操作系統(tǒng)教程：原理和實(shí)例分析

第一章  操作系統(tǒng)概論                  
 l. l  操作系統(tǒng)是什么與為什么                  
 1. 1. l  引言：你所用過的操作系統(tǒng)                  
 1. 1. 2  操作系統(tǒng)是什么與做什么                  
 1. 1. 3  操作系統(tǒng)的規(guī)模. 數(shù)量與重要性                  
 1. 2  操作系統(tǒng)如何工作                  
 1. 2. l  操作系統(tǒng)的第一個(gè)工作：負(fù)責(zé)所有程序的啟動(dòng)和結(jié)束                  
 1. 2. 2  操作系統(tǒng)的第二個(gè)工作：用戶程序中對(duì)操作系統(tǒng)的調(diào)用--系統(tǒng)調(diào)用和中斷                  
 1. 2. 3  操作系統(tǒng)的第三個(gè)工作：為常用基本操作提供現(xiàn)成實(shí)用程序                  
 1. 2. 4  操作系統(tǒng)的第四個(gè)工作：解決效率和安全問題--并發(fā)技術(shù)等                  
 1. 3  從各種角度看操作系統(tǒng)                  
 1. 3. l  操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)                  
 1. 3. 2  操作系統(tǒng)的接口                  
 1. 3. 3  操作系統(tǒng)的工作過程                  
 1. 3. 4  操作系統(tǒng)的特點(diǎn)                  
 1. 3. 5  操作系統(tǒng)的類型                  
 1. 3. 6  操作系統(tǒng)的各種別名. 比方和觀點(diǎn)                  
 1. 4  操作系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史                  
 1. 4. l  操作系統(tǒng)出現(xiàn)以前的計(jì)算機(jī)使用方式：手工交直和手工批處理                  
 1. 4. 2  操作系統(tǒng)的產(chǎn)生與第一代操作系統(tǒng)：?jiǎn)稳蝿?wù)自動(dòng)批處理                  
 l. 4. 3  第二代操作系統(tǒng)：多任務(wù)和多方式                  
 1. 4. 4  第三代操作系統(tǒng)：軟件工程和小型化                  
 1. 4. 5  第四代操作系統(tǒng)：開放系統(tǒng)和并行分布                  
 1. 4. 6  操作系統(tǒng)發(fā)展規(guī)律小結(jié)                  
 1. 5  目前常用操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介                  
 1. 5. l  微軟操作系統(tǒng)產(chǎn)品： Windows系列及MS DOS                  
 1. 5. 2  UNIX大家庭： Solaris, AIX, HP UX, SVR4 BSD                  
 1. 5. 3  自由軟件中的操作系統(tǒng)：Linux和 freeBSD等                  
 1. 5. 4  IBM操作系統(tǒng)產(chǎn)品：AIX. ZOS（OS／390）. OS／2. OS／400. PC DOS等                  
 1. 5. 5  其他常用操作系統(tǒng)：Mac os和  Netware等                  
 1. 6  本章小結(jié)                  
 習(xí)題                  
 第二章  處理機(jī)管理                  
 2. 1  處理機(jī)管理概述                  
 2. l. l  處理機(jī)硬件使用特性                  
 2. 1. 2  處理機(jī)硬件使用特性實(shí)例分析（l）：Intel x86／Pentium系列CPU                  
 2. 1. 3  處理機(jī)硬件使用特性實(shí)例分析（2）：MIPS R4000 CPU                  
 2. 1. 4  用戶對(duì)處理機(jī)的使用要求和操作系統(tǒng)處理機(jī)管理功能的工作任務(wù)                  
 2. 2  進(jìn)程模型                  
 2. 2. l  進(jìn)程三態(tài)轉(zhuǎn)換分析                  
 2. 2. 2  進(jìn)程模型實(shí)現(xiàn)機(jī)制                  
 2. 2. 3  專題：可搶先. 不可搶先. 完全可搶先                  
 2. 2. 4  專題：進(jìn)程調(diào)度算法                  
 2. 3  進(jìn)程模型實(shí)例分析（l）：UNIX進(jìn)程模型                  
 2. 3. 1  UNIX關(guān)于建立進(jìn)程和終止進(jìn)程的用戶界面                  
 2. 3. 2  UNIX進(jìn)程層次和初啟過程                  
 2. 3. 3  UNIX進(jìn)程模型的基本結(jié)構(gòu)和工作過程                  
 2. 3. 4  例析： Shell和  fork的內(nèi)部工作過話                  
 2. 4  進(jìn)程模型實(shí)例分析（2）：Linux進(jìn)程模型                  
 2. 4. l  Linux進(jìn)程模型功能特點(diǎn). 用戶界面和實(shí)現(xiàn)機(jī)制總瞰                  
 2. 4. 2  Linux初始過程和進(jìn)程層次                  
 2. 4. 3  Linux進(jìn)程表和任務(wù)結(jié)構(gòu)                  
