理 6.0問題導入 6.1I/O管理概述 6.2I/O系統(tǒng) 6.2.1I/O系統(tǒng)結構 6.2.2I/O控制方式 6.3I/O緩沖 6.3.1緩沖的作用 6.3.2單緩沖 6.3.3雙緩沖 6.3.4多緩沖 6.3.5緩沖池 6.4獨占設備的分配 6.4.1設備的邏輯號和物理號 6.4.2設備的獨立性 6.4.3獨占設備的分配 6.5設備處理 6.5.1設備驅動程序 6.5.2設備的中斷處理 6.6虛擬設備 6.6.1脫機外圍設備操作 6.6.2聯(lián)機外圍設備操作 6.6.3SPOOLing技術應用 6.7磁盤管理 6.7.1磁盤結構與性能參數(shù) 6.7.2磁盤空間的管理 6.7.3磁盤調度策略 6.7.4RAID技術 6.8磁盤高速緩存 6.8.1設計考慮因素 6.8.2性能考慮因素 6.9磁盤討論 6.9.1固態(tài)盤 6.9.2智能磁盤系統(tǒng) 小結 第7章文件管理 7.0問題導入 7.1文件管理概述 7.1.1文件和文件系統(tǒng) 7.1.2文件的分類和結構 7.1.3文件系統(tǒng)的功能 7.2文件組織和存取 7.3目錄管理 7.3.1內容結構 7.3.2命名 7.4文件共享與安全 7.4.1訪問權限 7.4.2同時訪問 7.4.3文件安全 7.5輔存空間管理 7.5.1文件分配 7.5.2空閑空間管理 7.6文件的使用 小結 第8章死鎖 8.0問題導入 8.1死鎖原理 8.1.1資源分類 8.1.2資源分配圖 8.1.3死鎖的必要條件 8.2死鎖檢測 8.2.1死鎖檢測算法 8.2.2從死鎖中恢復 8.3死鎖避免 8.3.1安全狀態(tài)與不安全狀態(tài) 8.3.2銀行家算法 8.4死鎖預防 8.4.1破壞互斥 8.4.2破壞占有且等待 8.4.3破壞不可搶占 8.4.4破壞環(huán)路等待 8.5活鎖與饑餓 小結 第9章多處理機系統(tǒng)介紹 9.0問題導入 9.1多處理機基本概念 9.1.1多處理器結構 9.1.2超線程結構 9.1.3多核結構 9.1.4多核超線程結構 9.2多處理機內存結構 9.2.1UMA結構 9.2.2NUMA結構 9.2.3COMA結構 9.2.4NORMA結構 9.3多處理機操作系統(tǒng)類型 9.4多處理器之間的通信 9.5多處理機同步 9.6多處理機調度 9.7多處理器、超線程和多核的比較 小結 參考文獻