操作系统原理教程

**篇 操作系统的基本原理
第1章 操作系统概论 （1）
1.1 操作系统的定义 （1）
1.2 操作系统的形成与发展 （2）
1.2.1 顺序处理（手工操作阶段） （2）
1.2.2 简单的批处理系统 （3）
1.2.3 多道成批处理系统 （5）
1.2.4 分时系统 （7）
1.2.5 实时系统 （9）
1.2.6 嵌入式系统 （10）
1.3 操作系统的功能、服务和特性 （10）
1.4 操作系统的进一步发展 （12）
1.5 用户与操作系统的接口 （17）
1.5.1 用户与操作系统的操作接口 （17）
1.5.2 系统调用接口 （19）
1.6 操作系统的运行方式 （21）
1.7 操作系统的设计规范和结构设计 （22）
1.8 小结 （24）
习题 （25）
第2章 进程管理 （27）
2.1 进程的引入和概念 （27）
2.2 进程的描述 （30）
2.3 进程的控制 （32）
2.4 处理机的调度 （35）
2.5 线程的引入 （40）
2.6 小结 （42）
习题 （43）
第3章 进程之间的并发控制和死锁 （45）
3.1 并发进程的特点 （45）
3.2 进程之间的低级通信 （46）
3.2.1 进程之间的互斥 （46）
3.2.2 进程之间的同步 （49）
3.2.3 信号量和P、V操作 （49）
3.2.4 利用信号量解决计算机中的经典问题 （52）
3.3 管程 （54）
3.4 进程的高级通信 （57）
3.4.1 消息缓冲通信 （58）
3.4.2 其他通信机制 （60）
3.5 死锁 （61）
3.5.1 死锁的定义和死锁产生的必要条件 （61）
3.5.2 解决死锁的方法 （62）
3.6 小结 （70）
习题 （71）
第4章 存储器管理 （74）
4.1 概述 （74）
4.2 单用户单道程序的存储器分配 （76）
4.3 多用户多道程序的存储器分配——分区分配 （77）
4.3.1 固定式分区 （77）
4.3.2 可变式分区 （78）
4.3.3 分区管理的地址重定位和存储器保护 （81）
4.3.4 分区管理的优缺点 （81）
4.4 覆盖与交换技术 （82）
4.5 页式存储器管理 （83）
4.6 段式存储器管理 （88）
4.7 虚拟存储器管理 （90）
4.7.1 虚拟存储器 （90）
4.7.2 页式虚拟存储器管理 （91）
4.7.3 页式管理设计中应考虑的问题 （95）
4.7.4 段式虚拟存储器管理 （98）
4.7.5 段页式虚拟存储器管理 （100）
4.8 小结 （102）
习题 （102）
第5章 文件系统 （105）
5.1 文件和文件系统 （105）
5.2 文件目录结构 （107）
5.3 文件的逻辑结构和存取方法 （109）
5.4 文件的物理结构和存储介质 （111）
5.4.1 文件的物理结构 （111）
5.4.2 文件的存储介质 （114）
5.5 文件记录的组块与分解 （116）
5.6 文件存储器存储空间的管理 （117）
5.7 文件的共享与保护 （118）
5.8 文件的操作命令 （122）
5.9 文件系统的组织结构 （123）
5.10 存储器映射文件 （124）
5.11 小结 （125）
习题 （126）
第6章 设备管理 （128）
6.1 I/O硬件组成 （128）
6.1.1 I/O设备分类 （128）
6.1.2 设备控制器 （128）
6.1.3 I/O数据传输的控制方式 （130）
6.1.4 通道 （132）
6.2 I/O软件的组成 （134）
6.2.1 I/O软件的设计目标 （134）
6.2.2 I/O软件的功能 （135）
6.2.3 同步I/O和异步I/O （139）
6.3 磁盘管理 （140）
6.3.1 磁盘调度 （140）
6.3.2 磁盘的错误处理 （143）
6.4 小结 （143）
习题 （144）
第二篇 Linux操作系统
第7章 Linux进程管理 （146）
7.1 Linux进程的组成 （147）
7.1.1 进程的定义 （147）
7.1.2 进程的状态 （150）
7.2 Linux进程链表 （150）
7.3 Linux进程控制 （153）
7.3.1 进程创建 （153）
7.3.2 进程撤销 （156）
7.4 Linux进程切换 （156）
7.5 Linux进程调度 （157）
7.6 内核同步 （162）
7.7 小结 （164）
习题 （165）
第8章 Linux存储器管理 （166）
8.1 进程地址空间的管理 （166）
8.1.1 Linux中的分段 （166）
8.1.2 虚拟内存区域 （168）
8.1.3 虚拟内存描述符 （171）
8.1.4 创建进程的地址空间 （173）
8.1.5 堆的管理 （173）
8.2 物理内存管理 （173）
8.3 slab管理 （179）
8.3.1 slab分配器 （179）
8.3.2 slab着色 （181）
8.4 高端内存区管理 （182）
8.5 地址转换 （183）
8.6 请求调页与缺页异常处理 （184）
8.7 盘交换区空间管理 （185）
8.8 小结 （186）
习题 （187）
第9章 Linux文件系统 （188）
9.1 ext2的磁盘涉及的数据结构 （188）
9.1.1 Linux文件卷的布局 （188）
9.1.2 超级块 （189）
9.1.3 块组描述符 （190）
9.1.4 文件目录与索引节点结构 （191）
9.1.5 访问控制表ACL （194）