 2. 4. 4  Linux進(jìn)程狀態(tài)                  
 2. 4. 5  Linux中斷處理機(jī)制                  
 2. 4. 6  Linux進(jìn)程調(diào)度算法                  
 2. 5  線程模型                  
 2. 5. l  引言和背景：進(jìn)程模型在處理"同時(shí)多請(qǐng)求"時(shí)的效率局限性                  
 2. 5. 2  線程的概念和基本工作原理                  
 2. 5. 3  線程的作用                  
 2. 5. 4  線程模型的使用界面                  
 2. 5. 5  線程的劃分和組織模型                  
 2. 5. 6  線程（包）的實(shí)現(xiàn)：用戶態(tài)線程和核心態(tài)線程（線程包的用戶空間實(shí)現(xiàn)和核心空間實(shí)現(xiàn)）                  
 2. 6  線程模型實(shí)例分析（l）：Soaris進(jìn)程和線程模型                  
 2. 6. l  用戶態(tài)線程. LWP. 核心線程在Solars中的具體含義                  
 2. 6. 2  Solaris線程模型的設(shè)計(jì)目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)機(jī)制總瞰                  
 2. 7. 1  Windows 2000／NT進(jìn)程和線程模型總述                  
 2. 7. 2  Windows 2000／NT中進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)                  
 2. 7. 3   Windows 2000／NT中線程的實(shí)現(xiàn)                  
 2. 7. 4  調(diào)度算法                  
 2. 8  作業(yè)管理                  
 2. 8. l  概述. 實(shí)際應(yīng)用背景與必要性                  
 2. 8. 2  作業(yè)管理實(shí)例分析（一）： UNIX／Linux shell                  
 2. 8. 3  作業(yè)管理實(shí)例分析（二）：NQS和 DQS                  
 2. 8. 4  作業(yè)管理界面綜述：作業(yè)輸入方式. 作業(yè)控制說明書. 作業(yè)控制語言                  
 2. 8. 5  作業(yè)管理內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)制綜述：JCB. 并和作業(yè)調(diào)度                  
 2. 8. 6  關(guān)于作業(yè)與程序啟動(dòng)方式的關(guān)系                  
 習(xí)題                  
 第三章  內(nèi)存管理                  
 3. l  內(nèi)存管理概述                  
 3. 1. l  內(nèi)存概念. 作用. 性能指標(biāo)和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)層次                  
 3. 1. 2  內(nèi)存硬件使用特性：微觀角度（指令級(jí)）和宏觀角度（程序級(jí)）                  
 3. 1. 3  用戶對(duì)內(nèi)存的使用要求                  
 3. 1. 4  內(nèi)存管理的功能和任務(wù)                  
 3. 2  連續(xù)模式                  
 3. 2. l  無管理模式. 覆蓋技術(shù)和動(dòng)態(tài)裝入技術(shù)                  
 3. 2. 2  單～分區(qū)模式和交換技術(shù)                  
 3. 2. 3  固定分區(qū)模式和多道技術(shù)                  
 3. 2. 4  可變分區(qū)模式和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配技術(shù)                  
 3. 3  不連續(xù)模式之一：負(fù)模式                  
 3. 3. l  實(shí)存頁模式的基本工作過程與結(jié)構(gòu)                  
 3. 3. 2  虛存頁模式的基本工作過程和結(jié)構(gòu)                  
 3. 3. 3  負(fù)式實(shí)現(xiàn)專題討論（1）：虛存概念和作用                  
 3. 3. 4  頁式實(shí)現(xiàn)專題討論（2）：進(jìn)程頁表的實(shí)現(xiàn)--快表. 頁表負(fù)和頁目錄                  
 3. 3. 5  頁式實(shí)現(xiàn)專題討論（3）：大而稀疏內(nèi)存使用                  
 3. 3. 6  頁式實(shí)現(xiàn)專題討論（4）：頁分配策略--請(qǐng)求調(diào)頁. 預(yù)先調(diào)負(fù)和寫時(shí)復(fù)制                  
 3. 3. 7  頁式實(shí)現(xiàn)專題討論（5）：頁長(zhǎng)和頁簇化                  
 3. 3. 8  頁式實(shí)現(xiàn)專題討論（6）：頁淘汰策略. 工作集理論和顛簸                  
 3. 3. 9  頁式實(shí)現(xiàn)專題討論（7）：盤交換區(qū)管理                  
 3. 3. 10  頁模式評(píng)價(jià). 實(shí)際系統(tǒng)采用情況和本節(jié)小結(jié)                  
 3. 4  不連續(xù)模式之二／三：段模式和段頁式                  
 3. 4. l  段模式定義和用戶內(nèi)存觀點(diǎn)                  
