操作系统

《操作系统》由浅入深、系统全面地介绍了计算机系统中的一个重要系统软件——操作系统（os）。《操作系统》共分9章，主要内容包括操作系统引论、进程管理、处理机调度与死锁、存储器管理、设备管理、文件管理、操作系统接口、网络操纵系统及unix系统内核结构等。
《操作系统》每一章都设置了考研真题解析和习题等模块，以便于读者掌握本章的重点及提高实际解决问题的能力。《操作系统》结构清晰、易教易学、实例丰富、可操作性强、注重能力培养。
《操作系统》既可作为高等院校计算机专业的教材，也可作为计算机技术各类培训班的培训教程。此外，《操作系统》也非常适于考研的学生、广大计算机专业人员以及自学人员参考阅读。

前言
第1章 操作系统引论
1.1 操作系统的目标和作用
1.1.1 操作系统的目标
1.1.2 操作系统的作用
1.1.3 推动操作系统发展的主要动力
1.2 操作系统的发展过程
1.2.1 无操作系统的计算机系统
1.2.2 单道批处理系统
1.2.3 多道批处理系统
1.2.4 分时系统
1.2.5 实时系统
1.3 操作系统的基本特性
1.3.1 并发
1.3.2 共享
1.3.3 虚拟
1.3.4 异步
1.4 操作系统的主要功能
1.4.1 处理机管理功能
1.4.2 存储器管理功能
1.4.3 设备管理功能
1.4.4 文件管理功能
1.4.5 用户接口
1.5 操作系统的结构设计
1.5.1 软件工程的基本概念
1.5.2 传统的操作系统结构
1.5.3 微内核操作系统结构
1.6 小结
1.7 学习加油站
1.7.1 答疑解惑
1.7.2 典型例题与考研真题解析
1.7.3 综合题详解
1.8 习题
第2章 进程管理
2.1 进程的基本概念
2.1.1 程序的顺序执行及其特征
2.1.2 前趋图
2.1.3 程序的并发执行及其特征
2.1.4 进程的特征与状态
2.1.5 进程控制块
2.2 进程控制
2.2.1 进程的创建
2.2.2 进程的终止
2.2.3 进程的阻塞与唤醒
2.2.4 进程的挂起与激活
2.3 进程同步
2.3.1 进程同步的基本概念
2.3.2 信号量机制
2.3.3 信号量的应用
2.4 经典进程的同步问题
2.4.1 生产者一消费者问题
2.4.2 哲学家进餐问题
2.4.3 读者一写者问题
2.5 管程机制
2.5.1 管程的基本概念
2.5.2 利用管程解决生产者.消费者问题
2.6 进程通信
2.6.1 进程通信的类型
2.6.2 消息传递通信的实现方法
2.6.3 消息传递系统实现中的若干问题
2.6.4 消息缓冲队列通信机制
2.7 线程
2.7.1 线程的基本概念
2.7.2 线程间的同步和通信
2.7.3 内核支持线程和用户级线程
2.7.4 线程控制
2.8 小结
2.9 学习加油站
2.9.1 答疑解惑
2.9.2 典型例题与考研真题解析
2.9.3 综合题详解
2.10 习题
第3章 处理机调度与死锁
3.1 处理机调度的基本概念
3.1.1 高级、中级和低级调度
3.1.2 调度队列模型
3.1.3 选择调度方式和调度算法的若干准则
3.2 调度算法
3.2.1 先来先服务和短作业（进程）优先调度算法
3.2.2 高优先权优先调度算法
3.2.3 基于时间片的轮转调度算法
3.3 实时调度
3.3.1 实现实时调度的基本条件
3.3.2 实时调度算法的分类
3.3.3 常用的几种实时调度算法
3.4 多处理机系统中的调度
3.4.1 多处理器系统的类型
3.4.2 进程分配方式
3.4.3 进程（线程）调度方式
3.5 产生死锁的原因和必要条件
3.5.1 产生死锁的原因
3.5.2 产生死锁的必要条件
3.5.3 处理死锁的基本方法
3.6 预防死锁的方法
3.6.1 预防死锁
3.6.2 系统安全状态
3.6.3 利用银行家算法避免死锁
3.7 死锁的检测与解除
3.7.1 死锁的检测
3.7.2 死锁的解除
3.8 小结
3.9 学习加油站
3.9.1 答疑解惑
3.9.2 典型例题与考研真题解析
3.9.3 综合题详解
3.10 习题
第4章 存储器管理
4.1 程序的装入和链接
4.1.1 程序的装入
4.1.2 程序的链接
4.2 连续分配方式
4.2.1 单一连续分配
4.2.2 固定分区分配
4.2.3 动态分区分配
4.2.4 动态重定位分区分配
