作業系統原理及Linux核心分析（第3版）

《作業系統原理及Linux核心分析（第3版）》是2023年清華大學出版社出版的圖書，作者是李芳、劉曉春、李東海。

基本介紹

• 中文名：作業系統原理及Linux核心分析（第3版）
• 作者：李芳、劉曉春、李東海
• 出版時間：2023年5月1日
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302631705 
• 定價：59.90 元

內容簡介

本書主要介紹作業系統的核心功能：作業系統接口、進程管理、存儲管理、檔案管理、設備管理的主要思想及設計原理。圍繞這五大模組以Linux為例分析作業系統的核心代碼的實現方法、技術以及作業系統各個功能部分的關聯實現技巧。在此基礎上，從作業系統的發展需求及計算機體系結構的發展上，引入作業系統的**技術，如執行緒的引入及套用環境、多處理機系統的實現技術、實時調度算法等。

圖書目錄

目錄

第1章緒論

1.1什麼是作業系統

1.1.1程式是如何運行的

1.1.2作業系統的作用

1.2作業系統運行環境

1.2.1計算機的基本硬體元素

1.2.2與作業系統相關的幾種主要暫存器

1.2.3指令的執行

1.2.4中斷

1.2.5處理機狀態及特權指令

1.3作業系統的形成和發展

1.3.1作業系統發展的基礎

1.3.2手工操作

1.3.3批處理系統

1.3.4分時系統

1.3.5實時系統

1.3.6個人作業系統

1.3.7網路作業系統

1.3.8分散式作業系統

1.3.9嵌入式作業系統

1.3.10作業系統的發展趨勢

1.4作業系統的功能和特性

1.4.1作業系統的功能

1.4.2作業系統的基本特徵

1.5作業系統結構

1.5.1模組組合結構及層次結構

1.5.2微核心結構

1.5.3虛擬機結構

1.6Linux作業系統

1.6.1Linux發展歷程

1.6.2Linux的特點

1.6.3Linux核心結構

習題

第2章用戶接口

2.1命令控制界面

2.1.1在線上命令的類型

2.1.2在線上命令的操作方式

2.2Linux系統的命令控制界面

2.2.1登錄Shell

2.2.2命令句法

2.2.3常用的基本命令

2.2.4重定向與管道命令

2.2.5通信命令

2.2.6後台命令

2.3程式接口

2.3.1系統調用

2.3.2系統調用的類型

2.3.3系統調用的實現

2.3.4Linux系統調用

2.3.5Windows套用編程接口

習題

第3章進程管理

3.1進程的概念

3.1.1進程的引入

3.1.2進程的定義與特徵

3.1.3引入進程的利弊

3.2進程控制塊和進程的狀態

3.2.1進程的狀態及其變化

3.2.2進程控制塊

3.3進程的控制

3.3.1進程的創建原語

3.3.2進程的撤銷原語

3.3.3進程的阻塞與喚醒原語

3.4進程同步

3.4.1互斥

3.4.2進程的同步

3.4.3同步機制

3.4.4同步機構套用

3.5經典的進程同步問題

3.5.1生產者消費者問題

3.5.2讀者寫者問題

3.5.3哲學家進餐問題

3.6進程通信

3.6.1進程通信的類型

3.6.2進程通信的方式

3.6.3訊息緩衝佇列通信機制

3.6.4信箱通信

3.7執行緒

3.7.1執行緒的引入

3.7.2執行緒的概念

3.7.3執行緒的控制

3.7.4執行緒的實現

3.7.5執行緒的適用範圍

3.8Linux的進程管理

3.8.1Linux進程概念與描述

3.8.2Linux中的進程狀態及其轉換

3.8.3Linux的進程控制

3.8.4Linux的進程通信

習題

第4章處理機調度與死鎖

4.1調度的基本概念

4.1.1作業的概念及狀態

4.1.2分級調度

4.1.3調度的功能與時機

4.1.4調度原則與性能衡量

4.2調度算法

4.2.1先來先服務算法

4.2.2短作業優先算法

4.2.3最高回響比優先算法

4.2.4高優先權優先算法

