操作系统原理

《操作系统原理》操作系统是计算机系统中最重要的系统软件，也是计算机专业的核心课程。本书用通俗的语言、生动的图片、丰富的例题介绍了操作系统经典的设计原理和最新的发展成果，还结合主流操作系统平台，组织了多个丰富而有趣的实验内容，安排了大量各种难度的练习题，并附有参考答案，以便于自学、选讲或考研复习。

操作系统原理

• 操作系统概论
  • 计算机系统的组成
    • 硬件层
    • 操作系统层
    • 系统程序层
    • 应用程序层
  • 功能
    • 处理机管理
    • 存储管理
    • 设备管理
    • 文件管理
    • 网络与通信管理
  • 分类
    • 批处理操作系统
    • 分时操作系统
    • 实时操作系统
    • 微机操作系统
  • 操作系统的构件
    • 内核
      • 中断处理
      • 短程调度
      • 原语管理
    • 子主题
    • 子主题
    • 子主题
• 处理器管理
  • 中央处理器
    • 单处理器系统
    • 多处理器系统
    • 寄存器
      • 通用寄存器
      • 数据寄存器
      • 地址寄存器
      • I/O地址寄存器
      • I/O缓冲寄存器
      • 控制寄存器
    • 机器指令
      • 特权指令
      • 非特权指令
    • 处理器状态
      • 管理器状态
      • 用户状态
  • 中断技术
    • 分类
      • 外中断
        • 处理器和主存之外
        • 电源故障中断
        • 时钟中断
        • I/O中断
      • 内中断
        • 地址越界
        • 算术操作溢出
        • 非法操作码
        • 主存奇偶错
    • 中断装置
      • 发现中断源
      • 保护现场
      • 启动中断处理程序
    • 多重中断
      • 屏蔽中断
      • 定义中断优先级
      • 响应中断
  • 进程
    • 定义
      • 进程是一个可并发执行的具有独立功能的程序关 于某个数据集合的一次执行过程，也是操作系统 进行资源分配和保护的基本单位
    • 进程的状态和转换
      • 三态模型
        • 就绪
        • 运行
        • 等待
      • 五态模型
        • 新建
        • 终止
    • 进程的内存映像
      • 进程程序块
      • 进程数据块
      • 系统/用户堆栈
      • 进程控制块
        • 标识信息
        • 现场信息
        • 控制信息
    • 进程控制
      • 创建进程
      • 阻塞进程
      • 唤醒进程
      • 挂起进程
      • 激活进程
      • 终止进程
    • 原语
      • 由若干个机器指令构成的完成某种特定功能的一段程序，具有不可分割性
  • 线程
    • 多线程环境中的进程概念
      • 进程是操作系统中进行保护和资源分配的 基本单位
      • 一个虚拟地址空间，用来容纳进程的映像
      • 对处理器、其他（通信的）进程、文件和 I/O 资源等的有控制有保护的访问。
      • 传统进程原先所承担的控制流执行任务交给称作线程的部分完成。
    • 多线程环境中的线程概念
      • 同一个进程中的所有线程共享进程获得的主存空间和资源，但 不拥有资源
    • 线程的状态
      • 运行
      • 就绪
      • 等待
    • 多线程程序设计的优点
      • 快速线程切换
      • 减小管理开销
      • 通信易于实现
      • 节省内存空间
      • 并发程度提高
    • 线程组织方式
      • 调度员/工作者
      • 组模式
      • 流水线模式
    • 实现
      • 用户级线程
      • 内核级线程
  • 处理器调度
    • 层次
      • 高级调度
      • 中级调度
      • 低级调度
    • 选择调度算法的原则
      • 资源利用率
      • 响应时间
      • 周转时间
      • 吞吐率
      • 公平性
  • 作业调度
    • 先来先服务
    • 最短作业优先
    • 最短剩余时间优先
    • 响应比最高者优先
  • 低级调度
    • 算法
      • 先来先服务
      • 时间片轮转调度
      • 优先数调度
      • 多级反馈队列调度
      • 保证调度
    • 实时调度
      • 硬实时
      • 软实时
• 并发进程
  • 与时间有关的错误
    • 结果不唯一
    • 永远等待
  • 进程的交互
    • 竞争
      • 死锁问题
      • 饥饿问题
    • 协作
  • 临界区管理
    • Dekker算法
    • Peterson算法
    • 硬件设施
      • 关中断
      • 测试并建立指令
      • 对换指令
  • 信号量与PV操作
    • 生产者-消费者问题
    • 信号量
      • 整型信号量
      • 记录型信号量
      • 二元信号量
      • 用记录型信号量解决通心粉问题
      • 用记录型信号量解决生产者-消费者问题
      • 记录型信号量解决读者-写者问题
      • 记录型信号量解决理发师问题
  • 管程
    • Hoare 方法实现管程
    • Hanson 方法实现管程
  • 进程通信
    • 信号通信机制
    • 共享文件通信机制
    • 共享存储区通信机制
    • 消息传递通信机制
      • 直接通信
      • 间接通信
  • 死锁
    • 产生条件
      • 互斥条件
      • 占有和等待条件
      • 不剥夺条件
      • 循环等待条件
    • 定义
    • 死锁的防止
      • 静态分配
      • 层次分配
    • 死锁的避免
      • 银行家算法
    • 死锁的检测和解除
• 存储管理
  • 存储器的层次
    • 寄存器
    • 高速缓存
    • 主存储器
    • 磁盘缓存
    • 固定磁盘
    • 可移动存储
  • 连续存储空间管理
    • 单用户
    • 固定分区
    • 可变分区
      • 最先适应
      • 下次适应
      • 最优适应
      • 最坏适应
      • 快速适应
    • 地址转换与存储保护
    • 移动技术
  • 分页式存储管理
    • 基本原理
      • 页框
      • 页面
      • 逻辑地址形式
      • 页表和地址转换
    • 相联存储器
    • 快表
    • 多级页表
      • 页表页
      • 页目录表
    • 反置页表
  • 分段式存储管理
  • 虚拟存储管理
    • 请求分页虚拟存储管理
      • 基本原理
      • 页面装入和清除策略
        • 请页式
        • 预约式
      • 页面分配策略
        • 固定分配
        • 可变分配
        • 局部替换
        • 全局替换
      • 页面替换策略
        • 随机
        • 先进先出
        • 最近最少用
        • 时钟页面
    • 请求分段虚拟存储管理