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操作pȝ _N与设计原?全球?W??PDF 下蝲
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![]() 资料介: 本书是操作系l的l典教材Q内Ҏ(gu)及操作系l的概念、结构和机制?全书不仅pȝ地讲qC操作pȝ的基本概c原理和Ҏ(gu)Q而且以当代主的操作pȝWindows 8、UNIX、Android、LinuxZQ呈C当代操作pȝ的本质和特点。具体内容包括背景、进E、内存、调度、输?输出与文件、嵌入式pȝ、安全、分布式pȝ8个部?/span> 资料目录Q?br /> W?章 读者和教师指南 1 0.1 本书概述 2 0.2 实例pȝ 2 0.3 读者和教师学习路线图 3 0.4 互联|和|站资源 4 本书配套的网站 4 其他|站 4 W?1部分 背景 W?1章 计算机系l概q 5 1.1 基本l成 6 1.2 微处理器的发展 7 1.3 指o的执行 8 1.4 中断 10 1.4.1 中断和指令周期 11 1.4.2 中断处理 15 1.4.3 多个中断 17 1.5 分存储体系 19 1.6 高速缓存 22 1.6.1 动机 22 1.6.2 高速缓存的原理 22 1.6.3 高速缓存的设计 24 1.7 直接内存讉K 25 1.8 多处理器和多核组l结构 26 1.8.1 对称多处理器 27 1.8.2 l织l构 27 1.8.3 多核计算机 28 1.9 推荐阅读 29 1.10 关键术语、复习题与习题 30 附录1A 两存储器的性能特征 33 W?2章 操作pȝ概述 39 2.1 操作pȝ的目标和功能 40 2.1.1 作ؓ用户与系l交?/span> 接口的操作系l 40 2.1.2 作ؓ资源理器的 操作pȝ 42 2.1.3 操作pȝ的易 发展性 43 2.2 操作pȝ的发展 44 2.2.1 串行处理 44 2.2.2 单批处理pȝ 44 2.2.3 多道批处理系l 47 2.2.4 分时pȝ 49 2.3 主要成就 51 2.3.1 q程 52 2.3.2 内存理 55 2.3.3 信息保护和安全 56 2.3.4 调度和资源管理 57 2.4 C操作pȝ的发展 58 2.5 定w 61 2.5.1 基本概念 61 2.5.2 故障 62 2.5.3 操作pȝ中的机制 63 2.6 多处理器和多核操作系l设计要 考虑的因素 63 2.6.1 对称多处理器操作 pȝ设计上的考虑 63 2.6.2 多核操作pȝ 设计上的考虑 64 2.7 微YWindows介 66 2.7.1 背景 66 2.7.2 体系l构 66 2.7.3 客户/服务器模式 69 2.7.4 U程和SMP 70 2.7.5 Windows对象 70 2.8 传统UNIXpȝ 72 2.8.1 发展历史 72 2.8.2 pȝ概述 72 2.9 CUNIXpȝ 74 2.9.1 System VW??/span> QSVR4Q 74 2.9.2 BSD 75 2.9.3 Solaris 10 75 2.10 Linuxpȝ 76 2.10.1 发展历史 76 2.10.2 模块l构 76 2.10.3 内核lg 78 2.11 Androidpȝ 80 2.11.1 安卓软g架构 81 2.11.2 安卓pȝ架构 83 2.11.3 zd 83 2.11.4 甉|理 84 2.12 推荐阅读和配套演C 85 2.13 关键术语、复习题与习题 86 W?2部分 q程 W?章 q程的描qC控制 89 3.1 什么是q程Q 90 3.1.1 背景 90 3.1.2 q程和进E控制块 91 3.2 q程状态 92 3.2.1 双状态模型 94 3.2.2 q程的创建和l束 95 3.2.3 五状态模型 97 3.2.4 q程挂v 100 3.3 q程描述W 104 3.3.1 操作pȝ中控?/span> 资源的结构 105 3.3.2 q程控制块 106 3.4 q程控制 112 3.4.1 Q处理器的)执行?/span> 模式 112 3.4.2 q程创徏 113 3.4.3 q程切换 114 3.5 操作pȝ的执行 116 3.5.1 独立内核 116 3.5.2 嵌套于用戯E 117 3.5.3 Zq程的操?