操作系统

第1章 操作系统概述

1.1 操作系统的概念

1.1.1 计算机系统

1.1.2 什么是操作系统

1.1.3 操作系统的目标

1.2 操作系统的形成与发展

1.2.1 推动操作系统发展的动力

1.2.2 操作系统的形成

1.2.3 操作系统的进一步发展

1.3 操作系统的特征与功能

1.3.1 操作系统的特征

1.3.2 操作系统的功能

1.4 流行操作系统简介

1.4.1 DOS操作系统

1.4.2 UNIX操作系统

1.4.3 Linux操作系统

1.4.4 Windows操作系统

本章小结

习题1

第2章 处理器管理

2.1 处理器管理概述

2.1.1 处理器管理的功能

2.1.2 程序执行

2.2 进程的描述

2.2.1 进程的概念

2.2.2 进程的状态及其转换

2.2.3 进程的挂起状态

2.3 进程控制

2.3.1 进程控制块PCB

2.3.2 进程创建

2.3.3 进程撤销

2.3.4 进程等待

2.3.5 进程唤醒

2.4 进程同步机制

2.4 ，1进程的并发性

2.4.2 进程同步的概念

2.4.3 进程同步机制应遵循的原则

2.4.4 进程同步机制——锁

2.4.5 进程同步机制——信号量

2.4.6 利用信号量实现进程互斥

2.4.7 利用信号量实现进程同步

2.4.8 利用信号量实现进程的同步加互斥

2.4.9 利用信号量实现进程同步的方法

2.5 进程通信

2.5.1 共享存储器系统

2.5.2 消息传递系统

2.5.3 管道通信系统

2.6 处理机调度

2.6.1 进程调度算法的选取原则

2.6.2 常用的进程调度算法

2.6.3 作业调度

2.7 进程死锁

2.7.1 死锁的基本概念

2.7.2 死锁预防

2.7.3 死锁避免

2.7.4 死锁检测与解除

2.8 处理器管理新技术

2.8.1 线程技术

2.8.2 超线程技术

2.8.3 双核技术

2.8.4 四核技术

本章小结

习题2

第3章 存储器管理

3.1 存储器管理概述

3.1.1 存储体系

3.1.2 存储器管理的主要功能

3.1.3 地址变换

3.1.4 各种存储管理方式

3.2 单一连续分配管理方式

3.2.1 基本原理

3.2.2 内存空间的分配

3.2.3 地址变换与存储保护

3.3 分区存储管理方式

3.3.1 固定分区存储管理方式

3.3.2 可变分区存储管理方式

3.3.3 紧凑技术

3.4 覆盖技术与对换技术

3.4.1 覆盖技术

3.4.2 对换技术

3.5 分页存储管理方式

3.5.1 基本原理

3.5.2 页表

3.5.3 地址变换

3.5.4 对页式存储管理的改进

3.6 分段存储管理方式

3.6.1 基本原理

3.6.2 段表

3.6.3 地址变换

3.6.4 分页和分段的主要区别

3.6.5 段页式存储管理方式

3.7 虚拟存储管理方式

3.7.1 基本原理

3.7.2 分页虚拟存储管理

3.8 Windows操作系统的存储管理

3.8.1 内存管理

3.8.2 内存查看和虚拟内存设置

本章小结

习题3

第4章 设备管理

4.1 设备管理概述

4.1.1 设备的分类

4.1.2 设备管理的目标和任务

4.1.3 设备管理的主要功能

4.2 输入输出系统

4.2.1 I／O系统的结构

4.2.2 I／O设备控制器

4.2.3 I／O通道

4.2.4 I／O系统的控制方式

4.3 设备分配与回收

4.3.1 设备分配中采用的数据结构

4.3.2 设备分配应考虑的因素

4.3.3 设备分配与回收

4.4 设备处理

4.4.1 设备驱动程序的功能和特点

4.4.2 设备驱动程序的处理过程

4.5 设备管理的实现技术

4.5.1 缓冲技术

4.5.2 中断技术

4.5.3 假脱机技术（SPOOLing）

4.6 存储设备的管理

3.8.2 内存查看和虚拟内存设置

本章小结

习题3

第4章 设备管理

4.1 设备管理概述

4.1.1 设备的分类

4.1.2 设备管理的目标和任务

4.1.3 设备管理的主要功能

4.2 输入输出系统

4.2.1 I／O系统的结构

4.2.2 I／O设备控制器

4.2.3 I／O通道

