操作系統(tǒng)原理及Linux內(nèi)核分析（第2版）

目錄


第1章緒論

1.1什么是操作系統(tǒng)

1.1.1程序是如何運(yùn)行的

1.1.2操作系統(tǒng)的作用

1.2操作系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

1.2.1計(jì)算機(jī)的基本硬件元素

1.2.2與操作系統(tǒng)相關(guān)的幾種主要寄存器

1.2.3指令的執(zhí)行

1.2.4中斷

1.2.5處理機(jī)狀態(tài)及特權(quán)指令

1.3操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

1.3.1操作系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)

1.3.2手工操作

1.3.3批處理系統(tǒng)

1.3.4分時(shí)系統(tǒng)

1.3.5實(shí)時(shí)系統(tǒng)

1.3.6個(gè)人操作系統(tǒng)

1.3.7網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

1.3.8分布式操作系統(tǒng)

1.3.9嵌入式操作系統(tǒng)

1.3.10操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

1.4操作系統(tǒng)的功能和特性

1.4.1操作系統(tǒng)的功能

1.4.2操作系統(tǒng)的基本特征

1.5操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.5.1模塊組合結(jié)構(gòu)及層次結(jié)構(gòu)

1.5.2微內(nèi)核結(jié)構(gòu)

1.5.3虛擬機(jī)結(jié)構(gòu)

1.6Linux操作系統(tǒng)

1.6.1Linux發(fā)展歷程

1.6.2Linux的特點(diǎn)

1.6.3Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)

習(xí)題

第2章用戶接口

2.1命令控制界面

2.1.1聯(lián)機(jī)命令的類型

2.1.2聯(lián)機(jī)命令的操作方式

2.2Linux系統(tǒng)的命令控制界面

2.2.1登錄Shell

2.2.2命令句法

2.2.3常用的基本命令

2.2.4重定向與管道命令

2.2.5通信命令

2.2.6后臺(tái)命令

2.3程序接口

2.3.1系統(tǒng)調(diào)用

2.3.2系統(tǒng)調(diào)用的類型

2.3.3系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)

2.3.4Linux系統(tǒng)調(diào)用

2.3.5Windows應(yīng)用編程接口

習(xí)題

第3章進(jìn)程管理

3.1進(jìn)程的概念

3.1.1進(jìn)程的引入

3.1.2進(jìn)程的定義

3.1.3引入進(jìn)程的利弊

3.2進(jìn)程控制塊和進(jìn)程的狀態(tài)

3.2.1進(jìn)程的狀態(tài)及其變化

3.2.2進(jìn)程控制塊

3.3進(jìn)程的控制

3.3.1進(jìn)程的創(chuàng)建原語

3.3.2進(jìn)程的撤銷原語

3.3.3進(jìn)程的阻塞與喚醒原語

3.4進(jìn)程同步

3.4.1互斥

3.4.2進(jìn)程的同步

3.4.3同步機(jī)構(gòu)

3.4.4同步機(jī)構(gòu)應(yīng)用

3.5經(jīng)典的進(jìn)程同步問題

3.5.1生產(chǎn)者消費(fèi)者問題

3.5.2讀者寫者問題

3.5.3哲學(xué)家進(jìn)餐問題

3.6進(jìn)程通信

3.6.1進(jìn)程通信的類型

3.6.2進(jìn)程通信的方式

3.6.3消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制

3.6.4信箱通信

3.7線程

3.7.1線程的引入

3.7.2線程的概念

3.7.3線程的控制

3.7.4線程的實(shí)現(xiàn)

3.7.5線程的適用范圍

3.8Linux的進(jìn)程管理

3.8.1Linux進(jìn)程概念與描述

3.8.2Linux中的進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換

3.8.3Linux的進(jìn)程控制

3.8.4Linux的進(jìn)程通信

習(xí)題

第4章處理機(jī)調(diào)度與死鎖

4.1調(diào)度的基本概念

4.1.1作業(yè)的概念及作業(yè)的狀態(tài)

