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内容大纲
本书系统介绍了计算机操作系统。全书共分为7章，分别为操作系统概论、操作系统硬件基础、进程管理、进程的并发和死锁、内存管理、文件管理系统、输入/输出系统。本书依据操作系统课程的教学大纲，参考多部国内外经典教材，根据教学活动中学生的反馈意见，对内容进行了合理选材和组织，注重基本概念、方法和原理的讲解，力求做到概念准确、原理透彻，能够满足教学以及工程开发的基本要求。特别是增加了硬件基础知识的介绍，有利于形成软硬件一体化的思维方式，同时便于不具备计算机硬件基础的学生学习。本书加强了操作系统不同知识模块间的联系，使学生对操作系统形成一个系统化认识。本书以华为openEuler操作系统为案例，将抽象的概念和原理具体化，使其更容易理解和实际操作。
本书适合作为高等学校计算机相关专业本科教材，各学校可以根据教学时数安排选取书中内容；本书也可以作为培训机构教材，以及教师、研究人员和操作系统开发者的参考用书。 -
作者介绍
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目录
第1章 计算机操作系统概论
1.1 操作系统的概念
1.1.1 从用户使用角度理解操作系统
1.1.2 从计算资源管理和控制角度理解操作系统
1.1.3 从计算环境角度理解操作系统
1.2 操作系统的发展力史
1.2.1 人工操作阶段
1.2.2 简单批处理系统
1.2.3 多道程序批处理系统
1.2.4 分时系统
1.2.5 实时系统
1.3 操作系统的结构
1.3.1 简单结构
1.3.2 宏内核结构
1.3.3 层次化结构
1.3.4 微内核结构
1.3.5 外核结构
1.3.6 虚拟机
1.4 操作系统大观
习题
第2章 操作系统的硬件基础
2.1 计算机硬件结构
2.1.1 内存
2.1.2 CPU
2.1.3 I/O模块
2.1.4 系统总线
2.2 指令
2.2.1 指令集
2.2.2 过程调用
2.2.3 CISC和RISC
2.3 指令循环和异常处理
2.3.1 指令循环
2.3.2 异常和异常的分类
2.3.3 异常处理
2.4 CPU的运行模式和模式切换
2.4.1 低EL特权级和高EL特权级的相互转换
2.4.2 异常处理过程中的CPU运行模式切换
习题
第3章 进程管理
3.1 进程的概念
3.1.1 程序并发执行的基本需求
3.1.2 进程概念的理解
3.1.3 进程的结构
3.1.4 进程的虚拟地址空间布局
3.1.5 观察openEuler中进程的虚拟地址空间布局
3.1.6 进程控制块
3.2 进程的状态
3.2.1 五状态模型
3.2.2 七状态模型
3.3 进程控制
3.3.1 进程的创建
3.3.2 进程的退出
3.3.3 进程上下文切换
3.3.4 进程上下文切换的时机
3.3.5 openEuler中系统调用的实现
3.3.6 openEuler环境下使用strace跟踪系统调用过程
3.4 openEuler中的进程控制
3.4.1 获取进程IDs
3.4.2 创建和终止进程
3.4.3 回收子进程
3.4.4 装载和运行程序
3.5 进程调度策略
3.5.1 调度目标
3.5.2 进程调度
3.5.3 短程调度策略
3.5.4 openEuler中的调度策略
3.6 线程
3.6.1 线程概念的引入
3.6.2 线程的实现
3.6.3 线程与进程的关系
3.6.4 openEuler中的POSIX线程库
3.6.5 多线程程序中的变量
习题
第4章 进程的并发和死锁
4.1 并发问题
4.2 进程的互斥
4.2.1 互斥问题
4.2.2 解决互斥问题的软件方法
4.2.3 解决互斥问题的硬件方法
4.2.4 信号量和P、V操作
4.2.5 使用信号量解决互斥问题
4.3 openEuler中信号量的实现
