计算机操作系统(第三版)

《计算机操作系统》可作为计算机硬件和软件以及计算机通信专业的本科生教材，也可作为从事计算机及通信工作的相关科技人员的参考书。 目录 第一章　操作系统引论 1.1　操作系统的目标和作用 1 1.1.1　操作系统的目标 1 1.1.2　操作系统的作用 2 1.1.3　推动操作系统发展的主要动力 4 1.2　操作系统的发展过程 5 1.2.1　无操作系统的计算机系统 5 1.2.2　单道批处理系统 6 1.2.3　多道批处理系统 7 1.2.4　分时系统 9 1.2.5　实时系统 11 1.2.6 微机操作系统的发展 12 1.3　操作系统的基本特性 14 1.3.1 并发性 14 1.3.2　共享性 15 1.3.3　虚拟技术 1 6 1.3.4　异步性 17 1.4　操作系统的主要功能 18 1.4.1　处理机管理功能 18 1.4.2　存储器管理功能 19 1.4.3　设备管理功能 21 1.4.4　文件管理功能 21 1.4.5　操作系统与用户之间的接口 22 1.5 OS结构设计 24 1.5.1 传统的操作系统结构 24 1.5.2 客户/服务器模式 26 1.5.3 面向对象的程序设计 27 1.5.4　微内核OS结构 29 习题 33 第二章　进 程 管 理 2.1　进程的基本概念 34 2.1.1　程序的顺序执行及其特征 34 2.1.2　前趋图 35 2.1.3　程序的并发执行及其特征 36 2.1.4　进程的特征与状态 37 2.1.5　进程控制块 41 2.2　进程控制 43 2.2.1　进程的创建 43 2.2.2　进程的终止 45 2.2.3　进程的阻塞与唤醒 46 2.2.4　进程的挂起与激活 47 2.3　进程同步 47 2.3.1　进程同步的基本概念 47 2.3.2　信号量机制 50 2.3.3　信号量的应用 53 2.3.4　管程机制 55 2.4　经典进程的同步问题 58 2.4.1　生产者—消费者问题 58 2.4.2　哲学家进餐问题 61 2.4.3　读者—写者问题 63 2.5 进程通信 65 2.5.1　进程通信的类型 65 2.5.2　消息传递通信的实现方法 66 2.5.3　消息传递系统实现中的若干问题 68 2.5.4　消息缓冲队列通信机制 69 2.6　线程 71 2.6.1　线程的基本概念 72 2.6.2　线程间的同步和通信 75 2.6.3　线程的实现方式 77 2.6.4　线程的实现 78 习题 81 第三章　处理机调度与死锁 3.1　处理机调度的层次 84 3.1.1　高级调度 84 3.1.2 低级调度 86 3.1.3 中级调度 87 3.2 调度队列模型和调度准则 88 3.2.1　调度队列模型 88 3.2.2　选择调度方式和调度算法的若干准则 90 3.3　调度算法 91 3.3.1　先来先服务和短作业(进程)优先调度算法 91 3.3.2　高优先权优先调度算法 93 3.3.3　基于时间片的轮转调度算法 95 3.4　实时调度 97 3.4.1　实现实时调度的基本条件 97 3.4.2　实时调度算法的分类 99 3.4.3　常用的几种实时调度算法 100 3.5　产生死锁的原因和必要条件 103 3.5.1　产生死锁的原因 103 3.5.2　产生死锁的必要条件 105 3.5.3　处理死锁的基本方法 105 3.6　预防死锁的方法 106 3.6.1　预防死锁 106 3.6.2　系统安全状态 107 3.6.3　利用银行家算法避免死锁 108 3.7　死锁的检测与解除 111 3.7.1　死锁的检测 111 3.7.2　死锁的解除 113 习题 114 第四章　存 储 器 管 理 4.1 存储器的层次结构 116 4.1.1 多级存储器结构 116 4.1.2 主存储器与寄存器 117 4.1.3 高速缓存和磁盘缓存 117 4.2　程序的装入和链接 118 4.2.1　程序的装入 118 4.2.2　程序的链接 120 4.3　连续分配方式 121 4.3.1　单一连续分配 121 4.3.2　固定分区分配 122 4.3.3　动态分区分配 123 4.3.4　伙伴系统 126 4.3.5 哈希算法 126 4.3.6　可重定位分区分配 127 4.3.7　对换 129 4.4　基本分页存储管理方式 130 4.4.1　页面与页表 130 4.4.2　地址变换机构 131 4.4.3　