4.1.2分級(jí)調(diào)度

4.1.3調(diào)度的功能與時(shí)機(jī)

4.1.4調(diào)度原則與性能衡量

4.2調(diào)度算法

4.2.1先來先服務(wù)算法

4.2.2短作業(yè)優(yōu)先算法

4.2.3最高響應(yīng)比優(yōu)先算法

4.2.4高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先算法

4.2.5輪轉(zhuǎn)法

4.2.6多級(jí)反饋算法

4.3實(shí)時(shí)調(diào)度算法

4.3.1實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)

4.3.2實(shí)時(shí)調(diào)度算法

4.4多處理機(jī)調(diào)度

4.4.1多處理機(jī)系統(tǒng)的類型

4.4.2多處理機(jī)系統(tǒng)調(diào)度方式

4.5死鎖

4.5.1死鎖的產(chǎn)生

4.5.2死鎖的必要條件

4.6解決死鎖問題的方法

4.6.1死鎖的預(yù)防

4.6.2死鎖的避免

4.6.3死鎖的檢測與解除

4.7Linux進(jìn)程調(diào)度

4.7.1調(diào)度的時(shí)機(jī)

4.7.2調(diào)度策略

4.7.3調(diào)度算法

習(xí)題

第5章存儲(chǔ)管理

5.1存儲(chǔ)管理基本概念

5.1.1物理內(nèi)存和虛擬存儲(chǔ)空間

5.1.2存儲(chǔ)管理的主要任務(wù)

5.2分區(qū)式存儲(chǔ)管理

5.2.1固定分區(qū)

5.2.2可變分區(qū)

5.2.3地址變換與內(nèi)存保護(hù)

5.2.4分區(qū)式存儲(chǔ)管理的優(yōu)缺點(diǎn)

5.3頁式存儲(chǔ)管理

5.3.1靜態(tài)頁式存儲(chǔ)管理

5.3.2動(dòng)態(tài)頁式存儲(chǔ)管理

5.3.3指令存取速度與頁面大小問題

5.3.4存儲(chǔ)保護(hù)

5.3.5頁式存儲(chǔ)管理的優(yōu)缺點(diǎn)

5.4淘汰算法與抖動(dòng)現(xiàn)象

5.4.1淘汰算法

5.4.2抖動(dòng)現(xiàn)象與工作集

5.5段式存儲(chǔ)管理

5.5.1靜態(tài)段式存儲(chǔ)管理

5.5.2動(dòng)態(tài)段式存儲(chǔ)管理

5.5.3分段和分頁的主要區(qū)別

5.5.4段的信息共享

5.5.5段的靜態(tài)鏈接與動(dòng)態(tài)鏈接

5.5.6段式存儲(chǔ)管理的內(nèi)存保護(hù)

5.5.7段式存儲(chǔ)管理的優(yōu)缺點(diǎn)

5.6段頁式存儲(chǔ)管理

5.6.1實(shí)現(xiàn)原理

5.6.2段頁式存儲(chǔ)管理的其他問題

5.7Linux存儲(chǔ)管理

5.7.1進(jìn)程虛存空間的管理

5.7.2Linux的分頁式存儲(chǔ)管理

習(xí)題

第6章設(shè)備管理

6.1設(shè)備管理概述

6.1.1設(shè)備的分類

6.1.2設(shè)備管理的目標(biāo)

6.1.3設(shè)備控制器

6.1.4I/O系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

6.2數(shù)據(jù)傳送控制方式

6.2.1程序直接控制方式

6.2.2中斷控制方式

6.2.3DMA控制方式

6.2.4通道控制方式

6.3中斷處理與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

6.3.1中斷處理過程

6.3.2設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

6.4緩沖技術(shù)

6.4.1引入緩沖技術(shù)的原因

6.4.2緩沖的種類

6.4.3緩沖池的管理

6.5設(shè)備分配

6.5.1設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

6.5.2設(shè)備分配的原則

6.5.3設(shè)備分配程序

6.5.4SPOOLing技術(shù)

