操作系統(tǒng)原理

第1章操作系統(tǒng)引論 1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與操作系統(tǒng) 1.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 1.1.2OS在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的位置 1.2什么是操作系統(tǒng) 1.2.1作為用戶與計(jì)算機(jī)的接口 1.2.2作為系統(tǒng)資源的管理者 1.3操作系統(tǒng)的歷史 1.3.1穿孔卡片 1.3.2簡(jiǎn)單批處理系統(tǒng) 1.3.3多道批處理系統(tǒng) 1.3.4分時(shí)系統(tǒng) 1.3.5實(shí)時(shí)系統(tǒng) 1.4操作系統(tǒng)的類(lèi)型 1.4.1大型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 1.4.2服務(wù)器操作系統(tǒng) 1.4.3個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 1.4.4多處理機(jī)操作系統(tǒng) 1.4.5移動(dòng)設(shè)備操作系統(tǒng) 1.4.6嵌入式操作系統(tǒng) 1.4.7智能卡操作系統(tǒng) 1.5操作系統(tǒng)的功能和特征 1.5.1操作系統(tǒng)的功能 1.5.2操作系統(tǒng)的特征 1.6操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 1.6.1單體結(jié)構(gòu) 1.6.2層次式結(jié)構(gòu) 1.6.3虛擬機(jī)結(jié)構(gòu) 1.6.4C/S結(jié)構(gòu) 1.6.5微內(nèi)核架構(gòu) 小結(jié) 第2章進(jìn)程與線程 2.0問(wèn)題導(dǎo)入 2.1什么是進(jìn)程 2.1.1進(jìn)程的引入 2.1.2進(jìn)程與進(jìn)程控制塊 2.2進(jìn)程控制 2.2.1進(jìn)程的層次結(jié)構(gòu) 2.2.2進(jìn)程創(chuàng)建 2.2.3進(jìn)程終止 2.2.4進(jìn)程的狀態(tài)與轉(zhuǎn)換 2.2.5進(jìn)程的實(shí)現(xiàn) 2.3線程 2.3.1線程的引入及定義 2.3.2線程的狀態(tài) 2.3.3線程的特征 2.3.4線程的分類(lèi) 2.3.5多核和多線程 2.4處理器調(diào)度 2.4.1調(diào)度的功能與時(shí)機(jī) 2.4.2調(diào)度算法的目標(biāo) 2.4.3批處理作業(yè)調(diào)度 2.4.4交互系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度 2.4.5實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度 2.4.6線程調(diào)度 小結(jié) 第3章進(jìn)程并發(fā)控制 3.0問(wèn)題導(dǎo)入 3.1并發(fā)概述 3.1.1并發(fā)的概念 3.1.2時(shí)序錯(cuò)誤 3.1.3臨界區(qū) 3.1.4進(jìn)程的互斥 3.2PV操作 3.2.1信號(hào)量與PV操作 3.2.2用PV操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥 3.3進(jìn)程同步 3.3.1同步的概念 3.3.2PV操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步 3.3.3生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題 3.3.4讀者寫(xiě)者問(wèn)題 3.3.5時(shí)間同步問(wèn)題 3.4管程 3.4.1什么是管程 3.4.2使用信號(hào)量的管程 3.4.3使用通知和廣播的管程 3.4.4用管程解決哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題 3.5進(jìn)程間消息傳遞 3.5.1消息傳遞的類(lèi)型 3.5.2直接傳遞 3.5.3間接傳遞 3.5.4消息格式 3.5.5解決生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題 小結(jié) 第4章內(nèi)存管理 4.0問(wèn)題導(dǎo)入 4.1內(nèi)存管理概述 4.1.1存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 4.1.2內(nèi)存管理的目標(biāo) 4.1.3操作系統(tǒng)在內(nèi)存中的位置 4.1.4虛擬內(nèi)存的概念 4.2內(nèi)存管理的基礎(chǔ) 