操作系统教程：Linux实例分析/面向21世纪高等学校计算机类专业系列教材

内容简介

《面向21世纪高等学校计算机类专业系列教材·操作系统教程：Linux实例分析》以Linux操作系统为实例，全面、系统地介绍了操作系统的概念、理论、技术和实现方法。全书共分11章，分别介绍操作系统概述，进程管理，处理机调度，存储器管理，文件系统，设备管理，中断、陷入和信号机构，死锁，多处理器系统，分布式系统，性能评价及安全性。
　　《面向21世纪高等学校计算机类专业系列教材·操作系统教程：Linux实例分析》可作为计算机科学和工程类专业的教材，以及从事计算机工作的广大科技人员学习操作系统知识和Linux技术的参考书。

目录

第1章 操作系统概述
1.1 计算机发展简史
1.2 计算机系统组成
1.2.1 计算机系统结构
1.2.2 计算机软件分类
1.3 操作系统的概念
1.4 操作系统的主要功能
1.5 操作系统的发展历程
1.5.1 手工操作阶段
1.5.2 早期批处理阶段
1.5.3 执行系统阶段
1.5.4 多道程序系统阶段
1.6 操作系统的类型
1.6.1 多道成批系统
1.6.2 分时系统
1.6.3 实时系统
1.6.4 个人机系统
1.6.5 网络操作系统
1.6.6 分布式操作系统
1.7 操作系统的特征
1.8 操作系统的结构
1.8.1 单块结构
1.8.2 层次结构
1.8.3 虚拟机
1.8.4 客户／服务器模型
1.9 UNIX／Linux系统的特点和结构
1.9.1 UNIX系统的发展和特点
1.9.2 Linfix系统的历史和特点
1.10 小结
习题
第2章 进程管理
2.1 进程概念
2.1.1 程序的顺序执行
2.1.2 程序的并发执行和资源共享
2.1.3 程序并发执行的特性
2.1.4 进程概念的引入和描述
2.1.5 进程的状态及其变迁
2.1.6 进程的组成
2.1 I7进程控制块
2.1 I8PCB的组织方式
2.2 线程
2.2.1 线程概念
2.2.2 线程的实现方式
2.3 进程管理
2.3.1 创建进程
2.3.2 终止进程
2.3.3 更换进程映像
2.3.4 阻塞进程
2.3.5 唤醒进程
2.4 进程间通信
2.4.1 进程间的关系
2.4.2 竞争条件和临界区
2.4.3 用锁操作原语实现互斥
2.4.4 信号量上的P、V操作原语
2.4.5 用P、V原语实现互斥
2.4.6 用P、V原语实现简单同步
2.4.7 生产者一消费者问题
2.5 经典进程同步问题
2.5.1 读者～写者问题
2.5.2 哲学家进餐问题
2.5.3 困睡的理发师问题
2.6 管程
2.7 进程通信
2.7.1 消息缓冲通信
2.7.2 信箱通信
2.8 Linux进程管理
2.8.1 进程和线程的概念
2.8.2 进程的结构
2.8.3 对进程的操作
2.8.4 进程同步和通信
2.9 小结
习题
第3章 处理机调度
3.1 调度级别
3.2 作业调度
3.2.1 作业状态
3.2.2 作业调度
3.3 进程调度
3.3.1 进程调度的功能和时机
3.3.2 两级调度模型
3.3.3 三级调度模型
3.4 性能评价标准
3.4.1 调度策略的选择
3.4.2 性能评价标准
3.5 常用调度算法
3.5.1 先来先服务（FCFS）
3.5.2 短作业优先（SJF）
3.5.3 优先级（Priority）
3.5.4 抢占式和非抢占式算法
3.5.5 轮转法（RR）
3.5.6 多级队列法（MQ）
3.5.7 多级反馈队列法（MFQ）
3.5.8 多级调度综合示例
3.6 Linux系统中的进程调度
3.6.1 进程调度
3.6.2 shell基本工作原理
3.6.3 系统初启
3.7 小结
习题
第4章 存储器管理
4.1 引言
4.1.1 用户程序的主要处理阶段
4.1.2 重定位
4.2 基本的内存管理技术
4.2.1 单一连续分配法
4.2.2 分区法
4.2.3 可重定位分区分配
4.3 对换技术
4.3.1 早期对换技术
4.3.2 多道程序环境下的

摘要与插图

①监视各种资源并随时记录它们的状态；
　　②实施某种策略以决定谁获得资源，何时获得，获得多少；
　　③分配资源供需求者使用；
　　④回收资源，以便再分配。
　　（3）设置操作系统的另一个目的是扩充机器功能以方便用户使用。计算机系统的基本资源包括硬件（如处理机、内存、各种设备等）、软件（系统软件和应用软件）和数据。操作系统要保证整个系统在运行时各个用户对这些资源的需求，提供一台比裸机功能更强、且易于用户使用的机器。也就是说，用户面前所使用的计算机是经操作系统进行功能扩充之后的虚拟机，其特性不同于作为其运行基础的物理机器。设想一下：如果你所用的机器上没有装入操作系统，那么你无法使用命令，不能利用应用程序，连设备、内存等都需要你亲自管理，那将是一种多么“可怕”的局面呀！从而也看出操作系统的重要存在价值。
　　看待操作系统的观点有多种，主要是用户观点和系统观点。
　　从计算机用户的角度来看，操作系统是计算机裸机的扩充。它处于用户与计算机硬件系统之间，为用户提供了功能更强、使用更方便的“虚拟机”。
　　以系统内部实现的角度来看，操作系统是一种层次化、模块化结构的程序集合，对系统内的所有资源实施统一的控制、调度和管理。它详细记录资源的使用情况，按一定的策略进行调度分配，尽量提高资源的利用率，同时保证系统工作的安全、可靠。
　　通过理解操作系统可以“干什么”就更容易明白操作系统“是什么”。综合众多因素，可以看出，现代操作系统的主要功能有五个方面：存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理和用户接口。
　　1.存储器管理功能
　　存储器管理的主要功能包括：内存分配、地址映射、内存保护和内存扩充。
　　1）内存分配
　　内存分配的主要任务是为每道程序分配一定的内存空间。为此，操作系统必须记录整个内存的使用情况，处理用户提出的申请，按照某种策略实施分配，接收系统或用户释放的内存空间。
　　由于内存是宝贵的系统资源，并且往往出现这种情况：用户程序和数据对内存需求量的总和大于实际内存可提供的使用空间。为此，在制订分配策略时应考虑到提高内存的利用率，减少内存浪费。
　　2）地址映射
　　大家都有这种经历：我们在编写程序时并不考虑程序和数据要放在内存的什么位置，程序中设置变量、数组和函数等只是为了实现这个程序所要完成的任务。
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