第一篇 操作繫統的基本原理
第1章 操作繫統概論
1.1 操作繫統的定義
1.2 操作繫統的形成與發展
1.2.1 順序處理手工操作階段
1.2.2 簡單的批處理繫統
1.2.3 多道成批處理繫統
1.2.4 分時繫統
1.2.5 實時繫統
1.2.6 嵌入式繫統
1.3 操作繫統的功能、服務和特性
1.4 操作繫統的進一步發展
1.5 用戶與操作繫統的接口
1.5.1 用戶與操作繫統的操作接口
1.5.2 繫統調用接口
1.6 操作繫統的運行環境
1.7 操作繫統的設計規範和結構設計
1.8 小結
習題
第2章 進程管理
2.1 進程的引入和概念
2.2 進程的描述
2.3 進程的控制
2.4 處理機的調度
2.5 線程的引入
2.6 小結
習題
第3章 進程之間的並發控制和死鎖
3.1 並發進程的特點
3.2 進程之間的低級通信
3.2.1 進程之間的互斥
3.2.2 進程之間的同步
3.2.3 信號量和P、V操作
3.2.4 利用信號量解決計算機中的經典問題
3.3 管程
3.4 進程的高級通信
3.4.1 消息緩衝通信
3.4.2 其他通信機制
3.5 死鎖
3.5.1 死鎖的定義和死鎖產生的必要條件
3.5.2 解決死鎖的方法
3.6 小結
習題
第4章 存儲器管理
4.1 概述
4.2 單用戶單道程序的存儲器分配
4.3 多用戶多道程序的存儲器分配——分區分配
4.3.1 固定式分區
4.3.2 可變式分區
4.3.3 分區管理的地址重定位和存儲器保護
4.3.4 分區管理的優缺點
4.4 覆蓋與交換技術
4.5 頁式存儲器管理
4.6 段式存儲器管理
4.7 虛擬存儲器管理
4.7.1 虛擬存儲器
4.7.2 頁式虛擬存儲器管理
4.7.3 頁式管理設計中應考慮的問題
4.7.4 段式虛擬存儲器管理
4.7.5 段頁式虛擬存儲器管理
4.8 小結
習題
第5章 文件繫統
5.1 文件和文件繫統
5.2 文件目錄結構
5.3 文件的邏輯結構和存取方法
5.4 文件的物理結構和存儲介質
5.4.1 文件的物理結構
5.4.2 文件的存儲介質
5.5 文件記錄的組塊與分解
5.6 文件存儲器存儲空間的管理
5.7 文件的共享與保護
5.8 文件的操作命令
5.9 文件繫統的組織結構
5.10 存儲器映射文件
5.11 小結
習題
第6章 設備管理
6.1 I/O硬件組成
6.1.1 I/O設備分類
6.1.2 設備控制器
6.1.3 I/O數據傳輸的控制方式
6.1.4 通道
6.2 I/O軟件的組成
6.2.1 I/O軟件的設計目標
6.2.2 I/O軟件的功能
6.2.3 同步I/O和異步I/O
6.3 磁盤管理
6.3.1 磁盤調度
6.3.2 磁盤的錯誤處理
6.3.3 提高磁盤性能和容錯性的機制——獨立磁盤的冗餘陣列
6.4 小結
習題

