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第一部分 系统编程1

第1章 语言处理程序1

1.1 引言1

1.2 语言处理工作4

1.2.1 程序生成4

1.2.2 程序执行6

1.3 语言处理的基础7

1.3.1 简易的编译程序10

1.4 语言规格基本说明15

1.4.1 程序设计语言的语法15

练习1.423

1.4.2 约束和约束时刻23

1.5 语言处理程序开发工具25

1.5.1 LEX26

1.5.2 YACC27

参考文献28

第2章 语言处理程序的数据结构31

2.1 查找型数据结构32

2.1.1 表的组织35

2.1.2 链表和树型结构组织形式40

练习2.142

2.2 分配型数据结构43

2.2.1 栈43

2.2.2 堆45

参考文献47

3.1 扫描49

第3章 扫描与分析49

练习3.152

3.2 分析53

3.2.1 自顶向下的分析53

练习3.2.160

3.2.2 自底向上的分析61

练习3.268

参考文献69

第4章 汇编程序71

4.1 汇编程序要素71

4.1.1 汇编语言语句72

4.2 简单的汇编模式75

4.1.2 汇编程序的优点75

4.3 汇编程序的遍扫描结构77

4.4 两遍扫描汇编程序的设计79

4.4.1 高级的汇编指示语句79

练习4.4.181

4.4.2 汇编程序的第1遍扫描81

4.4.3 中间代码形式83

4.4.4 祈使语句的中间代码84

4.4.5 说明语句与汇编程序指示语句的处理86

练习4.488

4.4.6 汇编程序的第2遍扫描88

4.4.7 列表和错误信息报告89

练习 4.4.790

4.4.8 有关组织结构的一些话题91

练习4.4.892

4.5 用于IBMPC机的单遍扫描汇编程序92

4.5.1 Intel 8088微处理器的体系结构92

4.5.2 Intel 8088的指令94

4.5.3 Intel 8088汇编语言97

4.5.4 单遍扫描汇编程序的问题101

4.5.5 汇编程序设计103

参考文献108

第5章 宏与宏处理程序111

5.1 宏定义与宏调用111

5.2 宏扩展112

5.3 嵌套的宏调用语句116

5.4 高级宏设施117

5.4.1 条件扩展119

5.4.2 用于扩展时循环的其他设施120

5.4.3 语义扩展121

练习5.4122

5.5 宏预处理程序的设计122

5.5.1 设计概述123

5.5.2 数据结构124

5.5.3 宏定义的处理128

5.5.4 宏扩展129

5.5.5 嵌套的宏调用131

练习5.5133

5.5.6 宏-汇编程序的设计134

练习5.5135

参考文献136

第6章 编译程序和解释程序137

6.1 组成编译的各个方面137

6.2 内存分配140

6.2.1 静态和动态内存分配140

6.2.2 体结构语言的内存分配141

6.2.3 数组的分配与访问149

练习6.2152

6.3 表达式编译153

6.3.1 一个用于表达式的代码生成器153

练习6.3.1159

6.3.2 表达式的中间代码159

6.4 对控制结构的编译163

练习6.3.2163

练习6.4169

6.5 代码优化169

6.5.1 优化变换170

6.5.2 局部优化172

6.5.3 全局优化175

练习6.5179

6.6 解释程序180

6.6.1 解释程序纵观181

6.6.2 一个小(型)解释程序181

6.6.3 解释程序与不纯解释程序183

练习6.6184

参考文献185

第7章 连接程序187

7.1 重定位和连接的概念188

7.1.1 程序的重定位188

7.1.2 连接190

7.1.3 目标模块191

7.2 连接程序的设计192

7.2.1 段寻址的重定位和连接需求192

7.2.2 重定位算法194

7.2.3 连接需求194

练习7.2196

7.3 自(身)重定位程序196

7.4 一个适用于MS DOS的连接程序197

练习7.3197

练习7.4205

7.5 覆盖块的连接207

练习7.5209

7.6 装入程序209

练习7.6210

参考文献210

第8章 软件工具211

8.1 程序开发软件工具211

8.1.1 程序设计和编码212

8.1.2 程序输入和编辑212

8.1.3 程序测试与调试212

8.1.4 提高程序性能215

8.1.6 设计软件工具217

8.1.5 程序文档编制217

8.2 编辑器218

8.2.1 屏幕编辑器218

8.2.2 文字处理器219

8.2.3 结构编辑器219

8.2.4 设计编辑器219

8.3 调试监视程序220

8.4 编程环境221

练习8.4223

8.5 用户界面223

8.5.1 命令对话224

8.5.4 用户界面的结构225

8.5.2 数据的呈现225