9.2 ext2的主存数据结构 （194）
9.2.1 超级块和索引节点对象 （195）
9.2.2 位图高速缓存 （196）
9.3 ext2磁盘空间管理 （197）
9.3.1 磁盘索引节点的管理 （198）
9.3.2 空闲磁盘块的分配与回收 （199）
9.4 ext2提供的文件操作 （200）
9.5 ext3/ext4文件系统 （201）
9.6 小结 （202）
习题 （203）
第10章 Linux虚拟文件系统 （204）
10.1 虚拟文件系统涉及的数据结构 （204）
10.1.1 超级块对象 （205）
10.1.2 索引节点对象 （207）
10.1.3 文件对象 （210）
10.1.4 目录项对象 （211）
10.1.5 与进程打开文件相关的数据结构 （213）
10.2 文件系统的注册与安装 （215）
10.2.1 文件系统注册 （215）
10.2.2 文件系统安装 （216）
10.3 VFS系统调用的实现 （218）
10.3.1 文件的打开与关闭 （218）
10.3.2 文件的读写 （219）
10.4 小结 （221）
习题 （221）
第11章 Linux I/O系统 （222）
11.1 设备驱动模型 （222）
11.1.1 sysfs文件系统 （222）
11.1.2 设备驱动模型的组件 （224）
11.2 设备文件 （226）
11.3 设备驱动程序 （227）
11.3.1 块设备驱动程序 （228）
11.3.2 字符设备驱动程序 （233）
11.4 高速缓存 （233）
11.4.1 页高速缓存 （234）
11.4.2 把块存放在页高速缓存中 （236）
11.5 小结 （237）
习题 （238）
第12章 中断、异常和信号处理 （239）
12.1 中断和异常处理的硬件基础 （239）
12.2 中断和异常处理 （241）
12.2.1 硬件完成的处理 （241）
12.2.2 软件处理 （242）
12.2.3 如何处理中断 （242）
12.3 信号处理机制 （244）
12.3.1 信号概述 （244）
12.3.2 信号的发送与安装 （245）
12.3.3 信号集 （246）
12.3.4 信号应用示例 （247）
12.4 小结 （248）
习题 （248）
第13章 Linux进程之间的通信 （249）
13.1 管道通信 （249）
13.1.1 创建无名管道 （249）
13.1.2 管道涉及的数据结构 （250）
13.1.3 创建一个有名管道 （251）
13.2 Linux的进程间通信 （252）
13.3 信号量机制 （254）
13.3.1 信号量机制使用的数据结构 （254）
13.3.2 信号量机制的系统调用 （256）
13.4 消息缓冲机制 （258）
13.4.1 消息缓冲使用的数据结构 （258）
13.4.2 消息缓冲的系统调用 （259）
13.5 共享内存区机制 （261）
13.6 小结 （264）
习题 （264）
第三篇 Windows操作系统研究
第14章 Windows操作系统模型 （265）
14.1 Windows的体系结构 （265）
14.1.1 用户态进程 （265）
14.1.2 子系统动态链接库 （267）
14.1.3 核心态的系统组件 （267）
14.2 Windows操作系统的特点 （269）
14.3 Windows的系统机制 （270）
14.3.1 陷阱处理程序 （270）
14.3.2 中断调度 （271）
14.3.3 异常调度 （274）
14.3.4 系统服务调度 （275）
14.4 对象管理器 （276）
14.4.1 对象结构 （276）
14.4.2 管理对象 （277）
14.5 对象之间的同步 （280）
14.6 小结 （284）
习题 （284）
第15章 Windows进程和线程管理 （285）
15.1 Windows进程和线程 （285）
15.1.1 进程对象 （285）
15.1.2 线程对象 （286）
15.2 线程调度 （288）
15.3 对称多处理机系统上的线程调度 （292）
15.3.1 几个与调度有关的概念 （292）
15.3.2 线程调度程序的数据结构 （292）
15.3.3 多处理机的线程调度算法 （293）
15.3.4 空闲线程的调度 （295）
15.4 线程优先级提升 （295）
15.5 Windows的线程同步 （297）
15.5.1 同步对象 （297）
15.5.2 同步对象的应用示例 （297）
15.6 小结 （301）
习题 （301）
第16章 Windows的存储器管理 （303）
16.1 存储器管理的基本概念 （303）
16.1.1 进程地址空间的布局 （303）
16.1.2 进程私有空间的分配 （304）
16.2 Windows地址转换 （308）
16.2.1 地址转换所涉及的数据结构 （308）
16.2.2 页错误处理 （312）
16.3 页调度策略 （314）
16.4 小结 （316）
习题 （317）
第17章 Windows的文件系统 （318）
17.1 文件系统概述 （318）
17.2 主控文件表 （319）
17.2.1 主控文件表的结构 （319）
17.2.2 主控文件表的记录结构 （320）
17.3 NTFS文件的引用和索引 （324）
17.4 Windows文件系统模型 （325）
17.4.1 文件系统分层模