操作系统原理简明教程

第一章　操作系统概论　　

　1.1　操作系统是什么与为什么　　

　　1.1.1　引言：你所用过的操作系统　　

　　1.1.2　操作系统是什么与做什么　　

　　1.1.3　操作系统的规模、数量与重要性　　

　1.2　操作系统如何工作　　

　　1.2.1　操作系统的第一个工作:负责所有程序的启动和结束　　

　　1.2.2　操作系统的第二个工作：用户程序中对操作系统的调用——系统调用和中断　　

　　1.2.3　操作系统的第三个工作：为常用基本操作提供现成实用程序

　　1.2.4　操作系统的第四个工作：解决效率和安全问题——并发技术等　　

　1.3　从各种角度看操作系统　　　　

　　1.3.1　操作系统的结构　　

　　1.3.2　操作系统的接口　　

　　1.3.3　操作系统的工作过程　　

　　1.3.4　操作系统的特点　　

　　1.3.5　操作系统的类型　　

　　1.3.6　操作系统的各种别名、比方和观点　　

　1.4　操作系统发展简史　　

　1.5　目前常用操作系统简介：Windows、UNIX、Linux等　　 

　习题一

第二章　处理机管理　　

　2.1　处理机管理概述　　

　　2.1.1　处理机硬件使用特性　　

　　2.1.2　用户对处理机的使用要求和操作系统处理机管理功能的工作任务

　2.2　进程模型　　

　　2.2.1　进程三态转换分析　　

　　2.2.2　进程模型实现机制　　

　　2.2.3　专题：可抢先、不可抢先、完全可抢先　　

　　2.2.4　专题:进程调度算法　　

　2.3　进程模型实例分析(1)：UNIX进程模型　　

　　2.3.1　UNIX关于建立进程和终止进程的用户界面　　

　　2.3.2　UNIX进程层次和初启过程　　

　　2.3.3　UNIX进程模型的基本结构和工作过程　　

　　2.3.4　例析：Shell和fork的内部工作过程　　

　2.4　进程模型实例分析(2)：Linux进程模型　　

　　2.4.1　Linux进程模型功能特点、用户界面和实现机制总瞰　　

　　2.4.2　Linux初始过程和进程层次　　

　　2.4.3　Linux进程表和任务结构　　

　　2.4.4　Linux进程状态　　

　　2.4.5　Linux中断处理机制　　

　　2.4.6　Linux进程调度算法　　

　2.5　线程模型简介　　

　习题二　　

第三章　内存管理　　

　3.1　内存管理概述　　

　　3.1.1　内存概念、作用、性能指标和计算机存储层次　　

　3.1.2　内存硬件接口使用特性：微观角度(指令级)和宏观角度(程序级)

