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第1章 操作系统概述1

1.1什么是操作系统1

1.1.1计算机系统1

1.1.2操作系统在计算机系统中的地位3

1.1.3操作系统的定义3

1.2操作系统的形成和发展4

1.2.1推动操作系统发展的动力4

1.2.2操作系统的发展4

1.3操作系统的功能7

1.3.1处理机管理7

1.3.2存储管理8

1.3.3设备管理8

1.3.4文件管理8

1.3.5作业管理8

1.4操作系统的类型9

1.4.1多道批处理系统9

1.4.2分时系统12

1.4.3实时系统13

1.4.4嵌入式操作系统14

1.5操作系统的特性及性能指标15

1.5.1操作系统的特性15

1.5.2操作系统的性能指标16

1.6中断系统16

1.6.1什么叫中断17

1.6.2中断装置17

1.6.3管态和目态18

1.6.4中断分类18

1.6.5中断屏蔽19

1.6.6中断优先级20

1.6.7中断处理21

1.7研究操作系统的几种观点23

1.8WindowsXP的结构和特点25

1.8.1WindowsXP的结构25

1.8.2WindowsXP的特点26

1.9小结27

习题一28

第2章 作业管理和用户接口30

2.1用户与操作系统间的接口30

2.1.1程序接口30

2.1.2命令接口32

2.2作业管理的基本概念33

2.2.1作业、作业步、作业流33

2.2.2作业的分类33

2.3作业管理的任务和功能34

2.3.1作业管理的任务34

2.3.2作业管理的功能34

2.4作业的输入与输出35

2.4.1早期联机输入输出35

2.4.2脱机输入输出35

2.4.3Spooling系统36

2.5作业调度37

2.5.1作业的状态37

2.5.2作业控制块38

2.5.3作业调度的功能及调度性能的衡量39

2.5.4作业调度算法40

2.6作业控制42

2.6.1脱机作业控制43

2.6.2联机作业控制46

2.7WindowsXP的用户接口46

2.7.1WindowsXP的系统命令46

2.7.2WindowsXP的GUI46

2.7.3Win32API函数47

2.8小结48

习题二49

第3章 进程和处理机管理51

3.1进程的基本概念51

3.1.1程序顺序执行51

3.1.2程序并发执行52

3.1.3进程描述54

3.2进程管理59

3.2.1进程创建原语59

3.2.2进程撤销原语60

3.2.3进程等待原语61

3.2.4进程唤醒原语61

3.2.5其他原语62

3.3线程的概念62

3.3.1线程的概念62

3.3.2线程与进程的比较63

3.3.3线程的分类64

3.4进程间的同步与互斥65

3.4.1进程间的制约关系65

3.4.2进程互斥66

3.4.3信号灯和P、V操作68

3.4.4进程同步71

3.5进程通信76

3.5.1进程通信类型77

3.5.2消息系统—进程直接通信的例子78

3.6死锁80

3.6.1产生死锁的原因和必要条件80

3.6.2预防死锁82

3.6.3避免死锁83

3.6.4死锁的检测与恢复85

3.7处理机调度86

3.7.1处理机的多级调度86

3.7.2进程调度87

3.7.3线程调度92

3.8Windows XP的进程和线程管理93

3.8.1Windows XP的进程93

3.8.2Windows XP的线程94

3.8.3Windows XP的进程互斥和同步96

3.8.4Windows XP的进程间通信98

3.9小结100

习题三101

第4章 存储管理102

4.1存储管理概述102

4.1.1内存概念与存储器层次102

4.1.2存储管理103

4.2简单的存储管理108

4.2.1单一连续区分配108

4.2.2分区分配109

4.2.3覆盖与交换116

4.3分页式存储管理118

4.3.1页面与物理块119

4.3.2页表119

4.3.3分页式系统的地址变换120

4.3.4采用快表的地址变换121

4.4请求分页存储管理122

4.4.1页表122

4.4.2请求分页系统的地址变换与缺页中断处理122

4.4.3页面淘汰算法125

4.5分段存储管理126

4.5.1有关分段的基本概念126

4.5.2段式系统的地址变换127

4.5.3分段式系统共享与保护129

4.6段页式存储管理129

4.6.1基本概念130

4.6.2段页式系统地址变换130

4.7Windows XP的内存管理131

4.7.1Windows XP的虚地址映射131

4.7.2Windows XP中进程页面的状态132

4.7.3Windows XP分页系统的数据结构与地址变换132

4.7.4Windows XP的内存分配技术134

4.7.5Windows XP的缺页中断处理过程135

4.7.6Windows XP的页面调度策略136

4.7.7Windows XP的工作集管理136

4.8小结136

习题四137

第5章 设备管理139

5.1I/O系统139

5.1.1I/O设备139

5.1.2设备控制器140

5.1.3I/O控制方式141

5.2设备分配145

5.2.1设备独立性145

5.2.2设备分配的原则146

5.2.3设备分配中的数据结构147

5.3虚拟设备149

5.3.1Spooling技术149

5.3.2Spooling系统的组成和实现150

5.3.3Spooling应用实例151

5.4磁盘存储器管理152

5.4.1磁盘的物理结构152

5.4.2磁盘调度153

5.4.3提高磁盘I/O速度的其他方法155

5.5设备驱动程序156

