●第一篇 操作繫統的基本原理
第1章 操作繫統概論 （1）
1.1 操作繫統的定義 （1）
1.2 操作繫統的形成與發展 （2）
1.2.1 順序處理（手工操作階段） （2）
1.2.2 簡單的批處理繫統 （3）
1.2.3 多道成批處理繫統 （5）
1.2.4 分時繫統 （7）
1.2.5 實時繫統 （9）
1.2.6 嵌入式繫統 （10）
1.3 操作繫統的功能、服務和特性 （10）
1.4 操作繫統的進一步發展 （12）
1.5 用戶與操作繫統的接口 （17）
1.5.1 用戶與操作繫統的操作接口 （17）
1.5.2 繫統調用接口 （19）
1.6 操作繫統的運行方式 （21）
1.7 操作繫統的設計規範和結構設計 （22）
1.8 小結 （24）
習題 （25）
第2章 進程管理 （27）
2.1 進程的引入和概念 （27）
2.2 進程的描述 （30）
2.3 進程的控制 （32）
2.4 處理機的調度 （35）
2.5 線程的引入 （40）
2.6 小結 （42）
習題 （43）
第3章 進程之間的並發控制和死鎖 （45）
3.1 並發進程的特點 （45）
3.2 進程之間的低級通信 （46）
3.2.1 進程之間的互斥 （46）
3.2.2 進程之間的同步 （49）
3.2.3 信號量和P、V操作 （49）
3.2.4 利用信號量解決計算機中的經典問題 （52）
3.3 管程 （54）
3.4 進程的高級通信 （57）
3.4.1 消息緩衝通信 （58）
3.4.2 其他通信機制 （60）
3.5 死鎖 （61）
3.5.1 死鎖的定義和死鎖產生的必要條件 （61）
3.5.2 解決死鎖的方法 （62）
3.6 小結 （70）
習題 （71）
第4章 存儲器管理 （74）
4.1 概述 （74）
4.2 單用戶單道程序的存儲器分配 （76）
4.3 多用戶多道程序的存儲器分配――分區分配 （77）
4.3.1 固定式分區 （77）
4.3.2 可變式分區 （78）
4.3.3 分區管理的地址重定位和存儲器保護 （81）
4.3.4 分區管理的優缺點 （81）
4.4 覆蓋與交換技術 （82）
4.5 頁式存儲器管理 （83）
4.6 段式存儲器管理 （88）
4.7 虛擬存儲器管理 （90）
4.7.1 虛擬存儲器 （90）
4.7.2 頁式虛擬存儲器管理 （91）
4.7.3 頁式管理設計中應考慮的問題 （95）
4.7.4 段式虛擬存儲器管理 （98）
4.7.5 段頁式虛擬存儲器管理 （100）
4.8 小結 （102）
習題 （102）
第5章 文件繫統 （105）
5.1 文件和文件繫統 （105）
5.2 文件目錄結構 （107）
5.3 文件的邏輯結構和存取方法 （109）
5.4 文件的物理結構和存儲介質 （111）
5.4.1 文件的物理結構 （111）
5.4.2 文件的存儲介質 （114）
5.5 文件記錄的組塊與分解 （116）
5.6 文件存儲器存儲空間的管理 （117）
5.7 文件的共享與保護 （118）
5.8 文件的操作命令 （122）
5.9 文件繫統的組織結構 （123）
5.10 存儲器映射文件 （124）
5.11 小結 （125）
習題 （126）
第6章 設備管理 （128）
6.1 I/O硬件組成 （128）
6.1.1 I/O設備分類 （128）
6.1.2 設備控制器 （128）
6.1.3 I/O數據傳輸的控制方式 （130）
6.1.4 通道 （132）
6.2 I/O軟件的組成 （134）
6.2.1 I/O軟件的設計目標 （134）
6.2.2 I/O軟件的功能 （135）
6.2.3 同步I/O和異步I/O （139）
6.3 磁盤管理 （140）
6.3.1 磁盤調度 （140）
6.3.2 磁盤的錯誤處理 （143）
6.4 小結 （143）
習題 （144）
第二篇 Linux操作繫統
第7章 Linu程管理 （146）
7.1 Linu程的組成 （147）
7.1.1 進程的定義 （147）
7.1.2 進程的狀態 （150）
7.2 Linu程鏈表 （150）
7.3 Linu程控制 （153）
7.3.1 進程創建 （153）
7.3.2 進程撤銷 （156）
7.4 Linu程切換 （156）
7.5 Linu程調度 （157）