4.2.4 I／O系统的控制方式

4.3 设备分配与回收

4.3.1 设备分配中采用的数据结构

4.3.2 设备分配应考虑的因素

4.3.3 设备分配与回收

4.4 设备处理

4.4.1 设备驱动程序的功能和特点

4.4.2 设备驱动程序的处理过程

4.5 设备管理的实现技术

4.5.1 缓冲技术

4.5.2 中断技术

4.5.3 假脱机技术（SPOOLing）

4.6 存储设备的管理

4.6.1 存储设备的类型

4.6.2 磁盘驱动调度算法

4.6.3 USB设备的管理

本章小结

习题4

第5章 文件管理

5.1 文件管理概述

5.1.1 文件与文件系统

5.1.2 文件的分类

5.2 文件结构

5.2.1 文件的逻辑结构

5.2.2 文件的物理结构

5.2.3 文件的存取方法

5.3 文件存储空间的分配与管理

5.3.1 文件存储空间的分配

5.3.2 空闲存储空间的管理

5.4 文件目录管理

5.4.1 文件目录的基本概念

5.4.2 一级目录

5.4.3 二级目录

5.4.4 多级目录

5.5 文件共享与安全

5.5.1 文件共享

5.5.2 文件安全

5.6 文件使用

5.6.1 文件操作

5.6.2 文件使用的步骤

本章小结

习题5

……

第6章 网络和分布式操作系统

第7章 Linux操作系统

第8章 操作系统的安全与保护

1.使用PV操作的规则

 由以上几个例子可以得出以下使用PV操作的规则：

 （1）分清哪些是互斥问题（互斥访问临界资源的），哪些是同步问题（具有前后执行顺序要求的）。

 （2）对于互斥问题要设置互斥信号量，不管有互斥关系的进程有几个或几类，互斥信号量的个数只与临界资源的种类有关。通常有几类临界资源就设置几个互斥信号量，且初值为1，代表临界资源可用。

 （3）对于同步问题要设置同步信号量，通常同步信号量的个数与参与同步的进程种类有关，即同步关系涉及几类进程，就有几个同步信号量。同步信号量表示该进程是否可以开始或该进程是否已经结束。

 （4）在每个进程中用于实现互斥的PV操作必须成对出现；用于实现同步的PV操作也必须成对出现，但是它们分别出现在不同的进程中；在某个进程中如果同时存在互斥与同步的P操作，则其顺序不能颠倒，必须先执行对同步信号量的P操作，再执行对互斥信号量的P操作，但是V操作的顺序没有严格要求。

 2.同步互斥问题的解题步骤

 （1）确定进程。包括进程的数量、进程的工作内容，可以用流程图描述。

 （2）确定同步互斥关系。根据使用的是临界资源，还是处理的前后关系，来确定互斥与同步，然后确定信号量的个数、含义，以及对信号量的PV操作。

 （3）用类C语言描述同步或互斥算法。

 2.5进程通信

 进程通信是指进程间的信息交换。进程通信所交换的信息量少则一个数值或状态，多则成千上万个字节。

 根据通信的机制不同，进程通信被分为低级通信和高级通信。其中，进程的同步与互斥被称为低级通信。在进程的同步和互斥中，使用信号量机制是卓有成效的。但是它作为通信工具，其效率比较低，一次发送的信息量比较少。并且，信号量机制主要依靠进程来控制，用户使用不方便。高级通信是指用户直接利用操作系统提供的一组通信命令，高效地传送大量数据的一种通信方式。高级通信既提高了工作效率，又简化了程序编制的复杂性，方便用户的使用。本节主要介绍进程的高级通信。

 目前，高级通信机制主要有三大类：共享存储器系统、消息传递系统以及管道通信系统。

 2.5.1共享存储器系统

 在共享存储器系统中，相互通信的进程共享某些数据结构或存储区，进程之间能够通过它们进行通信。共享存储器系统又可以分为共享数据结构和共享存储区两种方式。

 1.共享数据结构方式

 在这种通信方式下，相互通信的进程共用某些数据结构，并通过这些数据结构交换信息。这种方式与信号量机制相比，并没有发生太大的变化，比较低效、复杂，只适用于传送少量的数据。

 2.共享存储区方式

 这种通信方式是在存储器中划出一块共享存储区，相互通信的进程可以通过对共享存储区中的数据进行读或写来实现通信。这种方式效率高，可以传送较多的数据。

 ……

本书共8章, 主要介绍了操作系统的基本概念、处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理、网络和分布式操作系统、Linux操作系统、操作系统的安全与保护等内容。