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第一章 绪论1

1.1 概述1

1.1.1 存储程序式计算机的结构与特点1

1.1.2 计算机体系结构与操作系统的关系2

1.1.3 操作系统的使用2

1.1.4 操作系统的层次模型3

1.2 操作系统的发展历程4

1.2.1 人工操作方式4

1.2.2 批处理系统5

1.2.3 执行系统5

1.2.4 多道程序设计与多道成批系统6

1.2.5 分时系统7

1.2.6 实时系统8

1.2.7 计算机网络9

1.2.8 分布式系统10

1.3 操作系统的功能10

1.3.1 处理机管理11

1.3.2 存储器管理11

1.3.3 设备管理12

1.3.4 文件管理13

1.3.5 作业管理13

1.4 操作系统的特点14

1.4.1 操作系统的特点14

1.4.2 操作系统的性能指标14

1.4.3 操作系统应解决的问题15

习题一16

第二章 操作系统的逻辑结构17

2.1 概述17

2.1.1 操作系统虚拟机17

2.1.2 操作系统的逻辑结构17

2.2 基本硬件结构18

2.2.1 处理机的状态及特权指令18

2.2.2 内存19

2.2.3 实时时钟20

2.2.4 中断与俘获21

2.3 操作系统的分层结构25

2.3.1 系统核25

2.3.2 核外各层26

习题二26

第三章 作业管理28

3.1 用户工作环境28

3.1.1 系统生成28

3.1.2 系统初启29

3.1.3 运行一个用户程序的过程29

3.2 作业概念30

3.2.1 作业和作业步30

3.2.2 作业控制方式31

3.3 批处理作业的管理31

3.3.1 批处理作业的组织31

3.3.2 批处理作业输入31

3.3.3 批处理作业的控制34

3.4 交互式作业的管理35

3.4.1 交互式作业的概念35

3.4.2 交互式作业的控制35

3.4.3 终端作业的管理37

3.5 系统服务请求37

3.5.1 系统调用命令38

3.5.2 系统调用的实现38

习题三39

第四章 并发处理40

4.1 并发活动40

4.1.1 程序的顺序执行40

4.1.2 程序的并发执行40

4.2 进程的概念43

4.2.1 进程的概念43

4.2.2 进程的类型44

4.2.3 进程的状态44

4.3 进程的描述45

4.3.1 进程控制块PCB46

4.3.2 进程上下文47

4.3.3 进程空间48

4.4 进程控制48

4.4.1 进程创建与撤消49

4.4.2 进程的挂起与唤醒50

4.5 进程互斥52

4.5.1 资源共享引起的制约52

4.5.2 进程互斥的概念53

4.5.3 利用软件方法解决进程互斥问题53

4.5.4 利用硬件方法解决进程互斥问题55

4.5.5 信号量机制57

4.6 进程同步60

4.6.1 进程同步的概念60

4.6.2 同步机制应遵循的准则60

4.6.3 生产者-消费者问题61

4.7 进程通信63

4.8 线程66

4.8.1 线程概念66

4.8.2 进程和线程的关系67

习题四67

第五章 资源分配与管理69

5.1 资源管理概述69

5.1.1 资源管理目的69

5.1.2 资源的几种分类方法70

5.1.3 资源分配机构70

5.1.4 资源分配策略71

5.2 死锁的基本概念72

5.2.1 产生死锁的原因73

5.2.2 产生死锁的必要条件75

5.2.3 处理死锁的基本方法75

5.3 死锁的预防和避免76

5.3.1 避免死锁76

5.3.2 预防死锁方法77

5.3.3 利用银行家算法避免死锁78

5.4 系统的安全状态79

5.4.1 安全状态79

5.4.2 死锁定理80

5.4.3 死锁检测中的数据结构80

5.4.4 死锁的解除80

习题五81

第六章 处理机调度83

6.1 处理机的二级调度83

6.1.1 处理机调度的功能83

6.1.2 批处理系统中的处理机调度83

6.1.3 多任务处理机调度84

6.2 作业调度84

6.2.1 作业的状态及其转换84

6.2.2 作业调度的功能85

6.2.3 作业控制块86

6.2.4 调度性能的衡量86

6.2.5 作业调度算法87

6.3 进程调度89

6.3.1 调度和分派89

6.3.2 进程调度的功能90

6.3.3 进程调度方式91

6.3.4 调度用的进程状态变迁图92

6.3.5 进程调度算法92

习题六94

第七章 存储管理97

7.1 存储管理的概念97

7.1.1 存储器的层次97

7.1.2 存储管理的任务98

7.2 分区管理方案100

7.2.1 固定分区100

7.2.2 可变分区101

7.2.3 分区管理方案的优缺点105

7.3 页式存储管理106

7.3.1 分页存储管理的基本方法106

7.3.2 地址变换机构108

7.3.3 两级和多级页表110

7.3.4 页式存储管理的优点缺点111

7.4 段式存储管理112

7.4.1 分段存储管理方式的引入112

7.4.2 分段系统的基本原理113