 3. 4. 2  段模式的基本工作過程與結(jié)構(gòu)                  
 3. 4. 3  段模式實(shí)現(xiàn)策略專題討論                  
 3. 4. 4  段模式的評(píng)價(jià)與實(shí)際系統(tǒng)采用情況                  
 3. 4. 5  段頁式                  
 3. 5  內(nèi)存管理實(shí)例分析                  
 3. 5. 1  CPU對(duì)內(nèi)存管理的硬件支持實(shí)例分析：Intel x86／Pentium系列CPU和MIPS                  
 3. 5. 2  Windows  2000／NT內(nèi)存管理                  
 3. 5. 3  Linux內(nèi)存管理                  
 3. 6  本章總結(jié)                  
 3. 6. l  四空間模型                  
 3. 6. 2 本章小結(jié)                  
 習(xí)題                  
 第四章  外存管理和文件系統(tǒng)                  
 4. l  外存管理和文件系統(tǒng)概述                  
 4. 1. 1  外存硬件接口特性                  
 4. 1. 2  用戶對(duì)外存的使用要求                  
 4. 1. 3  從文件定義看文件系統(tǒng)的界面高度和工作任務(wù)                  
 4. 2  文件系統(tǒng)用戶界面                  
 4. 2. l  文件級(jí)界面：文件屬性和文件操作                  
 4. 2. 2  目錄級(jí)界面：目錄（樹）和鏈接                  
 4. 2. 3  文件子系統(tǒng)級(jí)用戶界面                  
 4. 3  文件的實(shí)現(xiàn)                  
 4. 3. l  連續(xù)分配背景下的討論                  
 4. 3. 2  不連續(xù)分配背景下的討論                  
 4. 3. 3  各種分配策略在實(shí)際系統(tǒng)中的采用情況和綜合優(yōu)化情況                  
 4. 4  目錄的實(shí)現(xiàn)                  
 4. 4. l  目錄樹結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)：目錄文件方法                  
 4. 4. 2  硬鏈接的實(shí)現(xiàn)：設(shè)備目錄與文件目錄的分離                  
 4. 4. 3  符號(hào)鏈接的實(shí)現(xiàn)                  
 4. 5  文件子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)                  
 4. 5. l  文件子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)制總述                  
 4. 5. 2  Windows個(gè)人系列和DOS的文件子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)制（單類型文件子系統(tǒng)）                  
 4. 5. 3  UNIX早期版本的文件子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)制（單類型文件子系統(tǒng)）                  
 4. 5. 4  Linux石VR4和SOaris的文件子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)制（多類型文件子系統(tǒng)）                  
 4. 6  文件系統(tǒng)性能改善機(jī)制                  
 4. 6. l  物理地址與存取單位的優(yōu)化                  
 4. 6. 2  文件打開與關(guān)閉技術(shù)                  
 4. 6. 3  文件共享                  
 4. 6. 4  當(dāng)前目錄結(jié)構(gòu)和名字快速緩存                  
 4. 6. 5  內(nèi)存緩沖區(qū)與緩沖池                  
 4. 6. 6  磁臂調(diào)度技術(shù)                  
 4. 6. 7  其他技術(shù)概述                  
 4. 6. 8  文件系統(tǒng)的安全性和可靠性                  
 4. 7  文件系統(tǒng)實(shí)例分析                  
 4. 7. 1  Windows個(gè)人系列和DOS的文件系統(tǒng)--FAT文件系統(tǒng)                  
 4. 7. 2  UNIX  s5文件系統(tǒng)                  
 4. 7. 3  UNIX SVR4文件系統(tǒng)--UFS （FFS）                  
 4. 7. 4  Linux文件系統(tǒng)                  
 4. 7. 5   Windows 2000／NT文件系統(tǒng)                  
 4. 8  本章總結(jié)和有關(guān)文件系統(tǒng)模型                  
 習(xí)題                  
 第五章  設(shè)備管理                  
 5. l  設(shè)備管理概述                  
 5. 1. l  計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的定義與分類                  
 5. 1. 2  設(shè)備硬件接口特性                  
 5. 1. 3  用戶對(duì)設(shè)備的使用要求                  
 5. l. 4  操作系統(tǒng)設(shè)備管理功能的任務(wù)                  
