計算機操作系統

本書從計算機資源管理的角度，系統、全面、準確、通俗地闡述操作系統的概念、原理和方法。全書共分9章，內容包括操作系統概述、作業管理和用戶介面、進程和處理機管理、存儲管理、設備管理、文件系統、Linux操作系統、網路操作系統和分散式操作系統等知識，每章后都有習題，並把Windows XP的內容放入主要章節進行剖析。本書是信息管理與信息系統專業的規劃教材，可作為高等院校計算機科學與技術專業的教材，也可供從事計算機工作的科技人員參考。

第1章操作系統概述

1.1什麼是操作系統

1.1.1計算機系統

1.1.2操作系統在計算機系統中的地位

1.1.3操作系統的定義

1.2操作系統的形成和發展

1.2.1推動操作系統發展的動力

1.2.2操作系統的發展

1.3操作系統的功能

1.3.1處理機管理

1.3.2存儲管理

1.3.3設備管理

1.3.4文件管理

1.3.5作業管理

1.4操作系統的類型

1.4.1多道批處理系統

1.4.2分時系統

1.4.3實時系統

1.4.4嵌入式操作系統

1.5操作系統的特性及性能指標

1.5.1操作系統的特性

1.5.2操作系統的性能指標

1.6中斷系統

1.6.1什麼叫中斷

1.6.2中斷裝置

1.6.3管態和目態

1.6.4中斷分類

1.6.5中斷屏蔽

1.6.6中斷優先順序

1.6.7中斷處理

1.7研究操作系統的幾種觀點

1.8WindowsXP的結構和特點

1.8.1WindowsXP的結構

1.8.2WindowsXP的特點

1.9小結

習題一

第2章作業管理和用戶介面

2.1用戶與操作系統間的介面

2.1.1程序介面

2.1.2命令介面

2.2作業管理的基本概念

2.2.1作業、作業步、作業流

2.2.2作業的分類

2.3作業管理的任務和功能

2.3.1作業管理的任務

2.3.2作業管理的功能

2.4作業的輸入與輸出

2.4.1早期聯機輸入輸出

2.4.2離線輸入輸出

2.4.3Spooling系統

2.5作業調度

2.5.1作業的狀態

2.5.2作業控制塊

2.5.3作業調度的功能及調度性能的衡量

2.5.4作業調度演演算法

2.6作業控制

2.6.1離線作業控制

2.6.2聯機作業控制

2.7WindowsXP的用戶介面

2.7.1WindowsXP的系統命令

2.7.2WindowsXP的GUI

2.7.3Win32API函數

2.8小結

習題二

第3章進程和處理機管理

3.1進程的基本概念

3.1.1程序順序執行

3.1.2程序併發執行

3.1.3進程描述

3.2進程管理

3.2.1進程創建原語

3.2.2進程撤銷原語

3.2.3進程等待原語

3.2.4進程喚醒原語

3.2.5其他原語

3.3線程的概念

3.3.1線程的概念

3.3.2線程與進程的比較

3.3.3線程的分類

3.4進程間的同步與互斥

3.4.1進程間的制約關係

3.4.2進程互斥

3.4.3信號燈和P、V操作

3.4.4進程同步

3.5進程通信

3.5.1進程通信類型

3.5.2消息系統—進程直接通信的例子

3.6死鎖

3.6.1產生死鎖的原因和必要條件

3.6.2預防死鎖

3.6.3避免死鎖

3.6.4死鎖的檢測與恢復

3.7處理機調度

3.7.1處理機的多級調度

3.7.2進程調度

3.7.3線程調度

3.8WindowsXP的進程和線程管理

3.8.1WindowsXP的進程

3.8.2WindowsXP的線程

3.8.3WindowsXP的進程互斥和同步

3.8.4WindowsXP的進程間通信

3.9小結

習題三

第4章存儲管理

4.1存儲管理概述

4.1.1內存概念與存儲器層次

4.1.2存儲管理

4.2簡單的存儲管理

4.2.1單一連續區分配

4.2.2分區分配

4.2.3覆蓋與交換

4.3分頁式存儲管理

4.3.1頁面與物理塊

4.3.2頁表

4.3.3分頁式系統的地址變換

4.3.4採用快表的地址變換

4.4請求分頁存儲管理

4.4.1頁表

4.4.2請求分頁系統的地址變換與缺頁中斷處理

4.4.3頁面淘汰演演算法

4.5分段存儲管理

4.5.1有關分段的基本概念

4.5.2段式系統的地址變換

4.5.3分段式系統共享與保護

4.6段頁式存儲管理

4.6.1基本概念

4.6.2段頁式系統地址變換

4.7WindowsXP的內存管理

4.7.1WindowsXP的虛地址映射

4.7.2WindowsXP中進程頁面的狀態

4.7.3WindowsXP分頁系統的數據結構與地址變換

4.7.4WindowsXP的內存分配技術

4.7.5WindowsXP的缺頁中斷處理過程

4.7.6WindowsXP的頁面調度策略

4.7.7WindowsXP的工作集管理

4.8小結

習題四

第5章設備管理

5.1I/O系統

5.1.1I/O設備

5.1.2設備控制器

5.1.3I/O控制方式

5.2設備分配

5.2.1設備獨立性

5.2.2設備分配的原則

5.2.3設備分配中的數據結構

5.3虛擬設備