4.3.1 down和up原语的实现
4.3.2 有关信号量的函数调用
4.4 进程的同步
4.4.1 同步问题
4.4.2 使用信号量解决同步问题
4.5 典型并发设计问题
4.5.1 生产者-消费者问题
4.5.2 读者-写者问题
4.6 死锁
4.6.1 死锁的定义
4.6.2 哲学家就餐问题
4.6.3 死锁的描述
4.6.4 死锁发生的条件
4.7 死锁的处理
4.7.1 死锁预防
4.7.2 死锁避免
4.7.3 死锁检测
习题
第5章 内存管理
5.1 内存管理的需求
5.1.1 内存管理的4个基本要求
5.1.2 地址定位
5.2 早期操作系统的内存管理
5.2.1 固定分区管理
5.2.2 覆盖技术
5.2.3 可变分区管理
5.2.4 伙伴系统
5.3 虚拟内存
5.3.1 可执行目标文件
5.3.2 openEuler环境下解析ELF文件
5.3.3 虚拟地址空间
5.3.4 虚拟内存和分页
5.3.5 虚拟内存究竟是什么
5.3.6 页表
5.3.7 虚拟地址转换和缺页故障处理
5.3.8 对内存管理需求的支持
5.3.9 地址转换的硬件实现和加速
5.4 分页式虚拟内存管理
5.4.1 程序局部性原理
5.4.2 读取策略
5.4.3 置换策略
5.4.4 驻留集管理
5.4.5 换出策略
5.4.6 加载控制
5.5 分段式虚拟内存管理
5.5.1 基本原理
5.5.2 段的动态链接
5.5.3 段的共享
5.5.4 段页式虚拟内存管理
习题
第6章 文件管理
6.1 文件系统
6.1.1 文件系统的概念
6.1.2 文件系统的存储结构
6.2 文件
6.2.1 文件的属性
6.2.2 文件上的操作
6.2.3 文件的存储设备
6.2.4 openEuler环境下如何获取文件信息
6.3 openEuler文件系统
6.3.1 文件系统总体架构
6.3.2 物理文件系统
6.3.3 虚拟文件系统
6.3.4 伪文件系统
6.4 文件内容的磁盘块分布和磁盘空闲空间管理
6.4.1 混合索引表
6.4.2 B+树
6.4.3 MS-DOS的磁盘空间管理
6.4.4 成组链接法
6.5 文件链接
6.6 文件共享
6.6.1 打开文件在内核中的数据结构
6.6.2 进程间的文件共享
6.6.3 打开文件的一致性语义和文件锁
6.6.4 管道
6.7 文件系统的保护
6.7.1 文件访问权和保护域
6.7.2 openEuler文件系统的访问控制机制
6.8 openEuler中有关文件的系统调用
6.8.1 文件读、写的系统调用
6.8.2 访问文件状态的系统调用
6.8.3 文件链接的系统调用
习题
第7章 输入/输出系统
7.11 /0系统概述
7.1.1 外设的分类和特点
7.1.2 外设与主机CPU的连接
7.1.3 I/O接口
7.1.4 I/O端口及其编址方式
7.1.5 I/O系统软件的层次结构
7.2 I/O设备的控制方式
7.2.1 可编程I/O
7.2.2 中断驱动的I/O
7.2.3 直接存储器访问方式
7.2.4 I/O通道控制方式
7.2.5 I/O通道类型
7.3 I/O系统软件组织
7.3.1 用户程序与I/O软件的关系
7.3.2 与具体设备无关的/O软件
7.3.3 设备驱动程序
7.3.4 中断服务程序
7.4 Linux设备驱动模型
7.4.1 Linux的设备抽象
7.4.2 Linux的设备驱动模型
7.4.3 设备驱动程序开发
7.5 缓冲处理技术
7.5.1 缓冲的引入
7.5.2 单缓冲区和双缓冲区
7.5.3 缓冲区和页缓存
7.6 磁盘I/O调度
7.6.1 磁盘访问时间
7.6.2 早期的磁盘调度算法
7.6.3 基于扫描的磁盘调度算法
7.7 虚拟设备——假脱机
习题
参考文献
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