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第一篇　操作系统基本原理1

第一章　操作系统概论1

1.1　计算机系统的组成1

一、硬件1

二、实用程序1

目录1

1.2　操作系统的形成与发展2

一、顺序处理2

四、操作系统2

三、应用程序2

二、简单的批处理3

三、多道成批处理系统5

四、分时系统8

五、实时系统10

六、操作系统的功能和特性11

七、操作系统的进一步发展12

1.3　小结14

习题14

二、程序的并行执行15

一、程序的顺序执行15

第二章　进程管理15

2.1　进程的引入和概念15

三、进程的概念17

2.2　进程的描述18

一、进程控制块18

二、进程的状态18

三、进程队列19

2.3　进程的控制20

一、创建原语20

二、撤消原语21

三、阻塞原语21

四、唤醒原语21

五、挂起原语21

六、解挂原语22

2.4　进程低级通信22

一、进程之间的互斥22

二、解决进程之间互斥的方法23

四、信号量25

三、进程之间的同步25

2.5　进程的高级通信28

2.6　进程调度30

一、进程调度的功能30

二、进程调度的方式和调度时机31

三、进程调度算法31

2.7　死锁32

二、死锁的定义33

三、死锁产生的必要条件33

一、资源的特性33

四、解决死锁的方法34

2.8　小结42

习题43

第三章　作业管理45

3.1　作业管理45

一、作业和作业步45

二、用户与操作系统的接口45

三、作业管理的功能45

二、作业输入46

一、作业提交形式46

3.2　作业输入46

3.3　作业调度47

一、作业的状态及其转换47

二、作业调度47

3.4　作业控制49

一、脱机作业控制49

二、联机作业控制50

3.5　系统调用50

一、系统调用的定义50

3.6　小结51

二、系统调用的执行51

习题52

第四章　存贮器管理54

4.1　引言54

一、存贮器管理功能54

二、存贮器管理中使用的几个概念54

4.2　单用户单道程序的存贮分配56

4.3　多用户多道程序的存贮分配——分区分配57

一、固定式分区57

六、进程控制的实例分析57

二、可变式分区58

三、分区管理的存贮器保护63

四、分区管理的优缺点64

五、多重分区管理64

4.4　复盖与交换技术65

一、复盖65

二、交换66

4.5　页式存贮管理67

一、页式管理的实现原理67

二、页式动态地址变换68

三、快表和联想存贮器68

四、页式管理的主存分配与回收70

4.6　段式存贮管理70

一、段式管理的实现原理70

二、段式动态地址变换72

三、段式管理的存贮保护72

四、段式与页式管理的比较72

4.7　虚拟存贮器73

一、页式虚拟存贮管理74

一、文件卷的结构 （181

二、段式虚拟存贮管理82

三、段页式虚拟存贮管理86

4.8　小结87

习题87

5.1　文件和文件系统90

一、文件90

第五章　文件系统90

二、文件系统91

5.2　文件的结构和存取方法91

一、文件的逻辑结构92

二、文件的存取方法92

一、文件的物理结构93

5.3　文件的物理结构和存贮介质93

二、文件存贮设备96

5.4　文件目录97

一、一级目录结构97

二、二级目录结构100

三、多级目录结构100

5.5　文件存贮器存贮空间的管理102

一、文件的共享103

5.6　文件的共享、保护与保密103

二、文件的保护104

三、文件的保密105

5.7　文件的操作命令107

5.8　小结108

小结108

第六章　设备管理110

6.1 I/O硬件组成110

一、I/O设备110

二、设备控制器110

三、直接存贮器访问（DMA）112

四、通道方式113

一、I/O软件的目标114

6.2 I/O软件的组成114

二、中断处理程序115

三、设备驱动程序115

四、设备独立的软件116

五、用户空间的I/O软件117

6.3　磁盘管理118

一、磁盘的物理性能118

二、磁盘调度算法119

四、磁盘的错误处理122

三、磁盘调度算法的比较122

6.4　终端管理123

一、终端硬件123

二、终端软件126

6.5　时钟管理129

一、时钟硬件130

二、时钟软件130

6.6　小结132

习题132

第二篇　UNIX系统V的实例研究134

第七章　UNIX系统V的进程管理134

7.1 UNIX系统的进程组成135

一、UNIX系统的进程映象135

二、UNIX系统的进程控制块135

7.2　进程的状态及其转换141

7.3 UNIX系统进程的上下文142

一、进程的创建fork（）144

7.4 UNIX系统的进程控制144

二、进程的终止e xit（）150

三、进程的等待wait（）152

四、进程的睡眠和唤醒（sleep（）和wakeup（））153

五、进程执行其它程序exec（）155

7.5 UNIX系统的进程调度158

一、进程优先级158

二、进程调度中的三个标志159

四、进程调度的功能160

三、进程调度的时机160

7.6　进程的换入与换出161

第八章　UNIX系统V存贮器管理164