/span> pȝ 118 3.6 UNIX SVR4中的q程理 118 3.6.1 q程状态 118 3.6.2 q程描述 120 3.6.3 q程控制 122 3.7 ȝ 122 3.8 推荐阅读与动甅R123 3.9 关键术语、复习题与习题 123 W?章 U程 128 4.1 q程和线E 129 4.1.1 多线E 129 4.1.2 U程功能 132 4.2 U程的类型 134 4.2.1 用户U和内核U?/span> U程 134 4.2.2 其他设计 138 4.3 多核和多U程 140 4.3.1 多核环境下应用的 性能 140 4.3.2 应用CZQValve?/span> 游戏软g 143 4.4 Windows 8的进E和U程 理 144 4.4.1 Windows 8所带来?/span> 改变 145 4.4.2 Windowsq程 146 4.4.3 q程和线E对象 147 4.4.4 多线E 149 4.4.5 U程状态 149 4.4.6 操作pȝ子系l的 支持 150 4.5 Solaris的线E和多处理器 理 150 4.5.1 多线E结构 150 4.5.2 设计目标 151 4.5.3 q程l构 152 4.5.4 U程执行 153 4.5.5 用线E处理中断 153 4.6 Linux的进E和U程理 154 4.6.1 Linuxq程 154 4.6.2 LinuxU程 156 4.6.3 Linux命名I间 157 4.7 Android的进E和U程理 158 4.7.1 Android应用 158 4.7.2 zd 159 4.7.3 q程和线E 161 4.8 Mac OS X的Grand Central Dispatch 161 4.9 ȝ 164 4.10 推荐阅读 164 4.11 关键术语、复习题与习题 164 W?章 q发Q互斥与同步 169 5.1 q发的原理 171 5.1.1 一个简单例子 172 5.1.2 竞态(Race ConditionQ 173 5.1.3 操作pȝ的设?/span> 挑战 174 5.1.4 q程交互 174 5.1.5 实现互斥的条件 177 5.2 互斥Q硬件的支撑Ҏ(gu) 178 5.2.1 关中断 178 5.2.2 Ҏ(gu)机器指o 178 5.3 信号灯(SemaphoreQ 181 5.3.1 互斥的实现 184 5.3.2 生?消费?/span> 问题 186 5.3.3 信号灯的实现 191 5.4 程QMonitorQ 192 5.4.1 程和信受192 5.4.2 采用通知和广播的 程模型 196 5.5 消息通信 197 5.5.1 同步QSynchroni- zationQ 198 5.5.2 dQAddres- singQ 199 5.5.3 消息格式 201 5.5.4 队列l织 201 5.5.5 互斥的实现 201 5.6 读?写者问题 203 5.6.1 读者优先 203 5.6.2 写者优先 204 5.7 ȝ 207 5.8 推荐阅读 207 5.9 关键术语、复习题与习题 208 W?章 q发Q死锁与饥饿 221 6.1 死锁的原理 222 6.1.1 可重用资源 225 6.1.2 消耗性资源 226 6.1.3 资源分配图 227 6.1.4 死锁发生的条件 228 6.2 死锁预防QDeadlock PreventionQ 229 6.2.1 互斥条g 229 6.2.2 占有q等待条件 230 6.2.3 不可抢占条g 230 6.2.4 环\{待条g 230 6.3 死锁避免QDeadlock AvoidanceQ 230 6.3.1 拒绝创徏q程 231 6.3.2 拒绝分配资源 232 6.4 死锁(Deadlock DetectionQ 235 6.4.1 死锁算法 236 6.4.2 死锁恢复 237 6.5 解决死锁的综合方案 237 6.6 哲学家进问题 238 6.6.1 使用信号灯的解决 Ҏ(gu) 238 6.6.2 使用程的解?/span> Ҏ(gu) 240 6.7 UNIXpȝ的ƈ发控制机制 241 6.7.1 道 242 6.7.2 消息 242 6.7.3 ׃n内存 242 6.7.4 信号灯 242 6.7.5 信号 243 6.8 Linux内核的ƈ发控制机制 244 6.8.1 原子操作 245 6.8.2 自旋?