4.2.1重定位 4.2.2保護(hù)與共享 4.2.3邏輯組織 4.2.4物理組織 4.3單道編程中的內(nèi)存管理 4.4多道編程中的內(nèi)存管理 4.4.1固定分區(qū)的多道編程內(nèi)存管理 4.4.2地址翻譯的方法 4.4.3動(dòng)態(tài)地址翻譯的優(yōu)點(diǎn) 4.4.4非固定分區(qū)的內(nèi)存管理 4.4.5交換 4.4.6重疊 4.4.7雙基址 4.5空閑空間管理 小結(jié) 第5章頁(yè)式和段式內(nèi)存管理 5.0問(wèn)題導(dǎo)入 5.1頁(yè)式內(nèi)存管理 5.1.1基本原理 5.1.2分頁(yè)內(nèi)存管理 5.1.3分頁(yè)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 5.1.4快表 5.1.5頁(yè)共享與保護(hù) 5.1.6內(nèi)存抖動(dòng) 5.2頁(yè)面更新算法 5.2.1頁(yè)面交換機(jī)制 5.2.2最優(yōu)更新算法 5.2.3先進(jìn)先出更新算法 5.2.4最近最久未使用更新算法 5.3段式內(nèi)存管理 5.3.1基本原理 5.3.2分段內(nèi)存管理 5.3.3段的共享與保護(hù) 5.3.4分頁(yè)與分段管理的主要區(qū)別 5.3.5段頁(yè)式內(nèi)存管理 5.4虛擬內(nèi)存 5.4.1虛擬內(nèi)存 5.4.2請(qǐng)求分頁(yè)式內(nèi)存管理 5.4.3請(qǐng)求分段式內(nèi)存管理 小結(jié) 第6章I/O管理 6.0問(wèn)題導(dǎo)入 6.1I/O管理概述 6.2I/O系統(tǒng) 6.2.1I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 6.2.2I/O控制方式 6.3I/O緩沖 6.3.1緩沖的作用 6.3.2單緩沖 6.3.3雙緩沖 6.3.4多緩沖 6.3.5緩沖池 6.4獨(dú)占設(shè)備的分配 6.4.1設(shè)備的邏輯號(hào)和物理號(hào) 6.4.2設(shè)備的獨(dú)立性 6.4.3獨(dú)占設(shè)備的分配 6.5設(shè)備處理 6.5.1設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 6.5.2設(shè)備的中斷處理 6.6虛擬設(shè)備 6.6.1脫機(jī)外圍設(shè)備操作 6.6.2聯(lián)機(jī)外圍設(shè)備操作 6.6.3SPOOLing技術(shù)應(yīng)用 6.7磁盤(pán)管理 6.7.1磁盤(pán)結(jié)構(gòu)與性能參數(shù) 6.7.2磁盤(pán)空間的管理 6.7.3磁盤(pán)調(diào)度策略 6.7.4RAID技術(shù) 6.8磁盤(pán)高速緩存 6.8.1設(shè)計(jì)考慮因素 6.8.2性能考慮因素 6.9磁盤(pán)討論 6.9.1固態(tài)盤(pán) 6.9.2智能磁盤(pán)系統(tǒng) 小結(jié) 第7章文件管理 7.0問(wèn)題導(dǎo)入 7.1文件管理概述 7.1.1文件和文件系統(tǒng) 7.1.2文件的分類(lèi)和結(jié)構(gòu) 7.1.3文件系統(tǒng)的功能 7.2文件組織和存取 7.3目錄管理 7.3.1內(nèi)容結(jié)構(gòu) 7.3.2命名 7.4文件共享與安全 7.4.1訪問(wèn)權(quán)限 7.4.2同時(shí)訪問(wèn) 7.4.3文件安全 7.5輔存空間管理 7.5.1文件分配 7.5.2空閑空間管理 7.6文件的使用 小結(jié) 第8章死鎖 8.0問(wèn)題導(dǎo)入 8.1死鎖原理 8.1.1資源分類(lèi) 8.1.2資源分配圖 8.1.3死鎖的必要條件 8.2死鎖檢測(cè) 8.2.1死鎖檢測(cè)算法 8.2.2從死鎖中恢復(fù) 8.3死鎖避免 8.3.1安全狀態(tài)與不安全狀態(tài) 8.3.2銀行家算法 8.4死鎖預(yù)防 8.4.1破壞互斥 8.4.2破壞占有且等待 8.4.3破壞不可搶占 8.4.4破壞環(huán)路等待 8.5活鎖與饑餓 小結(jié) 第9章多處理機(jī)系統(tǒng)介紹 9.0問(wèn)題導(dǎo)入 9.1多處理機(jī)基本概念 9.1.1多處理器結(jié)構(gòu) 9.1.2超線程結(jié)構(gòu) 9.1.3多核結(jié)構(gòu) 9.1.4多核超線程結(jié)構(gòu) 9.2多處理機(jī)內(nèi)存結(jié)構(gòu) 9.2.1UMA結(jié)構(gòu) 9.2.2NUMA結(jié)構(gòu) 9.2.3COMA結(jié)構(gòu) 9.2.4NORMA結(jié)構(gòu) 9.3多處理機(jī)操作系統(tǒng)類(lèi)型 9.4多處理器之間的通信 9.5多處理機(jī)同步 9.6多處理機(jī)調(diào)度 9.7多處理器、超線程和多核的比較 小結(jié) 參考文獻(xiàn)