8.1　虚存空间的划分164

一、系统空间布局164

二、VAX-11机的地址结构165

8.2　存贮器管理中的几个数据结构165

一、页表165

二、系统空闲页表（SPt）区的管理166

三、主存位示图页表166

四、交换区空闲空间的管理167

8.3　主存分配与回收167

一、主存的分配与释放函数167

二、进程页表区及主存的分配与释放172

8.4　地址转换175

一、系统空间的地址转换175

二、进程空间的地址转换175

一、请求调页使用的数据结构177

8.5　请求调页处理177

二、请求调页处理178

第九章　UNIX系统V的文件系统181

9.1 UNIX文件系统的逻辑结构181

9.2　UNIX文件系统中所用的数据结构181

二、专用块结构182

三、UNIX系统文件目录与索引节点183

四、磁盘i节点的分配与回收184

五、空闲盘块的分配与回收186

六、UNIX系统使用的打开文件数据结构187

9.3 UNIX文件系统的系统调用命令189

一、文件的创建、打开、删除命令189

二、文件的读写命令191

三、文件关闭的系统调用命令（close）192

四、文件链接系统调用命令（link）193

五、改变文件读写指针的系统调用命令（seek）193

9.4 UNIX文件卷的安装与拆卸194

一、安装表与安装过程194

六、解除链接的系统调用命令（unlink）194

二、文件卷的拆卸195

第十章 UNIX系统V的输入／输出子系统197

10.1 与设备驱动程序的接口197

10.2 块设备管理197

一、 系统缓冲池及各种队列的管理198

二、缓冲区的分配与释放201

三、块设备管理中的几个数据结构203

四、块设备的驱动程序209

一、字符设备中使用的数据结构213

10.3　字符设备管理213

二、字符设备的缓冲技术217

三、终端设备的输入输出字符处理及设备驱动223

第十一章　UNIX系统进程之间的通信226

11.1　管道（pipes）226

一、创建无名管道的系统调用226

二、创建一个有名管道227

11.2　消息缓冲机制230

一、消息缓冲使用的数据结构230

二、消息缓冲的系统调用232

三、消息缓冲的通信过程234

11.3　共享内存段机制235

一、共享内存段使用的数据结构235

二、共享内存段的系统调用236

11.4　信号量机制239

一、信号量机制中的数据结构239

二、信号量机制的系统调用241

二、中断装置244

一、中断源244

12.1 中断和异常处理的硬件基础244

第十二章　中断和异常处理244

三、中断优先级245

四、处理机的访问方式245

五、处理机的中断优先级246

六、异常和中断向量247

12.2　中断和异常处理249

一、中断处理249

二、异常处理252

12.3　软中断255

一、软中断的处理方式256

二、软中断中使用的几个函数的分析256

三、软中断信号机制的应用258

第十三章　UNIX系统V的初始化260

一、初启代码start.c260

二、系统空间的初始化程序mlsetup.c261

三、主程序main.c262

14.1 MS—DOS操作系统发展历史263

第十四章　MS—DOS操作系统263

第三篇　MS—DOS操作系统263

14.2 MS—DOS的基本组成和功能264

一、DOS的基本结构264

二、DOS的启动265

14.3 DOS的功能服务267

一、DOS的中断类型267

二、中断向量表和中断处理268

三、系统调用功能270

14.4 DOS的主存管理275

一、DOS主存管理的特点276

二、DOS主存空间划分277

三、DOS常规主存管理278

四、高位主存区（HMA）和扩展主存管理280

五、上位主存区（UMB）管理280

14.5　DOS的进程管理281

一、程序段前缀（PSP）281

二、环境块（EVB）283

三、进程终止处理284

四、严重错误处理285

14.6 DOS的磁盘管理286

一、磁盘驱动器286

二、驱动器参数块289

三、设备驱动程序291

四、磁盘缓冲区管理295

14.7 DOS的文件系统297

一、DOS的文件目录297

二、DOS的文件分配表（FAT）300

三、DOS的文件操作302

四、DOS的文件共享306

14.8 DOS的网络重定向309

习题309

第四篇　网络与分布式处理311

第十五章　网络与分布式处理311

15.1　分布式系统概述311

一、通信结构312

二、开放式系统互连通信结构315

15.2　网络服务器318

一、服务器的结构319

二、磁盘和文件服务器320

三、文件高速缓冲存贮器的一致性问题320

四、打印机服务器321

五、调制解调器服务器322

15.3　进程迁移322

一、进程迁移机制322

二、迁移处理324

15.4　分布式进程通信325

一、信息传送机制325

二、远程过程调用326

三、确定分布式系统的全局状态328

15.5　分布式进程管理331

一、分布式互斥331

二、分布式算法334

15.6　分布式进程死锁问题337

一、资源分配中的死锁337

二、消息通信中的死锁338

15.7　小结341

参考文献342