/span> QSpinlocksQ 246 6.8.3 信号灯 248 6.8.4 屏障?/span> QBarriersQ 249 6.9 SolarisU程同步原语 250 6.9.1 互斥锁 251 6.9.2 信号灯 251 6.9.3 读?写者锁 252 6.9.4 条g变量QCondition VariableQ 252 6.10 Windows 7的ƈ发控制机制 252 6.10.1 Wait函数 252 6.10.2 调度对象QDispatcher ObjectQ 253 6.10.3 临界区 254 6.10.4 瘦读?写者锁?/span> 条g变量 254 6.10.5 无锁同步 255 6.11 Androidpȝ中的q程?/span> 通信 255 6.12 ȝ 256 6.13 推荐阅读 256 6.14 关键术语、复习题与习题 257 W?部分 内存 W?章 内存理 265 7.1 内存理的需求 266 7.1.1 内存重定位 266 7.1.2 内存保护 267 7.1.3 内存׃n 268 7.1.4 逻辑l构 268 7.1.5 物理l构 268 7.2 内存分区 269 7.2.1 固定分区 270 7.2.2 分区大小 270 7.2.3 攄{略 271 7.2.4 动态分区 272 7.2.5 攄{略 273 7.2.6 |换{略 275 7.2.7 伙伴pȝ 275 7.2.8 重定位 277 7.3 分页 278 7.4 分段 282 7.5 结 282 7.6 推荐阅读和配套演C 283 7.7 关键术语、复习题与习题 283 附录7A 加蝲和链接 286 W?章 虚拟内存 292 8.1 g和控制结构 293 8.1.1 局部性和虚拟 内存 295 8.1.2 分页 296 8.1.3 表l构 297 8.1.4 分段 305 8.1.5 D页式 306 8.1.6 保护和共享 307 8.2 操作pȝ软g 308 8.2.1 d{略 309 8.2.2 攄{略 309 8.2.3 |换{略 310 8.2.4 늼册Ӏ314 8.2.5 |换{略和高?/span> ~冲的大 315 8.2.6 清除{略 321 8.2.7 加蝲控制 321 8.3 UNIX和SOLARIS的内?/span> 理 323 8.3.1 分页pȝ 323 8.3.2 内核内存分配器 326 8.4 Linux内存理 327 8.4.1 Linux虚拟内存 327 8.4.2 内核内存分配 329 8.5 Windows内存理 330 8.5.1 Windows虚拟地址 映射 330 8.5.2 Windows分页 331 8.5.3 Windows 8交换 332 8.6 Android内存理 332 8.7 结 332 8.8 推荐阅读和配套演C 333 8.9 关键术语、复习题与习题 334 W?部分 调度 W?章 单处理器调度 339 9.1 处理器调度的cd 340 9.1.1 长期调度 342 9.1.2 中期调度 343 9.1.3 短期调度 343 9.2 调度法 343 9.2.1 短期调度准则 343 9.2.2 优先U的使用 345 9.2.3 可选的调度{略 345 9.2.4 性能比较 355 9.2.5 公^׃n调度 360 9.3 传统的UNIX调度 362 9.4 ȝ 363 9.5 推荐阅读和动甅R364 9.6 关键术语、复习题与习题 364 W?10章 多处理器、多核调度与实时 调度 369 10.1 多处理器和多核调度 370 10.1.1 _度 370 10.1.2 设计问题 371 10.1.3 q程调度 373 10.1.4 U程调度 374 10.1.5 多核U程调度 379 10.2 实时调度 380 10.2.1 背景 380 10.2.2 实时操作pȝ?/span> 特点 381 10.2.3 实时调度 384 10.2.4 截止期限调度 385 10.2.5 单调速率调度 388 10.2.6 优先U反转 391 10.3 Linux调度 393 10.3.1 实时调度 393 10.3.2 非实时调度 394 10.4 UNIX SVR4调度 396 10.5 UNIX FreeBSD调度 397 10.5.1 优先U类 398 10.5.2 对SMP和多核的 支持 398 10.6 Windows调度 400 10.6.1 q程和线E?