操作系统教程：原理和实例分析

　　本书是教育部“高等教育面向ZI世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果，是面向对世纪课程教材。本书全面系统地介绍了操作系统的经典内容和最新发展，并作为完整实例介绍了目前主流操作系统 Linux、Windows 2000／NT、SOlalls的工作原理。全书共八章。第一章为操作系统概论，第二章至第六章依次讲述CPU管理、主存管理、文件系统、设备管理和进程通信的原理，第七章介绍分布式、并行、网络和嵌入式操作系统，第八章介绍操作系统性能评价和设计技术。本书特点在于选取最新主流操作系统Linux、Solaris和 Windows 2000／NT作为完整实例来介绍，并在全面反映最新原理内容的同时注意理论联系实际；本书依据“硬件相关、应用无关”的观点，并围绕这种观点统一组织各章节和各问题的讲述，使全书内容整体感和逻辑性强，解决操作系统课程教学的“散杂”问题；全书每处内容的讲述层次都经精心组织，结构严谨，易于理解，启发思考。本书可作为高等院校计算机等专业的本科教材，同时也适合作为自学参考书和考试复习用书。

暂缺《操作系统教程：原理和实例分析》作者简介

第一章  操作系统概论                  
 l. l  操作系统是什么与为什么                  
 1. 1. l  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. l  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. l  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. 4. l  操作系统出现以前的计算机使用方式：手工交直和手工批处理                  
 1. 4. 2  操作系统的产生与第一代操作系统：单任务自动批处理                  
 l. 4. 3  第二代操作系统：多任务和多方式                  
 1. 4. 4  第三代操作系统：软件工程和小型化                  
 1. 4. 5  第四代操作系统：开放系统和并行分布                  
 1. 4. 6  操作系统发展规律小结                  
 1. 5  目前常用操作系统简介                  
 1. 5. l  微软操作系统产品： Windows系列及MS DOS                  
 1. 5. 2  UNIX大家庭： Solaris, AIX, HP UX, SVR4 BSD                  
 1. 5. 3  自由软件中的操作系统：Linux和 freeBSD等                  
 1. 5. 4  IBM操作系统产品：AIX. ZOS（OS／390）. OS／2. OS／400. PC DOS等                  
 1. 5. 5  其他常用操作系统：Mac os和  Netware等                  
 1. 6  本章小结                  
 习题                  
 第二章  处理机管理                  
 2. 1  处理机管理概述                  
 2. l. l  处理机硬件使用特性                  
 2. 1. 2  处理机硬件使用特性实例分析（l）：Intel x86／Pentium系列CPU                  
 2. 1. 3  处理机硬件使用特性实例分析（2）：MIPS R4000 CPU                  
 2. 1. 4  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. l  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（l）：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的内部工作过话                  
 2. 4  进程模型实例分析（2）：Linux进程模型                  
 2. 4. l  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                  
 2. 5. l  引言和背景：进程模型在处理"同时多请求"时的效率局限性                  
 2. 5. 2  线程的概念和基本工作原理                  
 2. 5. 3  线程的作用                  
 2. 5. 4  线程模型的使用界面                  
 2. 5. 5  线程的划分和组织模型                  
 2. 5. 6  线程（包）的实现：用户态线程和核心态线程（线程包的用户空间实现和核心空间实现）                  
 2. 6  线程模型实例分析（l）：Soaris进程和线程模型                  
 2. 6. l  用户态线程. LWP. 核心线程在Solars中的具体含义                  
 2. 6. 2  Solaris线程模型的设计目标和实现机制总瞰                  
 2. 7. 1  Windows 2000／NT进程和线程模型总述                  
 2. 7. 2  Windows 2000／NT中进程的实现                  
 2. 7. 3   Windows 2000／NT中线程的实现                  
 2. 7. 4  调度算法                  
 2. 8  作业管理                  
 2. 8. l  概述. 实际应用背景与必要性                  
 2. 8. 2  作业管理实例分析（一）： UNIX／Linux shell                  
 2. 8. 3  作业管理实例分析（二）：NQS和 DQS                  
 2. 8. 4  作业管理界面综述：作业输入方式. 作业控制说明书. 作业控制语言                  
 2. 8. 5  作业管理内部实现机制综述：JCB. 并和作业调度                  
 2. 8. 6  关于作业与程序启动方式的关系                  
 习题                  
 第三章  内存管理                  
 3. l  内存管理概述                  
 3. 1. l  内存概念. 作用. 性能指标和计算机存储层次                  
 3. 1. 2  内存硬件使用特性：微观角度（指令级）和宏观角度（程序级）                  
 3. 1. 3  用户对内存的使用要求                  
 3. 1. 4  内存管理的功能和任务                  
 3. 2  连续模式                  
 3. 2. l  无管理模式. 覆盖技术和动态装入技术                  
 3. 2. 2  单～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：负模式                  
 3. 3. l  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和结构                  
 3. 3. 3  负式实现专题讨论（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. 页表负和页目录                  
 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. 预先调负和写时复制                  
 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. l  段模式定义和用户内存观点                  
 3. 4. 2  段模式的基本工作过程与结构                  
 3. 4. 3  段模式实现策略专题讨论                  