7.4.3 分页和分段的主要区别115

7.5 段页式存储管理方式115

7.5.1 基本原理115

7.5.2 地址变换过程116

习题七117

第八章 虚拟存储器管理121

8.1 虚拟存储管理的概念121

8.1.1 虚拟存储器的定义121

8.1.2 程序的局部性原理121

8.2 请求分页虚拟存储系统122

8.2.1 分页式虚拟存储系统的硬件支撑122

8.2.2 页面装入策略124

8.2.3 淘汰算法125

8.2.4 抖动与工作集128

8.3 请求分段虚拟存储系统129

8.3.1 请求分段中的硬件支撑129

8.3.2 分段共享与保护131

习题八132

第九章 输入输出管理134

9.1 I/O系统的组成134

9.1.1 I/O设备的重要性134

9.1.2 I/O系统的结构134

9.1.3 I/O设备135

9.1.4 设备控制器136

9.1.5 I/O通道138

9.2 I/O控制方式140

9.2.1 程序轮询I/O方式140

9.2.2 中断驱动I/O控制方式141

9.2.3 直接存储器访问DMA控制方式142

9.2.4 I/O通道控制方式143

9.3 缓冲管理145

9.3.1 缓冲的引入146

9.3.2 单缓冲146

9.3.3 双缓冲147

9.3.4 循环缓冲148

9.3.5 缓冲池149

9.4 设备分配151

9.4.1 设备分配中的数据结构151

9.4.2 设备分配时应考虑的若干因素152

9.4.3 设备独立性154

9.4.4 独占设备的分配程序155

9.4.5 SPOOLing技术156

9.5 设备处理158

9.5.1 设备驱动程序的功能和特点158

9.5.2 设备驱动程序的处理过程159

9.5.3 中断处理程序的处理过程160

习题九161

第十章 文件系统163

10.1 文件系统的概念163

10.1.1 文件系统的引入163

10.1.2 文件与文件系统的概念164

10.2 文件的逻辑组织与存取方法166

10.2.1 文件的逻辑结构166

10.2.2 存取方法169

10.3 文件的物理结构与存储设备171

10.3.1 文件的物理结构与存储设备171

10.3.2 文件存储设备173

10.4 文件存储空间的管理177

10.4.1 空闲文件目录178

10.4.2 空闲块链178

10.4.3 位示图179

10.4.4 分配策略180

10.5 文件目录管理180

10.5.1 文件目录的组成181

10.5.2 文件目录结构182

10.5.3 目录管理186

10.6 共享与安全187

10.6.1 文件共享187

10.6.2 文件的保护189

10.6.3 文件的存取权限190

10.6.4 文件操作193

习题十194

第十一章 UNIX操作系统实例197

11.1 UNIX系统概述197

11.1.1 UNIX系统的发展197

11.1.2 UNIX系统的特性197

11.1.3 UNIX系统核心的结构198

11.2 进程管理200

11.2.1 进程的定义和组成200

11.2.2 进程运行环境202

11.2.3 进程状态204

11.3 进程的控制与调度204

11.3.1 进程控制205

11.3.2 进程调度207

11.3.3 进程切换208

11.4 进程的同步与通信209

11.4.1 信号209

11.4.2 管道210

11.4.3 消息212

11.4.4 共享存储器215

11.4.5 信号量217

11.5 存储器管理219

11.5.1 页表219

11.5.2 磁盘块描述表（Disk Block Descriptor）220

11.5.3 页框数据表220

11.5.4 对换使用表221

11.6 文件管理221

11.6.1 UNIX文件系统的主要结构及实现221

11.6.2 存储器空闲块的管理228

11.6.3 UNIX文件系统调用229

11.7 目录管理233

11.7.1 对目录管理应包括的功能233

11.7.2 构造目录和删除目录235

第十二章 Windows操作系统实例237

12.1 Windows 2000的体系结构237

12.1.1 Windows 2000操作系统简介237

12.1.2 Windows 2000的体系结构237

12.1.3 用户态238

12.1.4 核心态238

12.2 Windows 2000的处理器调度239

12.2.1 调度特征239

12.2.2 数据结构240

12.2.3 调度策略241

12.3 Windows 2000/XP的存储管理243

12.3.1 内存管理243

12.3.2 外存管理247

12.4 Windows 2000/XP的文件管理249

12.4.1 本地FSD250

12.4.2 远程FSD250

12.4.3 文件系统操作251

12.4.4 NTFS文件系统251

12.4.5 NTFS磁盘结构253

12.5 Windows 2000/XP的I/O管理253

12.5.1 系统结构254

12.5.2 数据结构255

12.5.3 I/O处理255