/span> 优先U 400 10.6.2 多处理器调度 401 10.7 ȝ 402 10.8 推荐阅读 403 10.9 关键术语、复习题与习题 403 W?部分 输入/输出与文?/span> W?11章 I/O理和磁盘调度 407 11.1 I/O讑֤ 408 11.2 I/O功能的组l 409 11.2.1 I/O功能的发?/span> 历程 410 11.2.2 直接内存讉K 411 11.3 操作pȝ设计问题 412 11.3.1 设计目标 412 11.3.2 I/O功能的逻辑 l构 413 11.4 I/O~冲 414 11.4.1 单缓冲区 415 11.4.2 双缓冲区 416 11.4.3 环Ş~冲区 417 11.4.4 ~冲区的作用 417 11.5 盘调度 417 11.5.1 盘性能参数 417 11.5.2 盘调度{略 419 11.6 RAID 423 11.6.1 0URAID 426 11.6.2 1URAID 427 11.6.3 2URAID 428 11.6.4 3URAID 428 11.6.5 4URAID 429 11.6.6 5URAID 430 11.6.7 6URAID 430 11.7 盘高速缓存 430 11.7.1 设计考虑 431 11.7.2 性能考虑 432 11.8 UNIX SVR4 I/O 434 11.8.1 ~冲区高?/span> ~存 434 11.8.2 字符队列 435 11.8.3 无缓冲的I/O 435 11.8.4 UNIX讑֤ 436 11.9 Linux I/O 436 11.9.1 盘调度 436 11.9.2 Linux面~存 438 11.10 Windows I/O 439 11.10.1 基本I/O机制 439 11.10.2 异步I/O和同?/span> I/O 439 11.10.3 软gRAID 440 11.10.4 卷媄拯 441 11.10.5 卷加密 441 11.11 ȝ 441 11.12 推荐阅读和动甅R441 11.13 关键术语、复习题与习题 443 W?12章 文g理 445 12.1 概述 446 12.1.1 文g和文?/span> pȝ 446 12.1.2 文gl构 447 12.1.3 文g理pȝ 448 12.2 文gl织与访问 451 12.2.1 堆 452 12.2.2 序文g 453 12.2.3 索引序文g 453 12.2.4 索引文g 454 12.2.5 直接文g或哈?/span> 文g 455 12.3 B树 455 12.4 文g目录 458 12.4.1 内容 458 12.4.2 l构 459 12.4.3 命名 460 12.5 文g׃n 461 12.5.1 讉K权限 462 12.5.2 同时讉K 462 12.6 记录l块 463 12.7 辅存理 464 12.7.1 文g分配 464 12.7.2 I闲I间理 469 12.7.3 南471 12.7.4 可靠性 471 12.8 UNIX文g理 472 12.8.1 i节点 472 12.8.2 文g分配 474 12.8.3 目录 475 12.8.4 L构 475 12.9 Linux虚拟文gpȝ 475 12.9.1 块对象 477 12.9.2 i节点对象 478 12.9.3 目录对象 478 12.9.4 文g对象 478 12.9.5 高速缓存 479 12.10 Windows文gpȝ 479 12.10.1 NTFS的关?/span> Ҏ(gu) 479 12.10.2 NTFS的卷和文?/span> l构 480 12.10.3 可恢复性 482 12.11 Android文g理 483 12.11.1 文gpȝ 483 12.11.2 SQLite 484 12.12 ȝ 485 12.13 推荐阅读 485 12.14 关键术语、复习题与习题 486 W?部分 嵌入式系l?/span> W?13章 嵌入式系l 489 13.1 嵌入式系l 490 13.2 嵌入式操作系l的特征 491 13.2.1 UL现有的商?