4.2.5 对换
4.3 基本分页存储管理方式
4.3.1 页面与页表
4.3.2 地址变换机构
4.3.3 两级和多级页表
4.4 基本分段存储管理方式
4.4.1 分段存储管理方式的引入
4.4.2 分段系统的基本原理
4.4.3 信息共享
4.4.4 段页式存储管理方式
4.5 虚拟存储器的基本概念
4.5.1 虚拟存储器的引入
4.5.2 虚拟存储器的实现方法
4.5.3 虚拟存储器的特征
4.6 请求分页存储管理方式
4.6.1 请求分页中的硬件支持
4.6.2 内存分配策略和分配算法
4.6.3 调页策略
4.7 页面置换算法
4.7.1 最佳置换算法和先进先出置换算法
4.7.2 最近最久未使用（LRU）置换算法
4.7.3 Clock置换算法
4.8 请求分段存储管理方式
4.8.1 请求分段中的硬件支持
4.8.2 分段的共享与保护
4.9 小结
4.10 学习加油站
4.10.1 答疑解惑
4.10.2 典型例题与考研真题解析
4.10.3 综合题详解
4.11 习题
第5章 设备管理
5.1 I/O系统
5.1.1 I/0设备
5.1.2 设备控制器
5.1.3 I/0通道
5.1.4 总线系统
5.2 I/O控制方式
5.2.1 程序I/0方式
5.2.2 中断驱动I/0控制方式
5.2.3 直接存储器访问I/0控制方式
5.2.4 I/0通道控制方式
5.3 缓冲管理
5.3.1 缓冲的引入
5.3.2 单缓冲和双缓冲
5.3.3 循环缓冲
5.3.4 缓冲池（BufferP00l）
5.4 设备分配
5.4.1 设备分配中的数据结构
5.4.2 设备分配时应考虑的因素
5.4.3 设备独立性
5.4.4 独占设备的分配程序
5.4.5 SPOOLing技术
5.5 设备处理
5.5.1 设备驱动程序的功能和特点
5.5.2 设备驱动程序的处理过程
5.5.3 中断处理程序的处理过程
5.6 磁盘存储器管理
5.6.1 磁盘性能简述
5.6.2 磁盘调度
5.6.3 磁盘高速缓存（DiskCache）
5.6.4 提高磁盘I/0速度的其他方法
5.6.5 廉价磁盘冗余阵列
5.7 小结
5.8 学习加油站
5.8.1 答疑解惑
5.8.2 典型例题与考研真题解析
5.8.3 综合题详解
5.9 习题
第6章 文件管理
6.1 文件和文件系统
6.1.1 数据项、记录和文件
6.1.2 文件类型和文件系统模型
6.1.3 文件操作
6.2 文件的逻辑结构
6.2.1 文件逻辑结构的类型
6.2.2 顺序文件
6.2.3 索引文件
6.2.4 索引顺序文件
6.2.5 直接文件和哈希文件
6.3 外存分配方式
6.3.1 连续分配
6.3.2 链接分配
6.3.3 索引分配
6.4 目录管理
6.4.1 文件控制块和索引结点
6.4.2 目录结构
6.4.3 目录查询技术
6.5 文件存储空间的管理
6.5.1 空闲表法和空闲链表法
6.5.2 位示图法
6.5.3 成组链接法
6.6 文件共享与文件保护
6.6.1 基于索引结点的共享方式
6.6.2 利用符号链实现文件共享
6.6.3 磁盘容错技术
6.7 数据一致性控制
6.7.1 事务
6.7.2 检查点
6.7.3 并发控制
6.7.4 重复数据的数据一致性问题
6.8 小结
6.9 学习加油站
6.9.1 答疑解惑
6.9.2 典型例题与考研真题解析
6.9.3 综合题详解
6.10 习题
第7章 操作系统的接口
7.1 联机命令接口
7.1.1 联机命令的类型
7.1.2 键盘终端处理程序
7.1.3 命令解释程序
7.2 Shell命令语言
7.2.1 简单命令
7.2.2 重定向与管道命令
7.2.3 通信命令
7.2.4 后台命令
7.3 系统调用
7.3.1 系统调用的基本概念
7.3.2 系统调用的类型
7.3.3 系统调用的实现
7.4 小结
7.5 习题
第8章 网络操作系统
8.1 计算机网络概述
8.1.1 计算机网络的拓扑结构
8.1.2 计算机广域网络
8.1.3 计算机局域网络
8.1.4 开放系统互连参考模型
8.2 客户/服务器模式
8.2.1 客户/服务器模式的形成及其优点
8.2.2 两层结构的客户/服务器模式
8.2.3 三层结构的客户/服务器模式的引入
8.2.4 两层客户/服务器与三层客P/服务器的比较
