操作系統(tǒng)（第4版）

目 錄
第1章 緒論 1
1．1 什么是操作系統(tǒng) 1
1．1．1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件構(gòu)成 1
1．1．2 操作系統(tǒng)作為特殊子程序 2
1．1．3 操作系統(tǒng)作為資源管理者 3
1．1．4 操作系統(tǒng)提供程序并發(fā)運(yùn)行機(jī)制 4
1．2 操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史 5
1．2．1 監(jiān)督程序 5
1．2．2 專(zhuān)用操作系統(tǒng) 8
1．2．3 多種方式操作系統(tǒng) 13
1．2．4 PC操作系統(tǒng)、并行與分布式操作系統(tǒng)及發(fā)展 13
1．3 主要操作系統(tǒng)介紹 14
1．3．1 Windows系列及MS DOS 15
1．3．2 UNIX大家族（SVR4，BSD，Solaris，AIX，HP UX） 17
1．3．3 自由軟件Linux和freeBSD等 21
習(xí)題1 25
第2章 操作系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制與用戶(hù)界面 26
2．1 中斷和異常 26
2．1．1 中斷和異常的區(qū)別 26
2．1．2 中斷的分級(jí) 27
2．2 中斷/異常響應(yīng)和處理 29
2．2．1 中斷/異常響應(yīng) 29
2．2．2 中斷/異常處理 31
2．3 操作系統(tǒng)運(yùn)行模型 34
2．4 系統(tǒng)調(diào)用 36
2．5 人機(jī)界面 40
2．5．1 命令語(yǔ)言 40
2．5．2 圖形化的用戶(hù)界面 42
2．6 小結(jié) 44
習(xí)題2 44
第3章 進(jìn)程與處理機(jī)管理 45
3．1 進(jìn)程描述 45
3．1．1 進(jìn)程定義 46
3．1．2 進(jìn)程控制塊 47
3．2 進(jìn)程狀態(tài) 49
3．2．1 進(jìn)程的創(chuàng)建與結(jié)束 50
3．2．2 進(jìn)程狀態(tài)變化模型 51
3．2．3 進(jìn)程掛起 53
3．3 進(jìn)程控制與調(diào)度 55
3．3．1 進(jìn)程執(zhí)行 55
3．3．2 進(jìn)程調(diào)度 57
3．3．3 調(diào)度算法 60
3．4 作業(yè)與進(jìn)程的關(guān)系 64
3．5 線(xiàn)程的引入 66
3．6 小結(jié) 68
習(xí)題3 68
第4章 進(jìn)程同步與通信、進(jìn)程死鎖 70
4．1 并發(fā)執(zhí)行的實(shí)現(xiàn) 70
4．1．1 并發(fā)編程方法 70
4．1．2 并發(fā)執(zhí)行的實(shí)現(xiàn) 71
4．2 進(jìn)程的同步與互斥 72
4．2．1 同步與臨界段問(wèn)題 73
4．2．2 解決臨界段問(wèn)題的硬件實(shí)現(xiàn)方法 74
4．2．3 信號(hào)量 76
4．2．4 管程 79
4．2．5 進(jìn)程同步與互斥舉例 80
4．3 消息傳遞原理 84
4．3．1 消息傳遞通信原理 84
4．3．2 消息傳遞通信示例 85
4．3．3 管道通信簡(jiǎn)介 87
4．4 死鎖 87
4．4．1 死鎖示例 87
4．4．2 死鎖定義 89
4．4．3 死鎖防止 92
4．4．4 死鎖避免 93
4．4．5 死鎖檢測(cè) 95
4．4．6 死鎖的恢復(fù) 97
4．4．7 死鎖綜合處理 97
4．5 小結(jié) 98
習(xí)題4 99
第5章 存儲(chǔ)管理 103
5．1 連續(xù)空間分配 103
5．1．1 單道連續(xù)分配 103
5．1．2 多道固定分區(qū)法 106
5．1．3 多道連續(xù)可變分區(qū)法 107
5．2 不連續(xù)空間分配 110
5．2．1 頁(yè)式管理 110
5．2．2 段式管理 114
5．2．3 段頁(yè)式管理 116
5．2．4 改進(jìn)的頁(yè)式管理 118
5．3 虛擬存儲(chǔ)管理 118
5．3．1 頁(yè)式虛存的基本思想 119
5．3．2 頁(yè)式虛存管理實(shí)現(xiàn) 119
5．3．3 多級(jí)頁(yè)表 122