 5. 2  早期設(shè)備管理實(shí)例分析                  
 5. 2. l  傳統(tǒng)UNIX設(shè)備管理                  
 5. 2. 2  DOS設(shè)備管理                  
 5. 3  操作系統(tǒng)設(shè)備管理功能實(shí)現(xiàn)原理通述                  
 5. 3. 1  用戶界面通述                  
 5. 3. 2  內(nèi)部結(jié)構(gòu)與過程通述                  
 5. 3. 3  速度匹配專題討論（l）：設(shè)備完成技術(shù). 同步和異步UO                  
 5. 3. 4  速度匹配專題討論（2）：緩沖技術(shù)                  
 5. 3. 5  設(shè)備分配與共事技術(shù)專題討論：獨(dú)占. 共享和虛擬設(shè)備                  
 5. 3. 6  速度匹配專題討論（3）：聯(lián)機(jī). 脫機(jī)和假脫機(jī)技術(shù)                  
 5. 3. 7  非編程I/O技術(shù)專題討論：DMA. 通道等                  
 5. 3. 8  設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序                  
 5. 3. 9  操作系統(tǒng)設(shè)備管理功能與其他功能間的關(guān)系                  
 5. 4  現(xiàn)代設(shè)備管理實(shí)例分析                  
 5. 4. 1  Windows 2000／NT設(shè)備管理                  
 5. 4. 2  Linux設(shè)備管理                  
 5. 5  本章小結(jié)                  
 習(xí)題                  
 第六章  進(jìn)程通信                  
 6. 1  進(jìn)程通信概述                  
 6. 2  進(jìn)程互斥和同步機(jī)制                  
 6. 2. l  基本的硬件機(jī)制                  
 6. 2. 2  軟件的忙等互斥方案                  
 6. 2. 3  軟件非忙等互斥方案：信號(hào)量                  
 6. 2. 4  由程序設(shè)計(jì)語言支持的進(jìn)程互斥機(jī)制：管程                  
 6. 2. 5  信號(hào)                  
 6. 2. 6  本節(jié)小結(jié)及其他互斥和同步方案                  
 6. 3  進(jìn)程通信機(jī)制                  
 6. 3. 1  消息傳遞機(jī)制：消息隊(duì)列. 管道和有名管道（FIF）. RPC. 套接字. 門                  
 6. 3. 2  共享內(nèi)存                  
 6. 4  死鎖和饑餓                  
 6. 5  進(jìn)程通信實(shí)例分析                  
 6. 5. 1  UNIX進(jìn)程通信                  
 6. 5. 2  Linux進(jìn)程通信                  
 6. 5. 3   Windows 2000／NT進(jìn)程通信                  
 6. 6  各種IPC機(jī)制的等價(jià)性. 比較和總結(jié)                  
 習(xí)題                  
 第七章  分布式. 網(wǎng)絡(luò). 并行和做人式提作系統(tǒng)                  
 7. 1  分布式系統(tǒng)概述                  
 7. 2  并行操作系統(tǒng)                  
 7. 3  網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)                  
 7. 4  分布式操作系統(tǒng)                  
 7. 4. 1  透明性                  
 7. 4. 2  可靠性                  
 7. 4. 3  高性能                  
 7. 4. 4  伸縮性                  
 7. 5  分布式文件系統(tǒng)                  
 7. 6  機(jī)群與網(wǎng)格操作系統(tǒng)                  
 7. 7  嵌入式操作系統(tǒng)                  
 習(xí)題                  
 第八章  性能與設(shè)計(jì)                  
 8. l  性能                  
 8. 1. l  性能和性能指標(biāo)總述                  
 8. 1. 2  可擴(kuò)充性. 可移植性. 兼容性                  
 8. 1. 3  安全性                  
 8. 1. 4  可靠性和RAS技術(shù)                  
 8. 2  操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)                  
 8. 2. l  單體結(jié)構(gòu)模型                  
 8. 2. 2  層次結(jié)構(gòu)模型                  
 8. 2. 3  客戶／服務(wù)器模型與微核結(jié)構(gòu)                  
 8. 2. 4  策略與機(jī)制的分離                  
 8. 2. 5  面向?qū)ο蠓椒ê湍Ｐ?nbsp;                 
 8. 2. 6  面向?qū)ο竽Ｐ蛯?shí)例分析：NT面向?qū)ο竽Ｐ蛯?shí)現(xiàn)                  
 8. 3  操作系統(tǒng)的用戶界面設(shè)計(jì)                  
 習(xí)題                  
 參考文獻(xiàn)