操作系統(tǒng)（第4版）

目 錄
第1章 緒論 1
1．1 什么是操作系統(tǒng) 1
1．1．1 計算機系統(tǒng)的軟件構成 1
1．1．2 操作系統(tǒng)作為特殊子程序 2
1．1．3 操作系統(tǒng)作為資源管理者 3
1．1．4 操作系統(tǒng)提供程序并發(fā)運行機制 4
1．2 操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史 5
1．2．1 監(jiān)督程序 5
1．2．2 專用操作系統(tǒng) 8
1．2．3 多種方式操作系統(tǒng) 13
1．2．4 PC操作系統(tǒng)、并行與分布式操作系統(tǒng)及發(fā)展 13
1．3 主要操作系統(tǒng)介紹 14
1．3．1 Windows系列及MS DOS 15
1．3．2 UNIX大家族（SVR4，BSD，Solaris，AIX，HP UX） 17
1．3．3 自由軟件Linux和freeBSD等 21
習題1 25
第2章 操作系統(tǒng)運行機制與用戶界面 26
2．1 中斷和異常 26
2．1．1 中斷和異常的區(qū)別 26
2．1．2 中斷的分級 27
2．2 中斷/異常響應和處理 29
2．2．1 中斷/異常響應 29
2．2．2 中斷/異常處理 31
2．3 操作系統(tǒng)運行模型 34
2．4 系統(tǒng)調用 36
2．5 人機界面 40
2．5．1 命令語言 40
2．5．2 圖形化的用戶界面 42
2．6 小結 44
習題2 44
第3章 進程與處理機管理 45
3．1 進程描述 45
3．1．1 進程定義 46
3．1．2 進程控制塊 47
3．2 進程狀態(tài) 49
3．2．1 進程的創(chuàng)建與結束 50
3．2．2 進程狀態(tài)變化模型 51
3．2．3 進程掛起 53
3．3 進程控制與調度 55
3．3．1 進程執(zhí)行 55
3．3．2 進程調度 57
3．3．3 調度算法 60
3．4 作業(yè)與進程的關系 64
3．5 線程的引入 66
3．6 小結 68
習題3 68
第4章 進程同步與通信、進程死鎖 70
4．1 并發(fā)執(zhí)行的實現(xiàn) 70
4．1．1 并發(fā)編程方法 70
4．1．2 并發(fā)執(zhí)行的實現(xiàn) 71
4．2 進程的同步與互斥 72
4．2．1 同步與臨界段問題 73
4．2．2 解決臨界段問題的硬件實現(xiàn)方法 74
4．2．3 信號量 76
4．2．4 管程 79
4．2．5 進程同步與互斥舉例 80
4．3 消息傳遞原理 84
4．3．1 消息傳遞通信原理 84
4．3．2 消息傳遞通信示例 85
4．3．3 管道通信簡介 87
4．4 死鎖 87
4．4．1 死鎖示例 87
4．4．2 死鎖定義 89
4．4．3 死鎖防止 92
4．4．4 死鎖避免 93
4．4．5 死鎖檢測 95
4．4．6 死鎖的恢復 97
4．4．7 死鎖綜合處理 97
4．5 小結 98
習題4 99
第5章 存儲管理 103
5．1 連續(xù)空間分配 103
5．1．1 單道連續(xù)分配 103
5．1．2 多道固定分區(qū)法 106
5．1．3 多道連續(xù)可變分區(qū)法 107
5．2 不連續(xù)空間分配 110
5．2．1 頁式管理 110
5．2．2 段式管理 114
5．2．3 段頁式管理 116
5．2．4 改進的頁式管理 118
5．3 虛擬存儲管理 118
5．3．1 頁式虛存的基本思想 119
5．3．2 頁式虛存管理實現(xiàn) 119
5．3．3 多級頁表 122
5．3．4 頁面替換策略 124
5．4 小結 130
習題5 131
第6章 設備管理 134
6．1 I/O硬件概念 134
6．1．1 常見外部設備分類 134
6．1．2 設備控制器（I/O部件） 135
6．1．3 I/O控制方式 136
6．1．4 I/O控制方式的發(fā)展過程 139
6．2 設備I/O子系統(tǒng) 139
6．2．1 設備的使用方法 139
6．2．2 I/O層次結構 142
6．2．3 設備驅動程序 144
6．2．4 緩沖技術 147
6．3 存儲設備 150
6．3．1 常見存儲外部設備 150
6．3．2 磁盤調度 153
6．3．3 磁盤陣列 156
6．4 小結 160
習題6 161
第7章 文件系統(tǒng) 162
7．1 文件結構 162
7．1．1 文件概念 162
7．1．2 文件的邏輯結構 163
7．1．3 文件的物理存儲 164
7．1．4 文件控制塊 166
7．2 文件目錄結構 167
7．2．1 一級目錄結構 167
7．2．2 二級目錄結構 168
7．2．3 樹形目錄結構 169
7．2．4 環(huán)圖目錄結構 170
7．2．5 目錄操作 171
7．3 文件存儲器空間布局與管理 171
7．4 文件訪問接口 173
7．4．1 傳統(tǒng)文件系統(tǒng)調用的實現(xiàn) 173