7.6 內核同步 （162）
7.7 小結 （164）
習題 （165）
第8章 Linux存儲器管理 （166）
8.1 進程地址空間的管理 （166）
8.1.1 Linux中的分段 （166）
8.1.2 虛擬內存區域 （168）
8.1.3 虛擬內存描述符 （171）
8.1.4 創建進程的地址空間 （173）
8.1.5 堆的管理 （173）
8.2 物理內存管理 （173）
8.3 slab管理 （179）
8.3.1 slab分配器 （179）
8.3.2 slab著色 （181）
8.4 高端內存區管理 （182）
8.5 地址轉換 （183）
8.6 請求調頁與缺頁異常處理 （184）
8.7 盤交換區空間管理 （185）
8.8 小結 （186）
習題 （187）
第9章 Linux文件繫統 （188）
9.1 ext2的磁盤涉及的數據結構 （188）
9.1.1 Linux文件卷的布局 （188）
9.1.2 超級塊 （189）
9.1.3 塊組描述符 （190）
9.1.4 文件目錄與索引節點結構 （191）
9.1.5 訪問控制表ACL （194）
9.2 ext2的主存數據結構 （194）
9.2.1 超級塊和索引節點對像 （195）
9.2.2 位圖高速緩存 （196）
9.3 ext2磁盤空間管理 （197）
9.3.1 磁盤索引節點的管理 （198）
9.3.2 空閑磁盤塊的分配與回收 （199）
9.4 ext2提供的文件操作 （200）
9.5 ext3/ext4文件繫統 （201）
9.6 小結 （202）
習題 （203）
第10章 Linux虛擬文件繫統 （204）
10.1 虛擬文件繫統涉及的數據結構 （204）
10.1.1 超級塊對像 （205）
10.1.2 索引節點對像 （207）
10.1.3 文件對像 （210）
10.1.4 目錄項對像 （211）
10.1.5 與進程打開文件相關的數據結構 （213）
10.2 文件繫統的注冊與安裝 （215）
10.2.1 文件繫統注冊 （215）
10.2.2 文件繫統安裝 （216）
10.3 VFS繫統調用的實現 （218）
10.3.1 文件的打開與關閉 （218）
10.3.2 文件的讀寫 （219）
10.4 小結 （221）
習題 （221）
第11章 Linux I/O繫統 （222）
11.1 設備驅動模型 （222）
11.1.1 sysfs文件繫統 （222）
11.1.2 設備驅動模型的組件 （224）
11.2 設備文件 （226）
11.3 設備驅動程序 （227）
11.3.1 塊設備驅動程序 （228）
11.3.2 字符設備驅動程序 （233）
11.4 高速緩存 （233）
11.4.1 頁高速緩存 （234）
11.4.2 把塊存放在頁高速緩存中 （236）
11.5 小結 （237）
習題 （238）
第12章 中斷、異常和信號處理 （239）
12.1 中斷和異常處理的硬件基礎 （239）
12.2 中斷和異常處理 （241）
12.2.1 硬件完成的處理 （241）
12.2.2 軟件處理 （242）
12.2.3 如何處理中斷 （242）
12.3 信號處理機制 （244）
12.3.1 信號概述 （244）
12.3.2 信號的發送與安裝 （245）
12.3.3 信號集 （246）
12.3.4 信號應用示例 （247）
12.4 小結 （248）
習題 （248）
第13章 Linu程之間的通信 （249）
13.1 管道通信 （249）
13.1.1 創建無名管道 （249）
13.1.2 管道涉及的數據結構 （250）
13.1.3 創建一個有名管道 （251）
13.2 Linux的進程間通信 （252）
13.3 信號量機制 （254）
13.3.1 信號量機制使用的數據結構 （254）
13.3.2 信號量機制的繫統調用 （256）
13.4 消息緩衝機制 （258）
13.4.1 消息緩衝使用的數據結構 （258）
13.4.2 消息緩衝的繫統調用 （259）
13.5 共享內存區機制 （261）
13.6 小結 （264）
習題 （264）
第三篇 Windows操作繫統研究
第14章 Windows操作繫統模型 （265）