8.3 网络操作系统的功能
8.3.1 数据通信功能
8.3.2 资源共享功能
8.3.3 网络管理功能
8.3.4 应用互操作功能
8.4 网络操作系统提供的服务
8.4.1 电子邮件服务
8.4.2 文件传输服务
8.4.3 目录服务
8.5 支持Intemet与Intranet的功能和服务
8.5.1 Internet简介
8.5.2 Intenet提供的信息服务
8.5.3 Intranet及其特征
8.6 WindowsNT
8.6.1 WindowsNT的发展过程
8.6.2 WindowsNT的优良性能
8.6.3 网络文件/打印服务
8.6.4 目录服务
8.6.5 数据安全管理
8.7 小结
8.8 习题
第9章 UNIX系统内核结构
9.1 UNIX系统概述
9.1.1 UNIX系统的发展史
9.1.2 UNIX系统的特征
9.1.3 UNIX系统的内核结构
9.2 进程的描述和控制
9.2.1 进程控制块PCB
9.2.2 进程状态与进程映像
9.2.3 进程控制
9.2.4 进程调度与切换
9.3 进程的同步与通信
9.3.1 sleep与wakeup同步机制
9.3.2 信号（Signal）机制
9.3.3 管道机制
9.3.4 消息机制
9.3.5 共享存储区机制
9.3.6 信号量集机制
9.4 存储器管理
9.4.1 请求调页管理的数据结构
9.4.2 换页进程
9.4.3 请求调页
9.5 设备管理
9.5.1 字符设备缓冲区管理
9.5.2 块设备缓冲区管理
9.5.3 内核与驱动程序接口
9.5.4 磁盘驱动程序
9.5.5 磁盘读、写程序
9.6 文件管理
9.6.1 UNIX文件系统概述
9.6.2 文件的物理结构
9.6.3 索引结点的管理
9.6.4 空闲磁盘空间的管理
9.6.5 文件表的管理
9.6.6 目录管理
9.7 小结
9.8 学习加油站
9.8.1 答疑解惑
9.8.2 典型例题与考研真题解析
9.8.3 综合题详解
9.9 习题
参考文献

1.4.1处理机管理功能
传统的系统中，对处理机的管理，可归结为对进程的管理，在引入线程的操作系统中，则相应地包含对线程的管理。因此，处理机管理的主要功能，是创建和撤销进程（线程），对诸进程（线程）进行协调，实现进程（线程）之间信息的交换，以及按照一定的算法把处理机分配给进程（线程）。
1 进程控制
在传统的多道程序环境下，要使作业运行，必须先为它创建一个或几个进程，并为之分配必要的资源。当进程运行结束时，立即撤销该进程，以便能及时回收该进程所占用的各类资源。进程控制的主要功能是为作业创建进程、撤销己结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换。在现代操作系统中，进程控制还应具有为一个进程创建若干个线程的功能和撤销（终止）已完成任务的线程的功能。
2 进程同步
为使多个进程能有条不紊地运行，系统中必须设置进程同步机制。进程同步的主要任务是为多个进程（线程）的运行进行协调。有两种协调方式：①进程互斥方式，这是指诸进程（线程）在对临界资源进行访问时，应采用互斥方式；②进程同步方式，指在相互合作去完成共同任务的诸进程（线程）间，由同步机构对它们的执行次序加以协调。
为了实现进程同步，系统中必须设置进程同步机制。最简单的用于实现进程互斥的机制，是为每一个临界资源配置一把锁，当锁打开时，进程（线程）可以对该临界资源进行访问：而当锁关上时，则禁止进程（线程）访问该临界资源。
3 进程通信
在多道程序环境下，为了加速应用程序的运行，应在系统中建立多个进程，并且再为一个进程建立若干个线程，由这些进程（线程）相互合作去完成一个共同的任务。而在这些进程（线程）之间，又往往需要交换信息。例如，有三个相互合作的进程，它们是输入进程、计算进程和打印进程。输入进程负责将所输入的数据传送给计算进程：计算进程利用输入数据进行计算，并把计算结果传送给打印进程；最后，由打印进程把计算结果打印出来。进程通信的任务就是用来实现在相互合作的进程之间的信息变换。当相互合作的进程（线程）处于同一计算机系统时，通常在它们之前采用的是直接通信方式，即由源进程利用发送命令直接将消息（message）挂到目标进程的消息队列上，然后由目标进程利用接收命令从其消息队列中取出消息。
……