操作系統(tǒng)：設計與實現(xiàn)

第1章引言
1.1什么是操作系統(tǒng)
1.1.1操作系統(tǒng)作為虛擬機
1.1.2操作系統(tǒng)作為資源管理器
1.2操作系統(tǒng)發(fā)展歷史
1.2.1第一代計算機(1945～1955)：真空管和插板
1.2.2第二代計算機(1955～1965)：晶體管和批處理系統(tǒng)
1.2.3第三代計算機(1965～1980)：集成電路芯片和多道程序
1.2.4第四代計算機(1980～現(xiàn)在)：個人計算機
1.2.5MINIX的歷史
1.3操作系統(tǒng)基本概念
1.3.1進程
1.3.2文件
1.3.3命令解釋器
1.4系統(tǒng)調(diào)用
1.4.1進程管理系統(tǒng)調(diào)用
1.4.2信號管理系統(tǒng)調(diào)用
1.4.3文件管理系統(tǒng)調(diào)用
1.4.4目錄管理系統(tǒng)調(diào)用
1.4.5保護系統(tǒng)調(diào)用
1.4.6時間管理系統(tǒng)調(diào)用
1.5操作系統(tǒng)結構
1.5.1整體式系統(tǒng)
1.5.2層次式系統(tǒng)
1.5.3虛擬機系統(tǒng)
1.5.4客戶—服務器系統(tǒng)
1.6各章內(nèi)容簡介
1.7小結
習題

第2章進程
2.1進程介紹
2.1.1進程模型
2.1.2進程的實現(xiàn)
2.1.3線程
2.2進程間通信
2.2.1競爭條件
2.2.2臨界區(qū)
2.2.3忙等待的互斥
2.2.4睡眠和喚醒
2.2.5信號量
2.2.6管程
2.2.7消息傳遞
2.3經(jīng)典IPC問題
2.3.1哲學家進餐問題
2.3.2讀者與者問題
2.3.3理發(fā)師睡覺問題
2.4進程調(diào)度
2.4.1時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度
2.4.2優(yōu)先級調(diào)度
2.4.3多重隊列
2.4.4最短作業(yè)優(yōu)先
2.4.5保證調(diào)度算法
2.4.6彩票調(diào)度算法
2.4.7實時調(diào)度
2.4.8兩級調(diào)度法
2.4.9策略與機制
2.5MINIX進程概述
2.5.1MINIX的內(nèi)部結構
2.5.2MINIX中的進程管理
2.5.3MINIX中的進程間通信
2.5.4MINIX中的進程調(diào)度
2.6MINIX中進程的實現(xiàn)
2.6.1MINIX源代碼的組織
2.6.2公共頭文件
2.6.3MINIX頭文件
2.6.4進程數(shù)據(jù)結構和頭文件
2.6.5引導MINIX
2.6.6系統(tǒng)初始化
2.6.7MINIX的中斷處理
2.6.8MINIX的進程間通信
2.6.9MINIX的進程調(diào)度
2.6.10與硬件相關的內(nèi)核支持
2.6.11實用程序和內(nèi)核庫
2.7小結
習題

第3章輸入/輸出系統(tǒng)
3.1 I/O硬件原理
3.1.1 I/O設備
3.1.2設備控制器
3.1.3存儲器直接存取
3.2 I/O軟件原理
3.2.1 I/O軟件的目標
3.2.2中斷處理程序
3.2.3設備驅(qū)動程序
3.2.4與硬件無關的I/O軟件
3.2.5用戶空間的I/O軟件
3.3死鎖
3.3.1資源
3.3.2死鎖的原理
3.3.3鴕鳥算法
3.3.4死鎖檢測和恢復
3.3.5死鎖的預防
3.3.6避免死鎖
3.4 MINIX I/O系統(tǒng)概述
3.4.1 MINIX的中斷處理程序
3.4.2 MINIX的設備驅(qū)動程序
3.4.3 MINIX中與設備無關的I/O軟件
3.4.4 MINIX中用戶級I/O軟件
3.4. MINIX的死鎖處理
3.5 MINIX中的塊設備
3.5.1 MINIX中塊設備驅(qū)動程序概述
3.5.2通用塊設備驅(qū)動程序軟件
3.5.3驅(qū)動程序庫
3.6 RAM盤
3.6.1 RAM盤硬件和軟件
3.6.2 MINIX中的RAM盤驅(qū)動程序慨述
3.6.3 MWDE中的RAM盤驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)
3.7磁盤
3.7.1磁盤硬件
3.7.2磁盤軟件
3.7.3 MINIX中的硬盤驅(qū)動程序簡介
3.7.4 MINIX中的硬盤驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)
3.7.5軟盤處理
3.8時鐘
3.8.1時鐘硬件
3.8.2時鐘軟件
3.8.3 MINIX時鐘驅(qū)動程序簡介
3.8.4 MINIX時鐘驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)
3.9終端
3.9.1終端硬件
3.9.2終端軟件
3.9.3 MINIX中終端驅(qū)動程序簡介
3.9.4設備無關終端驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)
3.9.5鍵盤驅(qū)動程序的實現(xiàn)
3.9.6顯示驅(qū)動程序的實現(xiàn)
3.10 MINIX中的系統(tǒng)任務
3.11小結
習題