5．3．4 頁(yè)面替換策略 124
5．4 小結(jié) 130
習(xí)題5 131
第6章 設(shè)備管理 134
6．1 I/O硬件概念 134
6．1．1 常見(jiàn)外部設(shè)備分類(lèi) 134
6．1．2 設(shè)備控制器（I/O部件） 135
6．1．3 I/O控制方式 136
6．1．4 I/O控制方式的發(fā)展過(guò)程 139
6．2 設(shè)備I/O子系統(tǒng) 139
6．2．1 設(shè)備的使用方法 139
6．2．2 I/O層次結(jié)構(gòu) 142
6．2．3 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 144
6．2．4 緩沖技術(shù) 147
6．3 存儲(chǔ)設(shè)備 150
6．3．1 常見(jiàn)存儲(chǔ)外部設(shè)備 150
6．3．2 磁盤(pán)調(diào)度 153
6．3．3 磁盤(pán)陣列 156
6．4 小結(jié) 160
習(xí)題6 161
第7章 文件系統(tǒng) 162
7．1 文件結(jié)構(gòu) 162
7．1．1 文件概念 162
7．1．2 文件的邏輯結(jié)構(gòu) 163
7．1．3 文件的物理存儲(chǔ) 164
7．1．4 文件控制塊 166
7．2 文件目錄結(jié)構(gòu) 167
7．2．1 一級(jí)目錄結(jié)構(gòu) 167
7．2．2 二級(jí)目錄結(jié)構(gòu) 168
7．2．3 樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu) 169
7．2．4 環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu) 170
7．2．5 目錄操作 171
7．3 文件存儲(chǔ)器空間布局與管理 171
7．4 文件訪(fǎng)問(wèn)接口 173
7．4．1 傳統(tǒng)文件系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn) 173
7．4．2 存儲(chǔ)映像文件訪(fǎng)問(wèn) 175
7．5 文件保護(hù) 176
7．5．1 文件訪(fǎng)問(wèn)保護(hù) 176
7．5．2 文件備份 178
7．6 文件系統(tǒng)的基本模型 179
7．7 FAT文件系統(tǒng)磁盤(pán)布局 182
7．8 小結(jié) 183
習(xí)題7 184
第8章 并行與分布式操作系統(tǒng) 185
8．1 并行操作系統(tǒng) 185
8．1．1 對(duì)稱(chēng)多處理機(jī) 185
8．1．2 線(xiàn)程概念 187
8．1．3 線(xiàn)程實(shí)現(xiàn) 193
8．1．4 線(xiàn)程調(diào)度 198
8．2 分布式系統(tǒng) 202
8．2．1 分布式系統(tǒng)特點(diǎn) 203
8．2．2 幾種分布式應(yīng)用模型 205
8．2．3 分布式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模型 208
8．2．4 分布式操作系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容 210
8．2．5 分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)――通信協(xié)議層次簡(jiǎn)介 211
8．3 小結(jié) 214
習(xí)題8 215
第9章 保護(hù)與安全 216
9．1 安全威脅 216
9．1．1 病毒 216
9．1．2 蠕蟲(chóng) 217
9．1．3 特洛伊木馬 217
9．1．4 隱蔽通道 218
9．2 安全機(jī)制 218
9．2．1 硬件保護(hù)機(jī)制 219
9．2．2 標(biāo)識(shí)與鑒別 219
9．2．3 存取控制 221
9．2．4 最小特權(quán)管理 222
9．2．5 安全審計(jì) 223
9．2．6 入侵檢測(cè) 224
9．2．7 網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù) 225
9．3 Linux的安全機(jī)制 228