5.3.1Spooling技術

5.3.2Spooling系統的組成和實現

5.3.3Spooling應用實例

5.4磁碟存儲器管理

5.4.1磁碟的物理結構

5.4.2磁碟調度

5.4.3提高磁碟I/O速度的其他方法

5.5設備驅動程序

5.5.1驅動技術的發展

5.5.2設備驅動程序的功能和特點

5.5.3設備驅動程序的處理過程

5.6WindowsXP的I/O系統

5.6.1WindowsXP的I/O系統結構和組件

5.6.2WindowsXP設備驅動程序

5.6.3WindowsXPI/O處理

5.7緩衝管理

5.7.1單緩衝

5.7.2雙緩衝

5.7.3循環緩衝

5.7.4緩衝池

5.8WindowsXP的高速緩存管理

5.8.1WindowsXP高速緩存管理器的主要特徵

5.8.2高速緩存的結構

5.8.3高速緩存的大小

5.8.4高速緩存的操作

5.9小結

習題五

第6章文件系統

6.1文件系統的概念

6.1.1什麼叫文件

6.1.2文件分類和文件的屬性

6.1.3文件系統的功能

6.2文件結構和存取方法

6.2.1文件的邏輯結構

6.2.2文件的存取方法

6.2.3文件的物理結構

6.2.4文件結構與存儲設備以及存取方法的關係

6.3文件存儲空間管理

6.3.1空白文件目錄

6.3.2位示圖

6.3.3空白塊鏈

6.4文件目錄管理

6.4.1文件控制塊

6.4.2一級文件目錄結構

6.4.3二級目錄結構

6.4.4多級目錄結構

6.5文件系統的可靠性

6.5.1系統備份

6.5.2文件系統數據的一致性

6.6文件的保護

6.6.1文件的完整性

6.6.2文件的存取保護方法

6.7文件的使用

6.8Windows XP的文件系統

6.8.1Windows XP文件系統概述

6.8.2Windows XP文件系統模型

6.8.3NTFS在磁碟上的結構

6.8.4NTFS可恢復性支持

6.8.5NTFS安全性支持

6.9小結

習題六

第7章Linux操作系統

7.1概述

7.1.1Linux 操作系統的發展歷史

7.1.2Linux操作系統的開發過程

7.1.3Linux操作系統的特徵

7.1.4Linux操作系統的系統結構

7.2Linux內核

7.2.1內核設計的目標

7.2.2內核體系結構的設計方法

7.2.3Linux內核的組成及功能

7.3Linux的進程

7.3.1Linux 進程描述

7.3.2Linux系統的進程狀態及變遷

7.4Linux的進程式控制制與調度

7.4.1Linux的進程式控制制

7.4.2Linux的進程調度

7.5Linux存儲管理

7.5.1概述

7.5.2虛擬內存的實現機理

7.5.380386體系結構的存儲管理功能

7.5.4Linux分頁管理機制

7.5.5空閑物理內存空間管理

7.5.6虛擬段的組織

7.5.7請求換頁與頁面換入

7.5.8交換空間

7.6Linux設備管理

7.6.1Linux設備的分類

7.6.2內核與驅動程序的介面——設備開關表

7.6.3驅動程序入口點

7.6.4設備驅動程序的結構

7.7Linux文件管理

7.7.1Linux文件系統概述

7.7.2EXT2文件系統

7.7.3EXT2的索引結點inode

7.7.4EXT2的目錄結構

7.7.5虛擬文件系統

7.7.6文件系統的註冊與安裝

7.7.7文件系統的系統調用

7.8小結

習題七

第8章網路操作系統

8.1概述

8.1.1網路操作系統的功能

8.1.2網路操作系統的特徵

8.2網路操作系統的結構

8.2.1網路操作系統結構設計的模式

8.2.2客戶/伺服器模式下的網路操作系統的組成

8.2.3客戶/伺服器模式的工作過程

8.2.4內核結構

8.3網路操作系統的通信

8.3.1基於共享變數的通信方式

8.3.2基於消息傳遞的通信方式

8.3.3遠程過程調用

8.4資源共享

8.4.1硬碟共享

8.4.2印表機共享

8.4.3文件和數據共享

8.5服務軟體

8.5.1名字服務

8.5.2文件服務

8.5.3電子郵件服務

8.5.4WWW服務

8.6應用程序介面

8.6.1操作命令介面

8.6.2網路編程介面

8.7小結

習題八

第9章分散式操作系統

9.1概述

9.1.1什麼是分散式系統

9.1.2分散式系統的類型

9.1.3與其他系統的異同

9.1.4分散式系統的缺點

9.2分散式系統的互斥

9.2.1集中式演演算法

9.2.2令牌環演演算法

9.2.3分散式演演算法

9.2.43種演演算法的比較

9.3分散式系統的死鎖

9.3.1概念

9.3.2分散式系統中的死鎖類型

9.3.3分散式死鎖檢測

9.3.4分散式死鎖預防

9.4分散式系統的負載分配

9.4.1基本概念

9.4.2負載分配的分類

9.4.3負載平衡

9.5分散式文件系統

9.5.1概述

9.5.2分散式文件系統的特點

9.5.3文件服務介面

9.5.4目錄服務介面

9.5.5Google文件系統

9.6小結

習題九

參考文獻