第4章存儲器管理
4.1基本的內(nèi)存管理
4.1.1沒有交換和分頁的單道程序
4.1.2固定分區(qū)的多道程序
4.2交換
4.2.1使用位圖的內(nèi)存管理
4.2.2使用鏈表的內(nèi)存管理
4.3虛擬存儲器
4.3.1分頁
4.3.2頁表
4.3.3 TLB——轉(zhuǎn)換后援存儲器
4.3.4逆向頁表
4.4頁面替換算法
4.4.1最優(yōu)頁面替換算法
4.4.2最近未使用頁面替換算法
4.4.3先進先出頁面替換算法
4.4.4第二次機會頁面替換算法
4.4.5時鐘頁面替換算法
4.4.6最久未使用頁面替換算法
4.4.7用軟件仿真LRU
4.5分頁系統(tǒng)中的設計問題
4.5.1工作集模型
4.5.2局部與全局分配策略
4.5.3頁面大小
4.5.4虛擬存儲器界面
4.6分段
4.6.1純分段系統(tǒng)的實現(xiàn)
4.6.2分段和分頁結合：MULTICS
4.6.3分段和分頁結合：Intel的Pentium
4.7 MINIX內(nèi)存管理概覽
4.7.1內(nèi)存布局
4.7.2消息處理
4.7.3內(nèi)存管理器數(shù)據(jù)結構和算法
4.7.4 FORK、EXIT和WAIT系統(tǒng)調(diào)用
4.7.5 EXEC系統(tǒng)調(diào)用
4.7.6 BRK系統(tǒng)調(diào)用
4.7.7信號處理
4.7.8其他系統(tǒng)調(diào)用
4.8 MMINIX中內(nèi)存管理的實現(xiàn)
4.8.1頭文件和數(shù)據(jù)結構
4.8.2主程序
4.8.3 FORK、EXIT和WAIT的實現(xiàn)
4.8.4 EXEC的實現(xiàn)
4.8.5 BRK的實現(xiàn)
4.8.6信號處理的實現(xiàn)
4.8.7其他系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)
4.8.8內(nèi)存管理器工具
4.9小結
習題

第5章文件系統(tǒng)
5.1文件
5.1.1文件命名
5.1.2文件結構
5.1.3文件類型
5.1.4文件存取
5.1.5文件屬性
5.1.6文件操作
5.2目錄
5.2.1層次目錄系統(tǒng)
5.2.2路徑名’
5.2.3目錄操作
5.3文件系統(tǒng)的實現(xiàn)
5.3.1實現(xiàn)文件
5.3.2實現(xiàn)目錄
5.3.3磁盤空間管理
5.3.4文件系統(tǒng)的可靠性
5.3.5文件系統(tǒng)性能
5.3.6日志結構的文件系統(tǒng)
5.4安全性
5.4.1安全環(huán)境
5.4.2著名的安全缺陷
5.4.3一般的安全性攻擊
5.4.4安全性的設計原則
5.4.5用戶驗證
5.5保護機制
5.5.1保護域
5.5.2存取控制表
5.5.3權限
5.5.4隱藏通道
5.6MINIX文件系統(tǒng)概述
5.6.1消息
5.6.2文件系統(tǒng)布局
5.6.3位圖
5.6.4i節(jié)點
5.6.5塊高速緩存
5.6.6目錄和路徑
5.6.7文件描述符
5.6.8文件鎖
5.6.9管道和設備文件
5.6.10一個例子：READ系統(tǒng)調(diào)用
5.7 MINIX文件系統(tǒng)的實現(xiàn)
5.7.1頭文件和全局變量
5.7.2表的管理
5.7.3主程序
5.7.4對單個文件的操作
5.7.5目錄和路徑
5.7.6其他系統(tǒng)調(diào)用
5.7.7 I/O設備界面
5.7.8一般的實用程序
5.8小結
習題

第6章閱讀材料和參考文獻
6.1推薦的進一步的閱讀材料
6.1.1介紹和概論
6.1.2進程
6.1.3輸入／輸出
6.1.4存儲器管理
6.1.5文件系統(tǒng)
6.2按字母排序的參考文獻