7．4．2 存儲映像文件訪問 175
7．5 文件保護 176
7．5．1 文件訪問保護 176
7．5．2 文件備份 178
7．6 文件系統(tǒng)的基本模型 179
7．7 FAT文件系統(tǒng)磁盤布局 182
7．8 小結 183
習題7 184
第8章 并行與分布式操作系統(tǒng) 185
8．1 并行操作系統(tǒng) 185
8．1．1 對稱多處理機 185
8．1．2 線程概念 187
8．1．3 線程實現(xiàn) 193
8．1．4 線程調度 198
8．2 分布式系統(tǒng) 202
8．2．1 分布式系統(tǒng)特點 203
8．2．2 幾種分布式應用模型 205
8．2．3 分布式系統(tǒng)實現(xiàn)模型 208
8．2．4 分布式操作系統(tǒng)主要研究內(nèi)容 210
8．2．5 分布式系統(tǒng)基礎――通信協(xié)議層次簡介 211
8．3 小結 214
習題8 215
第9章 保護與安全 216
9．1 安全威脅 216
9．1．1 病毒 216
9．1．2 蠕蟲 217
9．1．3 特洛伊木馬 217
9．1．4 隱蔽通道 218
9．2 安全機制 218
9．2．1 硬件保護機制 219
9．2．2 標識與鑒別 219
9．2．3 存取控制 221
9．2．4 最小特權管理 222
9．2．5 安全審計 223
9．2．6 入侵檢測 224
9．2．7 網(wǎng)絡信息安全技術 225
9．3 Linux的安全機制 228
9．4 安全評測標準 230
9．4．1 TCSEC橘皮書 230
9．4．2 中國國標GB17859－1999 232
9．5 小結 232
習題9 233
第10章 系統(tǒng)虛擬機 234
10．1 虛擬機概述 234
10．1．1 為什么需要虛擬機 234
10．1．2 虛擬機管理器的分類 235
10．1．3 系統(tǒng)虛擬化的優(yōu)勢及發(fā)展目標 235
10．1．4 虛擬機管理器的架構 236
10．2 CPU的虛擬化 237
10．2．1 軟件完全虛擬化 237
10．2．2 硬件輔助虛擬化 238
10．3 內(nèi)存虛擬化 239
10．3．1 軟件實現(xiàn)內(nèi)存虛擬化 239
10．3．2 EPT頁表輔助內(nèi)存虛擬化 240
10．4 I/O的虛擬化 240
10．4．1 完全的軟件I/O虛擬化 241
10．4．2 半虛擬化設備 241
10．5 小結 242
習題10 243
第11章 Linux操作系統(tǒng)實例 244
11．1 進程管理 244
11．1．1 進程與進程描述符 244
11．1．2 進程狀態(tài)及切換時機 245
11．1．3 進程的調度算法 247
11．1．4 進程的創(chuàng)建與消亡 248
11．2 存儲管理 250
11．2．1 物理內(nèi)存的管理 250
11．2．2 進程地址空間的管理 253
11．3 文件系統(tǒng) 256
11．3．1 VFS 256
11．3．2 EXT2文件系統(tǒng) 262
11．3．3 主要文件系統(tǒng)中系統(tǒng)調用的處理流程 266
11．4 設備管理 268
11．4．1 設備文件的概念 268
11．4．2 設備模型基礎 269
11．4．3 相關數(shù)據(jù)結構 269
11．4．4 塊設備文件的open()，read()操作 272
11．5 中斷、異常及系統(tǒng)調用 273
11．5．1 中斷/異常的基本知識 274
11．5．2 異常處理函數(shù) 274
11．5．3 系統(tǒng)調用 275
11．5．4 中斷的處理 275
11．5．5 軟中斷 278
11．6 SysV進程間通信 279
11．6．1 共有的特性 279
11．6．2 信號量 281
11．6．3 消息隊列 283
11．6．4 共享內(nèi)存 284
習題11 287
附錄A bash腳本編程簡介 288
A．1 注釋和簡單命令 288
A．2 環(huán)境變量 288
A．3 控制結構 289
A．3．1 if語句 289
A．3．2 case語句 290
A．3．3 for語句 291
A．3．4 while語句和until語句 291
A．4 函數(shù) 292
A．5 小結 293
附錄B 實現(xiàn)一個簡單的Linux命令解釋器 294
B．1 myshell的語法 294
B．2 程序框架 294
B．3 命令行的語法分析 295
B．4 簡單命令的執(zhí)行 298
B．5 Makefile 298
B．6 小結 298
附錄C Linux常用命令 299
C．1 用戶終端命令 299
C．2 vi編輯器的使用 307
附錄D Linux常用函數(shù) 309
D．1 進程管理函數(shù) 309
D．2 文件管理函數(shù) 311
D．3 進程間通信函數(shù) 313
D．4 多線程庫函數(shù) 316
參考文獻 318