第二篇 Linux操作繫統
第7章 Linux進程管理
7.1 Linux進程的組成
7.1.1 進程的定義
7.1.2 進程的狀態
7.2 Linux進程鏈表
7.3 Linux進程控制
7.3.1 進程創建
7.3.2 進程撤銷
7.4 Linux進程切換
7.5 Linux進程調度
7.6 內核同步
7.7 小結
習題
第8章 Linux存儲器管理
8.1 進程地址空間的管理
8.1.1 Linux中的分段
8.1.2 虛擬內存區域
8.1.3 虛擬內存描述符
8.1.4 創建進程的地址空間
8.1.5 堆的管理
8.2 物理內存管理
8.3 slab管理
8.3.1 slab分配器
8.3.2 slab著色
8.4 高端內存區管理
8.5 地址轉換
8.6 請求調頁與缺頁異常處理
8.7 盤交換區空間管理
8.8 小結
習題
第9章 Linux文件繫統
9.1 Ext2的磁盤涉及的數據結構
9.1.1 Linux文件卷的布局
9.1.2 超級塊
9.1.3 塊組描述符
9.1.4 文件目錄與索引節點結構
9.1.5 訪問控制表ACL
9.2 Ext2的主存數據結構
9.2.1 超級塊和索引節點對像
9.2.2 位圖高速緩存
9.3 Ext2磁盤空間管理
9.3.1 磁盤索引節點的管理
9.3.2 空閑磁盤塊的分配與回收
9.4 Ext2提供的文件操作
9.5 小結
習題
第10章 Linux虛擬文件繫統
10.1 虛擬文件繫統涉及的數據結構
10.1.1 超級塊對像
10.1.2 索引節點對像
10.1.3 文件對像
10.1.4 目錄項對像
10.1.5 與進程打開文件相關的數據結構
10.2 文件繫統的注冊與安裝
10.2.1 文件繫統注冊
10.2.2 文件繫統安裝
10.3 VFS繫統調用的實現
10.3.1 文件的打開與關閉
10.3.2 文件的讀寫
10.4 小結
習題
第11章 Linux I/O繫統
11.1 設備驅動模型
11.1.1 sysfs文件繫統
11.1.2 設備驅動模型的組件
11.2 設備文件
11.3 設備驅動程序
11.3.1 塊設備驅動程序
11.3.2 字符設備驅動程序
11.4 高速緩存
11.4.1 頁高速緩存
11.4.2 把塊存放在頁高速緩存中
11.5 小結
習題
第12章 中斷、異常和信號處理
12.1 中斷和異常處理的硬件基礎
12.2 中斷和異常處理
12.2.1 硬件完成的處理
12.2.2 軟件處理
12.2.3 如何處理中斷
12.3 信號處理機制
12.3.1 信號概述
12.3.2 信號的發送與安裝
12.3.3 信號集
12.3.4 信號應用示例
12.4 小結
習題
第13章 UNIX繫統進程之間的通信
13.1 管道通信
13.1.1 創建無名管道
13.1.2 管道涉及的數據結構
13.1.3 創建一個有名管道
13.2 UNIX繫統V的交互進程通信
13.3 信號量機制
13.3.1 信號量機制使用的數據結構
13.3.2 信號量機制的繫統調用
13.4 消息緩衝機制
13.4.1 消息緩衝使用的數據結構
13.4.2 消息緩衝的繫統調用
13.4.3 消息緩衝的通信示例
13.5 共享內存區機制
13.6 小結
習題

第三篇 Windows 2000/XP操作繫統研究
第14章 Windows 2000/XP操作繫統模型
14.1 Windows 2000/XP的體繫結構
14.1.1 用戶態進程
14.1.2 子繫統動態鏈接庫
14.1.3 核心態的繫統組件
14.2 Windows 2000/XP操作繫統的特點
14.3 Windows 2000/XP的繫統機制

本書為北京市高等教育精品教材。
操作繫統是計算機繫統中不可缺少的基本繫統軟件，主要用來管理和控制計算機繫統的軟硬件資源，提高資源利用率，並為用戶提供一個方便、靈活、安全和可靠地使用計算機的工作環境。
計算機操作繫統不僅是計算機專業的核心骨干課程，也是從事計算機繫統和應用開發人員的必修知識。
本書作者從1979年以來一直從事操作繫統的教學和科研工作，對多種機器的操作繫統，如國產的實時操作繫統RTOS、200繫列中型機的操作繫統、微機上的CP/M、MS-DOS、UNIX操作繫統等進行了研究，特別對類UNIX各種操作繫統UNIX繫統V、Solaris和Linux以及微軟的Windows繫統等，進行了較繫統的、全面的源代碼的剖析和專題研究，查閱了近幾年來大量的國內外有關資料，並結合科研工作，積累了大量的知識素材和實踐經驗。
本書特點如下：
（1）注意吸收國內外較新的操作繫統理論和實現技術，以反映現代操作繫統發展的新動向。以操作繫統的基本原理與實現技術為主要內容，同時注意到實際的應用。力求做到理論聯繫實際、由淺入深、循序漸進，有利於學生的學習。
（2）重點討論了傳統操作繫統的基本概念、基本方法、基本功能和實現原理，通過本課程的學習，能夠對操作繫統有一個完整和清楚的了解。
（3）在操作繫統基本原理講解的基礎上，以當代世界上最流行、最具代表性的兩大操作繫統派繫——UNIX/Linux和Windows為實例，較詳細地講解了它們的特點和實現技術，使學生通過實例的學習，充分理解和掌握操作繫統的原理和技術。
（4）通過理論與實例的學習，掌握操作繫統的設計方法和實現技術，從而培養分析問題和解決問題的能力，以滿足學生今後從事科研和就業的需要。
本書第一篇，即前6章講解的是操作繫統的基本概念、理論和實現原理，是本書的基本的和必修的內容。關於第二篇和第三篇，建議授課教師抽取其中具有特色的一部分進行講解，如Linux的文件繫統、Windows的進程和存儲器管理等，其餘部分留給學生自學。本書適合課堂教學的學時數為48～72。
本書第7、8、11章由劉美華編寫，其餘部分由張麗芬編寫。在本書編寫過程中，課程組的劉昕和王全玉參與了有關Linux部分的編寫工作，劉昕和劉利雄參與了有關Windows部分的編寫工作。張麗芬對全書進行了統稿。
限於作者的水平，書中編寫不當或疏漏之處，懇請讀者批評指正。
作者聯繫方式：lmh123@bit.edu.cn

編著者
於北京理工大學