8.5.3 联机帮助225

8.5.5 用户界面管理系统226

练习8.5227

参考文献227

第二部分 操作系统231

第9章 操作系统功能的演化231

9.1 操作系统的功能231

9.1.1 资源分配及相关功能231

9.1.2 用户接口相关功能233

9.2 操作系统功能演化233

9.3 批处理系统234

9.3.2 批监控程序的功能235

9.3.1 用户服务235

9.3.3 支持批处理的特殊特征241

练习9.3241

9.4 多道程序系统241

9.4.1 多道程序管理的结构支持243

9.4.2 用户服务248

9.4.3 多道程序管理程序的功能248

练习9.4254

9.5 分时系统255

9.5.1 调度256

9.5.2 存储器管理258

9.6 实时操作系统259

练习9.5259

练习9.6261

9.7 操作系统结构262

参考文献265

第10章 进程267

10.1 进程定义267

练习10.1268

10.2 进程控制268

10.2.1 进程创立268

10.2.2 进程状态269

10.2.3 与进程相关的事件270

10.2.4 进程控制块270

10.2.5 进程调度271

10.3 进程交互272

10.2.6 进程终止272

10.2.7 总结272

10.3.1 同步控制273

10.3.2 数据访问同步274

10.3.3 进程间通信275

练习10.3276

10.4 实现进程交互276

10.4.1 Fork-Join277

10.4.2 Parbegin-Parend277

10.4.3 Unix中的进程278

10.5 线程279

练习10.5284

参考文献284

11.1 调度策略285

第11章 调度285

11.1.1 非抢占调度287

练习11.1.1289

11.1.2 抢占调度289

练习11.1.2291

11.2 作业调度291

11.3 进程调度293

11.3.1 事件监视294

11.3.2 进程调度机构296

11.3.3 多道程序设计中的进程调度297

11.3.4 分时系统中的进程调度299

11.3.5 多级调度300

11.4 Unix中的进程管理302

练习11.3302

练习11.4303

11.5 多处理器操作系统中的调度303

11.5.1 主-从配置304

11.5.2 对称多处理器305

练习11.5305

参考文献305

第12章 死锁309

12.1 定义309

12.2 建立资源状态模型310

12.2.1 资源请求和分配图及等待图中的路径312

12.3 处理死锁313

12.2.2 死锁的条件313

12.4 检测和解决死锁318

12.4.1 死锁检测算法319

12.4.2 死锁解决320

12.5 避免死锁321

12.5.1 所有的请求在一起提出321

12.5.2 资源分级322

12.5.3 银行家算法322

12.6 死锁处理的混合方式326

练习12.6327

参考文献328

第13章 进程同步329

13.1 实现控制同步329

13.2 临界区331

练习13.1331

13.2.1 临界段实现的特性332

13.2.2 实现临界段的历史332

13.2.3 用临界段实现进程同步333

13.2.4 临界段的算法实现334

练习13.2338

13.3 经典的进程同步问题339

13.3.1 有限长度缓冲区的生产者消费者问题339

13.3.2 读者和写者340

13.3.3 哲学家进餐341

13.4 进程同步语言特征的演化342

13.5 信号量343

13.5.1 实现信号量345

13.5.2 使用信号量的生产者消费者346

13.5.3 使用信号量的读者和写者347

练习13.5349

13.6 临界区350

13.7 条件临界区352

练习13.7354

13.8 管程355

13.8.1 抽象355

13.8.2 封装357

13.8.3 管程特性357

13.8.4 磁盘调度器：实例分析361

练习13.8363

13.9.1 Ada中的任务364

13.9 Ada中的并行程序设计364

13.9.2 Ada中的实时程序设计366

练习13.9369

参考文献370

第14章 进程间通信373

14.1 进程间消息373

14.2 关于实现的问题373

14.2.1 命名374

14.2.2 消息传送协议374

14.2.3 进程间消息的缓冲376

14.2.4 进程间消息的传送377

练习14.2378

14.3.2 使用邮箱的好处379

14.3.1 一个邮箱的实现379

14.3 邮箱379

练习14.3381

14.4 UNIX环境下的进程间消息381

练习14.4382

14.5 MACH中的进程间消息382

练习14.5383

参考文献383

第15章 存储器管理385

15.1 内存分配的基础知识386