　　3.1.3　用户(程序)对内存的使用要求　　

　　3.1.4　内存管理的功能和任务　　

　3.2　连续模式　　

　　3.2.1　无管理模式、覆盖技术和动态装入技术　　

　　3.2.2　单一分区模式和交换技术　　

　　3.2.3　固定分区模式和多道技术　　

　　3.2.4　可变分区模式和动态存储分配技术　　

　3.3　不连续模式之一：页模式　　

　　3.3.1　实存页模式的基本工作过程与结构　　

　　3.3.2　虚存页模式的基本工作过程与结构　　

　　3.3.3　页式实现专题讨论(1)：虚存概念和作用　　

　　3.3.4　页式实现专题讨论(2)：进程页表的实现——快表、页表页和页目录　　

　　3.3.5　页式实现专题讨论(3):大而稀疏内存使用　　

　　3.3.6　页式实现专题讨论(4):页分配策略——请求调页、预先调页和写时复制　　

　　3.3.7　页式实现专题讨论(5):页长和页簇化　　

　　3.3.8　页式实现专题讨论(6):页淘汰策略、工作集理论和颠簸　　

　3.3.9　页式实现专题讨论(7):盘交换区管理　　

　　3.3.10　页模式评价、实际系统采用情况和本节小结　　

　3.4　不连续模式之二/三：段模式和段页式　　

　　3.4.1　段模式　　

　　3.4.2　段页式　　

　3.5　内存管理实例分析　　

　　3.5.1　Windows内存管理　　

　　3.5.2　Linux内存管理　　

　3.6　本章总结　　

　　3.6.1　内存管理概念总结模型：四空间模型　　

　　3.6.2　各模式比较　　

　习题三　　

第四章　外存管理和文件系统

　4.1　外存管理和文件系统概述　　

　　4.1.1　外存硬件接口特性　　

　　4.1.2　用户对外存的使用要求　　

　　4.1.3　从文件定义看文件系统的界面高度和工作任务　　

4.2　文件系统用户界面　　

　　4.2.1　文件级界面：文件属性和文件操作　　

　　4.2.2　目录级界面：目录(树)和链接　　

　　4.2.3　文件子系统级用户界面　　

　4.3　文件的实现　　

　　4.3.1　连续分配背景下的讨论　　

　　4.3.2　不连续分配背景下的讨论　　

　　4.3.3　各种分配策略的总结比较和综合采用　　

　4.4　目录的实现　　

　　4.4.1　目录树结构的实现：目录文件方法　　

　　4.4.2　硬链接的实现：设备目录与文件目录的分离　　

　　4.4.3　符号链接的实现　　

　4.5　文件子系统的实现　　

　4.6　文件系统性能改善机制　　

　　4.6.1　物理地址与存取单位的优化　

　　4.6.2　文件打开与关闭技术　　

　　4.6.3　文件共享　　

　　4.6.4　内存缓冲区和缓冲池　　

　　4.6.5　磁臂调度技术　　

　4.7　文件系统实例分析　　

　　4.7.1　UNIX文件系统　　

　　4.7.2　Linux文件系统　　

　　4.7.3　Windows文件系统　　

　4.8　本章总结和有关文件系统模型　　

　习题四　　

第五章　设备管理　　

　5.1　设备管理概述　　

　　5.1.1　计算机外部设备的定义与分类　　

　　5.1.2　设备硬件接口特性　　

　　5.1.3　用户对设备的使用要求　　

　　5.1.4　操作系统设备管理功能的任务　　

　5.2　UNIX设备管理实例分析　　

　5.3　设备管理界面和原理通述　　

　　5.3.1　操作系统设备管理用户界面通述　　

　　5.3.2　操作系统设备管理内部结构与过程通述　　

　　5.3.3　速度匹配专题讨论(1)：设备完成技术、同步和异步I/O　　

　5.3.4　速度匹配专题讨论(2)：缓冲技术　　

　　5.3.5　设备分配与共享技术专题讨论：独占、共享和虚拟设备　　

　5.3.6　速度匹配专题讨论(3)：联机、脱机和假脱机技术　　

5.3.7　非编程I/O技术专题讨论：DMA、通道等　　

　　5.3.8　设备驱动程序　　

　习题五　　

第六章　进程通信　　

　6.1　进程通信概述　　

　6.2　进程互斥和同步机制　　

　　6.2.1　基本的硬件机制　　

　　6.2.2　软件的忙等互斥方案　　

　　6.2.3　软件非忙等互斥方案：信号量及其变种　　

　　6.2.4　由程序设计语言支持的程序互斥机制：管程　　

　　6.2.5　其他方案及其等价性　　

　6.3　进程通信机制　　

　6.4　死锁和饥饿　　

　6.5　进程通信实例分析　　

　　6.5.1　UNIX进程通信　　

　　6.5.2　Linux进程通信　　

　　6.5.3　Windows XP/2000/NT进程通信　　

　习题六　　

第七章　进一步的学习内容

　7.1　操作系统性能评价　　

　7.2　操作系统结构设计　　

　7.3　现代操作系统的两极分化　　

　7.4　分布式系统概述　　

　7.5　并行操作系统　　

　7.6　网络操作系统　　

　7.7　分布式操作系统　　

　7.8　机群与网格操作系统　　

　7.9　嵌入式操作系统　　

　习题七　　

参考文献