6.6邏輯I/O系統(tǒng)

6.7Linux的設(shè)備管理

6.7.1邏輯I/O管理

6.7.2用戶與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

6.7.3設(shè)備模型

習(xí)題

第7章文件管理

7.1文件和文件系統(tǒng)

7.1.1文件的概念

7.1.2文件的分類

7.1.3文件管理系統(tǒng)

7.2文件的邏輯結(jié)構(gòu)

7.2.1無結(jié)構(gòu)文件

7.2.2順序文件

7.2.3索引文件

7.2.4直接文件

7.3文件的物理結(jié)構(gòu)

7.3.1連續(xù)文件

7.3.2鏈接式文件

7.3.3索引文件

7.4文件存儲(chǔ)空間的管理

7.4.1位示圖法

7.4.2空閑表法

7.4.3空閑鏈表法

7.5文件目錄管理

7.5.1文件控制塊的內(nèi)容

7.5.2目錄結(jié)構(gòu)

7.5.3目錄管理

7.6文件共享和保護(hù)

7.6.1基于索引節(jié)點(diǎn)的共享方法

7.6.2基于符號(hào)鏈接的共享方法

7.6.3文件的保護(hù)

7.7磁盤管理與調(diào)度

7.7.1磁盤性能簡述

7.7.2磁盤調(diào)度算法

7.8Linux文件管理

7.8.1Linux文件系統(tǒng)概論

7.8.2虛擬文件系統(tǒng)

7.8.3EXT文件系統(tǒng)

7.8.4文件管理和操作

習(xí)題

第8章多處理機(jī)系統(tǒng)

8.1多處理機(jī)

8.1.1多處理機(jī)硬件

8.1.2多處理機(jī)操作系統(tǒng)類型

8.1.3多處理機(jī)同步

8.1.4處理機(jī)調(diào)度

8.2多計(jì)算機(jī)

8.2.1多計(jì)算機(jī)硬件

8.2.2低層通信軟件

8.2.3用戶層通信軟件

8.2.4遠(yuǎn)程過程調(diào)用

8.2.5分布式共享存儲(chǔ)器

8.2.6多計(jì)算機(jī)調(diào)度

8.2.7負(fù)載均衡

8.3虛擬化

8.3.1準(zhǔn)虛擬化

8.3.2內(nèi)存的虛擬化

8.3.3I/O設(shè)備的虛擬化

8.3.4虛擬工具

8.3.5多核處理機(jī)上的虛擬機(jī)

8.3.6授權(quán)問題

習(xí)題

第9章嵌入式操作系統(tǒng)

9.1什么是嵌入式操作系統(tǒng)

9.2嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)

9.3嵌入式操作系統(tǒng)的主要功能

9.4嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

9.5典型的嵌入式操作系統(tǒng)

9.5.1VxWorks

9.5.2QNX

9.5.3嵌入式Linux

9.5.4Windows CE

9.5.5Android

9.5.6iOS

9.5.7Symbian OS

9.5.8TinyOS

9.5.9μC/OS

9.6嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

習(xí)題

第10章操作系統(tǒng)安全

10.1操作系統(tǒng)安全概述

10.2操作系統(tǒng)的安全機(jī)制

10.2.1硬件安全機(jī)制

10.2.2標(biāo)識(shí)與鑒別機(jī)制

10.2.3訪問控制機(jī)制

10.2.4最小權(quán)限管理

10.2.5可信路徑

10.2.6審計(jì)

10.3Linux操作系統(tǒng)的安全性

10.3.1PAM機(jī)制

10.3.2文件系統(tǒng)加密

10.3.3網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與入侵檢測

10.3.4強(qiáng)制訪問控制

10.3.5安全審計(jì)

10.3.6防火墻機(jī)制

習(xí)題

參考文獻(xiàn)