/span> 操作pȝ 492 13.2.2 专用嵌入式操?/span> pȝ 492 13.3 嵌入式Linux 493 13.3.1 内核大小 493 13.3.2 ~译 493 13.3.3 嵌入式Linux文g pȝ 493 13.3.4 嵌入式Linux?/span> 优势 494 13.3.5 Android 494 13.4 TinyOS 495 13.4.1 无线传感?/span> |络 495 13.4.2 TinyOS的目标 496 13.4.3 TinyOSlg 497 13.4.4 TinyOS调度器 499 13.4.5 配置实例 500 13.4.6 TinyOS资源 接口 501 13.5 推荐阅读 503 13.6 关键术语、复习题与习题 503 W?14章 虚拟机 506 14.1 虚拟化方法 508 14.2 处理器问题 511 14.3 内存理 513 14.4 I/O理 514 14.5 VMware ESXi 515 14.6 微YHyper-V和Xen变体 517 14.7 Java VM 518 14.8 Linux VServer虚拟机架构 519 14.8.1 体系l构 519 14.8.2 q程调度 520 14.9 Android虚拟机 521 14.9.1 Dex文g格式 522 14.9.2 Zygote 523 14.10 ȝ 523 14.11 推荐阅读 523 14.12 关键术语、复习题与习题 524 W?部分 安全 W?15章 操作pȝ安全 527 15.1 入R者和恶意软g 528 15.1.1 pȝ讉K威胁 528 15.1.2 对策 529 15.2 ~冲区溢出 531 15.2.1 ~冲区溢?/span> d 531 15.2.2 ~译旉御 534 15.2.3 q行旉御 536 15.3 讉K控制 537 15.3.1 文gpȝ讉K 控制 537 15.3.2 讉K控制{略 539 15.4 UNIX讉K控制 544 15.4.1 传统UNIX文g讉K 控制 544 15.4.2 UNIX中的讉K控制 列表 546 15.5 操作pȝ强化 546 15.5.1 操作pȝ安装Q初?/span> 安装与修补 547 15.5.2 U除不必要的服务?/span> 应用和协议 548 15.5.3 配置用户、组和n?/span> 验证 548 15.5.4 配置资源控制 549 15.5.5 安装额外的安?/span> 控制 549 15.5.6 试pȝ安全性 549 15.6 安全l护 550 15.6.1 用户d 550 15.6.2 数据备䆾和存 550 15.7 Windows安全 551 15.7.1 讉K控制模式 551 15.7.2 讉K令牌 552 15.7.3 安全描述W 552 15.8 ȝ 555 15.9 推荐阅读 555 15.10 关键术语、复习题与习题 556 W?部分 分布式系l?/span> W?16章 分布式处理、客?服务器和 集群 559 16.1 客户/服务器计 560 16.1.1 什么是客户/服务?/span> 计算Q 560 16.1.2 客户/服务?/span> 应用 562 16.1.3 中间件 567 16.2 分布式消息传递 569 16.2.1 可靠性与不可 靠性 571 16.2.2 d与非d 571 16.3 q程q程调用 571 16.3.1 参数传递 572 16.3.2 参数表示 573 16.3.3 客户/服务?/span> l定 573 16.3.4 同步与异步 573 16.3.5 面向对象机制 574 16.4 集群 574 16.4.1 集群的配| 575 16.4.2 操作pȝ的设?/span> 问题 577 16.4.3 集群计算机的体系 l构 578 16.4.4 集群与SMP?/span> Ҏ(gu) 579 16.5 Windows集群服务器 579 16.6 Beowulf和Linux集群 581 16.6.1 BeowulfҎ(gu) 581 16.6.2 Beowulf软g 582 16.7 ȝ 582 16.8 推荐阅读 583 16.9 关键术语、复习题与习题 583 参考文献 586 |