 3. 4. 4  段模式的评价与实际系统采用情况                  
 3. 4. 5  段页式                  
 3. 5  内存管理实例分析                  
 3. 5. 1  CPU对内存管理的硬件支持实例分析：Intel x86／Pentium系列CPU和MIPS                  
 3. 5. 2  Windows  2000／NT内存管理                  
 3. 5. 3  Linux内存管理                  
 3. 6  本章总结                  
 3. 6. l  四空间模型                  
 3. 6. 2 本章小结                  
 习题                  
 第四章  外存管理和文件系统                  
 4. l  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. l  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. l  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  各种分配策略在实际系统中的采用情况和综合优化情况                  
 4. 4  目录的实现                  
 4. 4. l  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. 5. l  文件子系统实现机制总述                  
 4. 5. 2  Windows个人系列和DOS的文件子系统实现机制（单类型文件子系统）                  
 4. 5. 3  UNIX早期版本的文件子系统实现机制（单类型文件子系统）                  
 4. 5. 4  Linux石VR4和SOaris的文件子系统实现机制（多类型文件子系统）                  
 4. 6  文件系统性能改善机制                  
 4. 6. l  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  当前目录结构和名字快速缓存                  
 4. 6. 5  内存缓冲区与缓冲池                  
 4. 6. 6  磁臂调度技术                  
 4. 6. 7  其他技术概述                  
 4. 6. 8  文件系统的安全性和可靠性                  
 4. 7  文件系统实例分析                  
 4. 7. 1  Windows个人系列和DOS的文件系统--FAT文件系统                  
 4. 7. 2  UNIX  s5文件系统                  
 4. 7. 3  UNIX SVR4文件系统--UFS （FFS）                  
 4. 7. 4  Linux文件系统                  
 4. 7. 5   Windows 2000／NT文件系统                  
 4. 8  本章总结和有关文件系统模型                  
 习题                  
 第五章  设备管理                  
 5. l  设备管理概述                  
 5. 1. l  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. l. 4  操作系统设备管理功能的任务                  
 5. 2  早期设备管理实例分析                  
 5. 2. l  传统UNIX设备管理                  
 5. 2. 2  DOS设备管理                  
 5. 3  操作系统设备管理功能实现原理通述                  
 5. 3. 1  用户界面通述                  
 5. 3. 2  内部结构与过程通述                  
 5. 3. 3  速度匹配专题讨论（l）：设备完成技术. 同步和异步UO                  
 5. 3. 4  速度匹配专题讨论（2）：缓冲技术                  
 5. 3. 5  设备分配与共事技术专题讨论：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                  
 5. 3. 9  操作系统设备管理功能与其他功能间的关系                  
 5. 4  现代设备管理实例分析                  
 5. 4. 1  Windows 2000／NT设备管理                  
 5. 4. 2  Linux设备管理                  
 5. 5  本章小结                  
 习题                  
 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. l  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                  
 6. 2. 4  由程序设计语言支持的进程互斥机制：管程                  
 6. 2. 5  信号                  
 6. 2. 6  本节小结及其他互斥和同步方案                  
 6. 3  进程通信机制                  
 6. 3. 1  消息传递机制：消息队列. 管道和有名管道（FIF）. RPC. 套接字. 门                  
 6. 3. 2  共享内存                  
 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 2000／NT进程通信                  
 6. 6  各种IPC机制的等价性. 比较和总结                  
 习题                  
 第七章  分布式. 网络. 并行和做人式提作系统                  
 7. 1  分布式系统概述                  
 7. 2  并行操作系统                  
 7. 3  网络操作系统                  
 7. 4  分布式操作系统                  
 7. 4. 1  透明性                  
 7. 4. 2  可靠性                  
 7. 4. 3  高性能                  
 7. 4. 4  伸缩性                  
 7. 5  分布式文件系统                  
 7. 6  机群与网格操作系统                  
 7. 7  嵌入式操作系统                  
 习题                  
 第八章  性能与设计                  
 8. l  性能                  
 8. 1. l  性能和性能指标总述                  
 8. 1. 2  可扩充性. 可移植性. 兼容性                  
 8. 1. 3  安全性                  
 8. 1. 4  可靠性和RAS技术                  
 8. 2  操作系统结构设计                  
 8. 2. l  单体结构模型                  
 8. 2. 2  层次结构模型                  
 8. 2. 3  客户／服务器模型与微核结构                  
 8. 2. 4  策略与机制的分离                  
 8. 2. 5  面向对象方法和模型                  
 8. 2. 6  面向对象模型实例分析：NT面向对象模型实现                  
 8. 3  操作系统的用户界面设计                  
 习题                  
 参考文献