9．4 安全評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 230
9．4．1 TCSEC橘皮書(shū) 230
9．4．2 中國(guó)國(guó)標(biāo)GB17859－1999 232
9．5 小結(jié) 232
習(xí)題9 233
第10章 系統(tǒng)虛擬機(jī) 234
10．1 虛擬機(jī)概述 234
10．1．1 為什么需要虛擬機(jī) 234
10．1．2 虛擬機(jī)管理器的分類(lèi) 235
10．1．3 系統(tǒng)虛擬化的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展目標(biāo) 235
10．1．4 虛擬機(jī)管理器的架構(gòu) 236
10．2 CPU的虛擬化 237
10．2．1 軟件完全虛擬化 237
10．2．2 硬件輔助虛擬化 238
10．3 內(nèi)存虛擬化 239
10．3．1 軟件實(shí)現(xiàn)內(nèi)存虛擬化 239
10．3．2 EPT頁(yè)表輔助內(nèi)存虛擬化 240
10．4 I/O的虛擬化 240
10．4．1 完全的軟件I/O虛擬化 241
10．4．2 半虛擬化設(shè)備 241
10．5 小結(jié) 242
習(xí)題10 243
第11章 Linux操作系統(tǒng)實(shí)例 244
11．1 進(jìn)程管理 244
11．1．1 進(jìn)程與進(jìn)程描述符 244
11．1．2 進(jìn)程狀態(tài)及切換時(shí)機(jī) 245
11．1．3 進(jìn)程的調(diào)度算法 247
11．1．4 進(jìn)程的創(chuàng)建與消亡 248
11．2 存儲(chǔ)管理 250
11．2．1 物理內(nèi)存的管理 250
11．2．2 進(jìn)程地址空間的管理 253
11．3 文件系統(tǒng) 256
11．3．1 VFS 256
11．3．2 EXT2文件系統(tǒng) 262
11．3．3 主要文件系統(tǒng)中系統(tǒng)調(diào)用的處理流程 266
11．4 設(shè)備管理 268
11．4．1 設(shè)備文件的概念 268
11．4．2 設(shè)備模型基礎(chǔ) 269
11．4．3 相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 269
11．4．4 塊設(shè)備文件的open()，read()操作 272
11．5 中斷、異常及系統(tǒng)調(diào)用 273
11．5．1 中斷/異常的基本知識(shí) 274
11．5．2 異常處理函數(shù) 274
11．5．3 系統(tǒng)調(diào)用 275
11．5．4 中斷的處理 275
11．5．5 軟中斷 278
11．6 SysV進(jìn)程間通信 279
11．6．1 共有的特性 279
11．6．2 信號(hào)量 281
11．6．3 消息隊(duì)列 283
11．6．4 共享內(nèi)存 284
習(xí)題11 287
附錄A bash腳本編程簡(jiǎn)介 288
A．1 注釋和簡(jiǎn)單命令 288
A．2 環(huán)境變量 288
A．3 控制結(jié)構(gòu) 289
A．3．1 if語(yǔ)句 289
A．3．2 case語(yǔ)句 290
A．3．3 for語(yǔ)句 291
A．3．4 while語(yǔ)句和until語(yǔ)句 291
A．4 函數(shù) 292
A．5 小結(jié) 293
附錄B 實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的Linux命令解釋器 294
B．1 myshell的語(yǔ)法 294
B．2 程序框架 294
B．3 命令行的語(yǔ)法分析 295
B．4 簡(jiǎn)單命令的執(zhí)行 298
B．5 Makefile 298
B．6 小結(jié) 298
附錄C Linux常用命令 299
C．1 用戶(hù)終端命令 299
C．2 vi編輯器的使用 307
附錄D Linux常用函數(shù) 309
D．1 進(jìn)程管理函數(shù) 309
D．2 文件管理函數(shù) 311
D．3 進(jìn)程間通信函數(shù) 313
D．4 多線(xiàn)程庫(kù)函數(shù) 316
參考文獻(xiàn) 318