15.1.1 内存重用386

15.1.2 内存分配模型391

15.2 连续内存分配392

15.2.1 内存保护393

15.2.2 程序重定位394

15.2.3 内存碎片395

15.2.4 程序初始装入397

练习15.2398

15.3 不连续内存分配399

15.4 虚拟内存页式管理401

15.4.1 页、页块和地址转换401

15.4.2 请求分页式存储管理403

15.4.3 分页硬件406

练习15.4411

15.4.4 分页软件412

15.4.5 页面淘汰414

15.4.6 控制程序的内存分配419

15.4.7 页共享421

练习15.4422

15.4.8 Unix内存管理423

15.5 虚拟内存段式管理423

15.5.1 组织多段程序424

15.5.2 管理物理内存424

15.5.3 保护和共享425

15.5.4 段页式425

15.5.5 实例研究426

练习15.5428

参考文献428

第16章 IO组织和IO编程431

16.1 IO组织432

16.2 IO设备435

练习16.2437

16.3 物理输入输出控制系统(PIOCS)438

16.3.1 PIOCS的功能439

16.3.2 PIOCS的数据结构440

16.3.3 PIOCS功能的实现441

16.3.4 设备驱动程序446

练习16.3448

16.4 基本文件组织448

16.4.1 顺序文件组织448

16.4.2 直接文件组织448

16.4.3 索引顺序文件组织449

16.5.1 记录的缓冲450

练习16.4450

16.5 高级IO程序设计450

16.5.2 记录块453

练习16.5455

16.6 逻辑IOCS456

16.6.1 LIOCS函数456

16.6.2 LIOCS模块457

16.6.3 LIOCS数据结构458

16.6.4 LIOCS功能的实现459

练习16.6461

16.7 处理UNIX中的文件462

练习16.7463

参考文献464

第17章 文件系统465

17.1 目录结构467

练习17.1471

17.2 文件保护471

17.3 分配磁盘空间472

17.4 实现文件访问473

17.4.1 打开文件时FS的活动474

17.4.2 文件操作时的FCB的活动475

17.4.3 FS在文件关闭时的活动476

练习17.4477

17.5 文件共享477

17.6.1 FS完整性的丢失479

17.6 文件系统的可靠性479

17.6.2 FS可靠性技术481

练习17.6484

17.7 UNIX文件系统484

练习17.7486

参考文献486

第18章 保护和安全489

18.1 数据加密489

18.1.1 对于加密系统的攻击490

18.1.2 加密技术490

18.2 保护和安全机制491

18.2.1 保护机制491

18.3 用户文件保护492

18.3.1 加密用户文件中的数据492

18.2.2 安全机制492

18.3.2 用户文件的访问控制493

18.3.3 用户的权限表(C-list)495

18.4 权限495

18.4.1 基于权限的计算机系统496

18.4.2 对象的共享和保护498

18.4.3 软件权限500

参考文献501

第19章 分布式操作系统503

19.1 定义和例子504

19.1.1 分布式系统模型504

19.1.2 分布式操作系统的例子505

19.2 分布式操作系统的设计问题506

练习19.2508

19.3 网络连接问题508

19.3.1 网络拓扑结构508

19.3.2 通信508

19.3.3 交换策略510

19.3.4 路由510

19.4 通信协议511

19.4.1 阻塞协议511

19.4.2 非阻塞协议512

19.4.3 远程过程调用513

练习19.4514

19.5 系统状态和事件前趋514

19.5.1 系统状态514

19.5.2 事件前趋515

练习19.5516

19.5.3 产生有用的时间戳516

19.6 资源分配517

19.7 分布式控制算法518

19.7.1 理解分布式控制算法518

19.7.2 分布式互斥算法519

练习19.7522

19.7.3 分布式死锁处理522

练习19.7525

19.8 文件系统525

19.8.1 文件系统的透明性526

19.8.2 分布式文件系统的设计527

19.9.1 可靠性技术的分级体系529

练习19.8529

19.9 可靠性529

19.9.2 数据恢复530

19.9.3 故障的容错530

19.9.4 弹性恢复技术532

练习19.9533

19.10 安全533

19.10.1 解决消息安全威胁问题534

19.10.2 密钥分配535

19.10.3 解决消息回放攻击536

19.10.4 Kerberos536

练习19.10538

参考文献538