5.5.1驱动技术的发展156

5.5.2设备驱动程序的功能和特点157

5.5.3设备驱动程序的处理过程159

5.6Windows XP的I/O系统159

5.6.1Windows XP的I/O系统结构和组件160

5.6.2Windows XP设备驱动程序161

5.6.3Windows XP I/O处理162

5.7缓冲管理164

5.7.1单缓冲164

5.7.2双缓冲165

5.7.3循环缓冲165

5.7.4缓冲池166

5.8Windows XP的高速缓存管理167

5.8.1Windows XP高速缓存管理器的主要特征167

5.8.2高速缓存的结构168

5.8.3高速缓存的大小169

5.8.4高速缓存的操作169

5.9小结171

习题五172

第6章 文件系统173

6.1文件系统的概念173

6.1.1什么叫文件173

6.1.2文件分类和文件的属性174

6.1.3文件系统的功能175

6.2文件结构和存取方法175

6.2.1文件的逻辑结构176

6.2.2文件的存取方法176

6.2.3文件的物理结构176

6.2.4文件结构与存储设备以及存取方法的关系182

6.3文件存储空间管理183

6.3.1空白文件目录183

6.3.2位示图183

6.3.3空白块链184

6.4文件目录管理184

6.4.1文件控制块185

6.4.2一级文件目录结构185

6.4.3二级目录结构186

6.4.4多级目录结构187

6.5文件系统的可靠性189

6.5.1系统备份189

6.5.2文件系统数据的一致性190

6.6文件的保护193

6.6.1文件的完整性193

6.6.2文件的存取保护方法193

6.7文件的使用195

6.8WindowsXP的文件系统197

6.8.1WindowsXP文件系统概述197

6.8.2WindowsXP文件系统模型199

6.8.3NTFS在磁盘上的结构200

6.8.4NTFS可恢复性支持201

6.8.5NTFS安全性支持201

6.9小结202

习题六203

第7章 Linux操作系统204

7.1概述204

7.1.1Linux操作系统的发展历史204

7.1.2Linux操作系统的开发过程205

7.1.3Linux操作系统的特征205

7.1.4Linux操作系统的系统结构207

7.2Linux内核208

7.2.1内核设计的目标208

7.2.2内核体系结构的设计方法209

7.2.3Linux内核的组成及功能210

7.3Linux的进程212

7.3.1Linux进程描述212

7.3.2Linux系统的进程状态及变迁214

7.4Linux的进程控制与调度217

7.4.1Linux的进程控制217

7.4.2Linux的进程调度219

7.5Linux存储管理221

7.5.1概述221

7.5.2虚拟内存的实现机理222

7.5.380386体系结构的存储管理功能222

7.5.4Linux分页管理机制223

7.5.5空闲物理内存空间管理224

7.5.6虚拟段的组织225

7.5.7请求换页与页面换入225

7.5.8交换空间226

7.6Linux设备管理226

7.6.1Linux设备的分类226

7.6.2内核与驱动程序的接口——设备开关表227

7.6.3驱动程序入口点228

7.6.4设备驱动程序的结构229

7.7Linux文件管理233

7.7.1Linux文件系统概述233

7.7.2EXT2文件系统234

7.7.3EXT2的索引结点inode237

7.7.4EXT2的目录结构239

7.7.5虚拟文件系统240

7.7.6文件系统的注册与安装243

7.7.7文件系统的系统调用245

7.8小结248

习题七249

第8章 网络操作系统250

8.1概述250

8.1.1网络操作系统的功能251

8.1.2网络操作系统的特征252

8.2网络操作系统的结构254

8.2.1网络操作系统结构设计的模式254

8.2.2客户／服务器模式下的网络操作系统的组成257

8.2.3客户／服务器模式的工作过程258

8.2.4内核结构258

8.3网络操作系统的通信260

8.3.1基于共享变量的通信方式260

8.3.2基于消息传递的通信方式260

8.3.3远程过程调用262

8.4资源共享264

8.4.1硬盘共享264

8.4.2打印机共享265

8.4.3文件和数据共享266

8.5服务软件267

8.5.1名字服务267

8.5.2文件服务268

8.5.3电子邮件服务269

8.5.4WWW服务271

8.6应用程序接口272

8.6.1操作命令接口272

8.6.2网络编程接口273

8.7小结276

习题八277

第9章 分布式操作系统278

9.1概述278

9.1.1什么是分布式系统278

9.1.2分布式系统的类型278

9.1.3与其他系统的异同279

9.1.4分布式系统的缺点280

9.2分布式系统的互斥280

9.2.1集中式算法281

9.2.2令牌环算法282

9.2.3分布式算法282

9.2.43种算法的比较284

9.3分布式系统的死锁285

9.3.1概念285

9.3.2分布式系统中的死锁类型286

9.3.3分布式死锁检测287

9.3.4分布式死锁预防290

9.4分布式系统的负载分配291

9.4.1基本概念291

9.4.2负载分配的分类292

9.4.3负载平衡294

9.5分布式文件系统295

9.5.1概述295

9.5.2分布式文件系统的特点295

9.5.3文件服务接口296

9.5.4目录服务接口297

9.5.5Google文件系统297

9.6小结298

习题九299

参考文献300