14.1 Windows的體繫結構 （265）
14.1.1 用戶態進程 （265）
14.1.2 子繫統動態鏈接庫 （267）
14.1.3 核心態的繫統組件 （267）
14.2 Windows操作繫統的特點 （269）
14.3 Windows的繫統機制 （270）
14.3.1 陷阱處理程序 （270）
14.3.2 中斷調度 （271）
14.3.3 異常調度 （274）
14.3.4 繫統服務調度 （275）
14.4 對像管理器 （276）
14.4.1 對像結構 （276）
14.4.2 管理對像 （277）
14.5 對像之間的同步 （280）
14.6 小結 （284）
習題 （284）
第15章 Windows進程和線程管理 （285）
15.1 Windows進程和線程 （285）
15.1.1 進程對像 （285）
15.1.2 線程對像 （286）
15.2 線程調度 （288）
15.3 對稱多處理機繫統上的線程調度 （292）
15.3.1 幾個與調度有關的概念 （292）
15.3.2 線程調度程序的數據結構 （292）
15.3.3 多處理機的線程調度算法 （293）
15.3.4 空閑線程的調度 （295）
15.4 線程優先級提升 （295）
15.5 Windows的線程同步 （297）
15.5.1 同步對像 （297）
15.5.2 同步對像的應用示例 （297）
15.6 小結 （301）
習題 （301）
第16章 Windows的存儲器管理 （303）
16.1 存儲器管理的基本概念 （303）
16.1.1 進程地址空間的布局 （303）
16.1.2 進程私有空間的分配 （304）
16.2 Windows地址轉換 （308）
16.2.1 地址轉換所涉及的數據結構 （308）
16.2.2 頁錯誤處理 （312）
16.3 頁調度策略 （314）
16.4 小結 （316）
習題 （317）
第17章 Windows的文件繫統 （318）
17.1 文件繫統概述 （318）
17.2 主控文件表 （319）
17.2.1 主控文件表的結構 （319）
17.2.2 主控文件表的記錄結構 （320）
17.3 NTFS文件的引用和索引 （324）
17.4 Windows文件繫統模型 （325）
17.4.1 文件繫統分層模型 （325）
17.4.2 Windows文件繫統驅動程序的體繫結構 （325）
17.5 NTFS可恢復性支持 （328）
17.5.1 文件繫統優化技術 （328）
17.5.2 日志文件服務的實現 （329）
17.5.3 NTFS壞簇恢復的支持 （333）
17.6 小結 （334）
習題 （335）
第18章 Windows的設備管理 （336）
18.1 Windows的I/O繫統結構 （336）
18.2 I/O管理繫統所涉及的關鍵數據結構 （337）
18.3 Windows的I/O處理 （340）
18.3.1 對單層驅動程序的I/O請求 （340）
18.3.2 設備I/O的中斷處理 （341）
18.3.3 I/O請求的完成處理 （342）
18.3.4 對多層驅動程序的I/O請求 （343）
18.4 多處理I/O中的同步問題 （348）
18.5 快速I/O （348）
18.6 即插即用PnP管理器 （349）
18.7 小結 （350）
習題 （351）
參考文獻 （352）

本書主要介紹操作繫統的基本概念、結構、基本功能和實現原理，以及當前流行的兩大操作繫統派繫――UNIX/Linux和Windows的特點和實現技術。本書共分為三篇18章。第一篇分為6章，主要介紹操作繫統的基本概念、三個基本操作繫統類型（批處理、分時和實時）和特點、操作繫統基本功能（處理機管理、存儲器管理、文件管理和設備管理）和操作繫統的進一步發展；第二篇分為7章，以Linux操作繫統為例，介紹類UNIX繫統設計和各部分功能的具體實現技術；第三篇分為5章，介紹以面向對像方法設計的特例Windows 2000/XP操作繫統的實現技術。本書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。本書可作為高等學校計算機科學與技術、軟件工程，以及電子信息和自動控制類專業的教材，也可以作為計算機工程和應用人員的參考書。