两级和多级页表 133 4.5　基本分段存储管理方式 135 4.5.1　分段存储管理方式的引入 135 4.5.2　分段系统的基本原理 136 4.5.3　信息共享 138 4.5.4　段页式存储管理方式 140 4.6　虚拟存储器的基本概念 141 4.6.1　虚拟存储器的引入 142 4.6.2　虚拟存储器的实现方法 143 6 1.3.4　异步性 17 1.4　操作系统的主要功能 18 1.4.1　处理机管理功能 18 1.4.2　存储器管理功能 19 1.4.3　设备管理功能 21 1.4.4　文件管理功能 21 1.4.5　操作系统与用户之间的接口 22 1.5 OS结构设计 24 1.5.1 传统的操作系统结构 24 1.5.2 客户/服务器模式 26 1.5.3 面向对象的程序设计 27 1.5.4　微内核OS结构 29 习题 33 第二章　进 程 管 理 2.1　进程的基本概念 34 2.1.1　程序的顺序执行及其特征 34 2.1.2　前趋图 35 2.1.3　程序的并发执行及其特征 36 2.1.4　进程的特征与状态 37 2.1.5　进程控制块 41 2.2　进程控制 43 2.2.1　进程的创建 43 2.2.2　进程的终止 45 2.2.3　进程的阻塞与唤醒 46 2.2.4　进程的挂起与激活 47 2.3　进程同步 47 2.3.1　进程同步的基本概念 47 2.3.2　信号量机制 50 2.3.3　信号量的应用 53 2.3.4　管程机制 55 2.4　经典进程的同步问题 58 2.4.1　生产者—消费者问题 58 2.4.2　哲学家进餐问题 61 2.4.3　读者—写者问题 63 2.5 进程通信 65 2.5.1　进程通信的类型 65 2.5.2　消息传递通信的实现方法 66 2.5.3　消息传递系统实现中的若干问题 68 2.5.4　消息缓冲队列通信机制 69 2.6　线程 71 2.6.1　线程的基本概念 72 2.6.2　线程间的同步和通信 75 2.6.3　线程的实现方式 77 2.6.4　线程的实现 78 习题 81 第三章　处理机调度与死锁 3.1　处理机调度的层次 84 3.1.1　高级调度 84 3.1.2 低级调度 86 3.1.3 中级调度 87 3.2 调度队列模型和调度准则 88 3.2.1　调度队列模型 88 3.2.2　选择调度方式和调度算法的若干准则 90 3.3　调度算法 91 3.3.1　先来先服务和短作业(进程)优先调度算法 91 3.3.2　高优先权优先调度算法 93 3.3.3　基于时间片的轮转调度算法 95 3.4　实时调度 97 3.4.1　实现实时调度的基本条件 97 3.4.2　实时调度算法的分类 99 3.4.3　常用的几种实时调度算法 100 3.5　产生死锁的原因和必要条件 103 3.5.1　产生死锁的原因 103 3.5.2　产生死锁的必要条件 105 3.5.3　处理死锁的基本方法 105 3.6　预防死锁的方法 106 3.6.1　预防死锁 106 3.6.2　系统安全状态 107 3.6.3　利用银行家算法避免死锁 108 3.7　死锁的检测与解除 111 3.7.1　死锁的检测 111 3.7.2　死锁的解除 113 习题 114 第四章　存 储 器 管 理 4.1 存储器的层次结构 116 4.1.1 多级存储器结构 116 4.1.2 主存储器与寄存器 117 4.1.3 高速缓存和磁盘缓存 117 4.2　程序的装入和链接 118 4.2.1　程序的装入 118 4.2.2　程序的链接 120 4.3　连续分配方式 121 4.3.1　单一连续分配 121 4.3.2　固定分区分配 122 4.3.3　动态分区分配 123 4.3.4　伙伴系统 126 4.3.5 哈希算法 126 4.3.6　可重定位分区分配 127 4.3.7　对换 129 4.4　基本分页存储管理方式 130 4.4.1　页面与页表 130 4.4.2　地址变换机构 131 4.4.3　两级和多级页表 133 4.5　基本分段存储管理方式 135 4.5.1　分段存储管理方式的引入 135 4.5.2　分段系统的基本原理 136 4.5.3　信息共享 138 4.5.4　段页式存储管理方式 140 4.6　虚拟存储器的基本概念 141 4.6.1　虚拟存储器的引入 142 4.6.2　虚拟存储器的实现方法 143