操作系统基础教程

第1章 操作系统概论 1

1．1 操作系统的基本概念 1

1．1．1 什么是操作系统 1

1．1．2 操作系统在计算机系统中的地位 2

1．2 操作系统的发展 3

1．2．1 手工操作时期 3

1．2．2 单道批处理系统 4

1．2．3 多道批处理系统 5

1．2．4 分时系统 7

1．2．5 实时系统 8

1．2．6 操作系统的进一步发展 9

1．3 操作系统的功能和特征 10

1．3．1 操作系统的功能 10

1．3．2 操作系统的特征 11

1．4 分析操作系统的几种观点 12

1．4．1 资源管理的观点 12

1．4．2 进程的观点 12

1．4．3 虚拟机的观点 13

1．5 操作系统的设计 13

1．5．1 传统操作系统的设计 13

1．5．2 现代操作系统的设计 16

1．6 几种流行的操作系统 16

1．6．1 UNIX操作系统 17

1．6．2 MS-DOS操作系统 18

1．6．3 Windows操作系统 19

本章小结 21

复习思考题 21

第2章 Linux操作系统概述 24

2．1 Linux简介 24

2．1．1 Linux的发展史 24

2．1．2 Linux的结构 25

2．1．3 Linux的优点 25

2．2 Linux系统的安装和用户管理 26

2．2．1 Linux的安装过程 26

2．2．2 Linux的用户管理 27

2．3 Linux使用基础 28

2．3．1 Linux系统的进入和退出 28

2．3．2 Linux文件系统的结构 29

2．3．3 Linux的基本命令 30

本章小结 43

复习思考题 43

第3章 作业管理 46

3．1 基本概念 46

3．2 作业类别 47

3．3 作业管理的功能 48

3．3．1 作业的控制 48

3．3．2 作业的调度 49

3．4 用户与操作系统的接口 53

3．4．1 联机命令接口 53

3．4．2 程序接口 54

3．4．3 图形界面接口 54

本章小结 55

复习思考题 55

第4章 进程与进程管理 58

4．1 并发程序 58

4．1．1 程序的顺序执行 58

4．1．2 程序的并发执行及其特点 59

4．2 进程的概念 61

4．3 进程的状态及其转换 62

4．3．1 进程的不同状态 62

4．3．2 状态模型 63

4．3．3 Linux的进程控制块 65

4．4 进程控制 66

4．4．1 进程控制块 66

4．4．2 进程管理 67

4．4．3 原语操作 69

4．4．4 Linux中的进程控制 72

4．5 线程 74

4．5．1 线程的概念 75

4．5．2 引入线程的优点 75

4．5．3 线程的执行状态及其转换 76

4．6 进程的互斥与同步 76

4．6．1 互斥和同步 76

4．6．2 临界资源和临界区 77

4．6．3 互斥的加锁实现 77

4．6．4 信号量与PV操作 78

4．6．5 用PV操作实现互斥 80

4．6．6 用信号量实现进程同步 82

4．6．7 经典进程同步问题 84

4．7 死锁 88

4．7．1 死锁的形成 88

4．7．2 死锁的必要条件 89

4．7．3 死锁的预防 90

4．7．4 死锁的避免和银行家算法 91

4．7．5 死锁的检测与恢复 93

4．8 进程通信 94

本章小结 95

复习思考题 96

第5章 存储管理 100

5．1 存储管理基本概念 100

5．1．1 物理地址和逻辑地址 100

5．1．2 交换技术和覆盖技术 101

5．1．3 物理内存和虚拟内存 102

5．1．4 存储管理的基本任务 102

5．2 存储器的分区管理 106

5．2．1 单一分区管理 107

5．2．2 固定分区管理 107

5．2．3 可变分区管理 108

5．3 简单页式存储管理 113

5．3．1 页式存储管理的基本原理 113

5．3．2 页式存储管理的地址变换 114

5．3．3 页式存储管理的信息保护与共享 117

5．4 简单段式存储管理 117

5．4．1 段式存储管理的基本原理 118

5．4．2 段式存储管理的地址变换 119

5．4．3 段式存储管理的信息保护与共享 120

5．5 虚拟存储管理技术 121

5．5．1 虚拟存储管理的基本思想 121

5．5．2 页式虚拟存储管理技术 121

5．5．3 段式虚拟存储管理技术 127

5．6 段页式存储管理技术 132

5．6．1 段页式存储管理的基本思想 132

5．6．2 段页式存储管理的地址变换 132

5．6．3 段页式存储管理的优缺点 135

5．7 Linux的存储管理 135

5．7．1 Linux存储管理概述 135

5．7．2 虚拟内存的抽象模型 136

5．7．3 高速缓冲 137

5．7．4 页面分配与回收 138

5．7．5 内存映射 138

5．7．6 请求换页 139

5．7．7 swap cache 140

5．7．8 页面的换入 140

本章小结 141

复习思考题 141

第6章 设备管理 144

6．1 概述 144

6．1．1 设备的分类 144

6．1．2 设备管理的目标和功能 146

6．2 I/O控制技术 147

6．2．1 设备控制器 148

6．2．2 循环测试控制技术 150

6．2．3 中断与中断控制技术 152

6．2．4 DMA控制技术 155

6．2．5 通道与通道控制技术 158

6．3 缓冲技术 160

6．3．1 缓冲的引入 160

6．3．2 缓冲的分类 161

6．4 设备独立性 165

6．4．1 设备独立性的基本概念 165

6．4．2 设备驱动程序 166

6．4．3 即插即用技术 167

6．4．4 设备独立性的优点 168

6．5 设备的管理 169

6．5．1 设备管理的数据结构 171

6．5．2 设备的分配与回收 171

6．5．3 磁盘调度 175

6．6 Linux的设备管理 179

6．6．1 Linux设备文件和分类 179

6．6．2 字符设备缓冲区管理 181

6．6．3 块设备缓冲区管理 183

6．6．4 内核与内核驱动程序 184

本章小结 186

复习思考题 186

第7章 文件管理 189

7．1 文件系统的引入 189

7．1．1 文件系统概述 189

7．1．2 文件系统的组成 190

7．1．3 文件系统的功能 190

7．2 文件系统的有关概念 191

7．2．1 数据项 191

7．2．2 记录 191

7．2．3 文件 192

7．2．4 文件系统 192

7．3 文件的逻辑结构与存取方法 194

7．3．1 文件的逻辑结构 194

7．3．2 文件的存取方法 195

7．4 文件的物理结构与存储设备的特点 196

7．4．1 文件的物理结构 196

7．4．2 文件的存储设备 199

7．5 文件存储空间管理 200

7．5．1 空闲文件目录 200

7．5．2 空闲块链 200

7．5．3 位示图 201

7．6 目录管理 201

7．6．1 文件的组成 202

7．6．2 文件目录 202

7．6．3 便于共享的文件目录 203

7．6．4 目录管理 204

7．7 文件的保护与保密 205

7．8 文件的使用 206

7．9 Linux的文件系统 207

7．9．1 文件与目录的基本概念 207

7．9．2 目录 208

本章小结 210

复习思考题 210