本书围绕操作系统的处理器管理、存储管理、设备管理和文件管理等**管理功能,结合作者10余年讲授操作系统的经验,同时引入一些国际上*的操作系统的研究成果介绍,结合本科生学科知识掌握以及研究生考试的需求,全面阐述操作系统的主要功能、特点等知识。本书的主要特点在于内容翔实、知识相对较新,同时许多**难点内容深入浅出。读者对象是计算机专业的本科生以及计算机硕士研究生的考试指导书籍。

第1章操作系统初识/1 1.1操作系统简介1 1.1.1操作系统的定义1 1.1.2操作系统的功能5 1.1.3操作系统的主要特征8 1.1.4时空与逻辑关系10 1.2操作系统的起源12 1.2.1手工操作阶段12 1.2.2联机批处理系统阶段13 1.2.3脱机批处理系统阶段13 1.2.4执行系统阶段14 1.2.5多道批处理系统阶段14 1.3操作系统的分类17 1.3.1按使用环境与功能特征划分18 1.3.2按体系架构划分19 1.3.3按内核划分20 本章小结21 习题21 第2章操作系统的架构/23 2.1计算机体系架构23 2.1.1冯·诺依曼体系架构23 2.1.2系统的自举26 2.1.3保护模式与实模式28 2.1.4中断31 2.2操作系统的界面36 2.2.1系统调用36 2.2.2内核态(管态)与用户态(目态)38 2.3操作系统的设计39 2.3.1操作系统的设计哲学392.3.2操作系统的逻辑层次40 本章小结41 习题42 操作系统本质目录第3章进程的抽象/44 3.1多道程序设计与进程的引入44 3.2进程结构与进程控制45 3.2.1进程控制块45 3.2.2进程的创建48 3.2.3进程的终止49 3.3进程状态转换与上下文切换50 3.3.1进程的状态及其转换50 3.3.2上下文切换52 3.4线程54 3.4.1线程的引入54 3.4.2进程与线程的关系55 3.4.3POSIX线程57 本章小结60 习题60 第4章进程的并发/66 4.1并发的问题66 4.2竞争条件67 4.3死锁71 4.4优先级反转77 4.5再谈死锁79 4.5.1产生死锁的必要条件79 4.5.2处理死锁的基本方法80 4.5.3预防死锁81 4.5.4避免死锁82 4.5.5死���的检测和恢复86 本章小结91 习题92 第5章进程间通信/95 5.1临界区与互斥95 5.1.1禁用中断98 5.1.2锁变量99 5.1.3严格轮转法99 5.1.4Dekker算法101 5.1.5Peterson算法104 5.1.6Dijkstra算法108 5.1.7EisenbergMcGuire算法111 5.1.8Lamport bakery算法114 5.1.9测试与设置锁117 5.1.10POSIX的锁机制118 5.2协作与同步120 5.2.1进程同步问题120 5.2.2条件变量123 5.2.3信号量127 5.3消息传送135 5.3.1管道135 5.3.2FIFO138 5.3.3消息队列141 5.3.4共享内存段144 5.4经典IPC问题151 5.4.1哲学家进餐问题151 5.4.2读者写者问题155 5.4.3理发师睡觉问题159 本章小结163 习题164 第6章处理器管理/171 6.1处理器调度概述171 6.1.1处理器的虚拟化171 6.1.2调度的进程行为172 6.1.3调度决策173 6.2调度层次173 6.2.1**调度174 6.2.2低级调度175 6.2.3中级调度176 6.2.4调度与进程生命周期177 6.3调度准则与算法178 6.3.1调度准则178 6.3.2先来先服务调度算法181 6.3.3短作业优先调度算法182 6.3.4*短剩余时间优先调度算法183 6.3.5时间片轮转调度算法184 6.3.6多级反馈队列调度算法186 6.3.7其他调度方式190 本章小结192 习题192 第7章内存管理/197 7.1内存管理概述197 7.1.1存储器的层次结构197 7.1.2内存管理需求分析199 7.2无抽象的存储器200 7.3连续内存分配203 7.3.1固定分区分配203 7.3.2动态分区分配204 7.3.3Buddy 系统206 7.4地址空间的抽象213 7.5分段存储管理216 7.6分页存储管理220 7.6.1地址结构221 7.6.2地址变换222 7.6.3页表结构229 7.7段页式存储管理方式232 本章小结236 习题237 第8章设备管理/239 8.1设备管理概述239 8.1.1设备分类239 8.1.2I/O的硬件241 8.1.3CPU与I/O的数据传送方式245 8.1.4缓冲管理249 8.2I/O软件249 8.2.1设计目标和原则249 8.2.2中断处理程序253 8.2.3设备驱动程序253 8.2.4内核I/O子系统257 8.3I/O请求的生命周期261 8.4再谈SPOOLing263 8.4.1SPOOLing介绍263 8.4.2SPOOLing系统的组成264 8.4.3SPOOLing系统的特点265 8.4.4SPOOLing系统的应用(共享打印机)265 本章小结267 习题267 第9章磁盘管理/269 9.1磁盘存储器的管理269 9.1.1磁盘设备270 9.1.2磁盘的访问时间271 9.1.3RAID272 9.1.4磁盘连接方式277 9.2磁盘调度279 9.2.1先来先服务279 9.2.2*短寻道时间优先279 9.2.3扫描算法280 9.2.4循环扫描算法281 9.2.5NStepSCAN和FSCAN调度算法282 9.2.6磁盘调度算法的选择284 9.3存储空间管理285 9.3.1位图法285 9.3.2空闲表法286 9.3.3空闲链表法287 9.3.4成组链接法288 本章小结289 习题290 第10章虚拟存储/293 10.1虚拟存储概述294 10.1.1对换295 10.1.2局部性297 10.1.3虚拟存储器的定义299 10.1.4虚拟存储器的特征300 10.2请求分页存储管理302 10.2.1地址转换机制305 10.2.2内存分配策略和分配算法307 10.2.3调页策略309 10.2.4页面置换算法310 10.3抖动325 10.3.1抖动的原因325 10.3.2工作集模型326 10.3.3基于页面故障频率的页面替换328 本章小结329 习题329 第11章文件管理/331 11.1文件系统概述332 11.1.1文件及文件系统332 11.1.2文件、记录和数据项336 11.1.3文件类型337 11.1.4文件的操作339 11.2文件的逻辑结构343 11.2.1文件逻辑结构的类型344 11.2.2堆345 11.2.3顺序文件346 11.2.4索引顺序文件346 11.2.5索引文件348 11.2.6哈希文件350 11.3文件分配管理351 11.3.1连续分配351 11.3.2链接分配354 11.3.3索引分配355 11.4文件命名359 11.4.1目录管理359 11.4.2链接362 11.4.3识别文件的其他方式365 本章小结366 习题366 结束语/369 参考文献与扩展阅读/371 A.1一般性文献371 A.2案例研究371 A.3死锁372 A.4同步373 A.5CPU调度373 A.6内存管理374 A.7设备处理374 A.8文件系统375 A.9实现375