4.2.5輪轉法

4.2.6多級反饋算法

4.3實時調度

4.3.1實時系統的特點

4.3.2實時調度算法

4.4多處理機調度

4.4.1多處理機系統的類型

4.4.2多處理機系統調度方式

4.5死鎖

4.5.1死鎖的產生

4.5.2死鎖的必要條件

4.6解決死鎖問題的方法

4.6.1死鎖的預防

4.6.2死鎖的避免

4.6.3死鎖的檢測與解除

4.7Linux進程調度

4.7.1Linux進程調度的時機

4.7.2Linux進程調度策略

4.7.3Linux進程調度算法

習題

第5章存儲管理

5.1存儲管理基本概念

5.1.1物理記憶體和虛擬存儲空間

5.1.2存儲管理的主要任務

5.2分區式存儲管理

5.2.1固定分區

5.2.2可變分區

5.2.3地址變換與記憶體保護

5.2.4分區式存儲管理的優缺點

5.3頁式存儲管理

5.3.1靜態頁式存儲管理

5.3.2動態頁式存儲管理

5.3.3指令存取速度與頁面大小問題

5.3.4存儲保護

5.3.5頁式存儲管理的優缺點

5.4淘汰算法與抖動現象

5.4.1淘汰算法

5.4.2抖動現象與工作集

5.5段式存儲管理

5.5.1靜態段式存儲管理

5.5.2動態段式存儲管理

5.5.3分段和分頁的主要區別

5.5.4段的信息共享

5.5.5段的靜態連結與動態連結

5.5.6段式存儲管理的記憶體保護

5.5.7段式存儲管理的優缺點

5.6段頁式存儲管理

5.6.1實現原理

5.6.2段頁式存儲管理的其他問題

5.7Linux存儲管理

5.7.1進程虛擬記憶體空間的管理

5.7.2Linux的分頁式存儲管理

習題

第6章設備管理

6.1設備管理概述

6.1.1設備的分類

6.1.2設備管理的目標

6.1.3設備控制器

6.1.4I/O系統的層次結構

6.2數據傳送控制方式

6.2.1程式直接控制方式

6.2.2中斷控制方式

6.2.3DMA控制方式

6.2.4通道控制方式

6.3中斷處理與設備驅動程式

6.3.1中斷處理過程

6.3.2設備驅動程式

6.4緩衝技術

6.4.1引入緩衝技術的原因

6.4.2緩衝的種類

6.4.3緩衝池的管理

6.5設備分配

6.5.1設備分配中的數據結構

6.5.2設備分配的原則

6.5.3設備分配程式

6.5.4SPOOLing技術

6.6邏輯I/O系統

6.7Linux的設備管理

6.7.1邏輯I/O管理

6.7.2用戶與設備驅動程式

6.7.3設備模型

習題

第7章檔案管理

7.1檔案和檔案系統

7.1.1檔案的概念

7.1.2檔案的分類

7.1.3檔案管理系統

7.2檔案的邏輯結構

7.2.1無結構檔案

7.2.2順序檔案

7.2.3索引檔案

7.2.4直接檔案

7.3檔案的物理結構

7.3.1連續檔案

7.3.2連結式檔案

7.3.3索引檔案

7.4檔案存儲空間的管理

7.4.1位示圖法

7.4.2空閒表法

7.4.3空閒鍊表法

7.5檔案目錄管理

7.5.1檔案控制塊的內容

7.5.2目錄結構

7.5.3目錄管理

7.6檔案共享和保護

7.6.1基於索引節點的共享方法

7.6.2基於符號連結的共享方法

7.6.3檔案的保護

7.7硬碟管理與調度

7.7.1機械硬碟

7.7.2固態硬碟

7.8Linux檔案管理

7.8.1Linux檔案系統概論

7.8.2虛擬檔案系統

7.8.3EXT檔案系統

7.8.4檔案管理和操作

習題

第8章多處理機系統

8.1多處理機

8.1.1多處理機硬體

8.1.2多處理機作業系統類型

8.1.3多處理機同步

8.1.4處理機調度

8.2多計算機

8.2.1多計算機硬體

8.2.2低層通信軟體

8.2.3用戶層通信軟體

8.2.4遠程過程調用

8.2.5分散式共享存儲器

8.2.6多計算機調度

8.2.7負載均衡

8.3虛擬化

8.3.1準虛擬化

8.3.2記憶體的虛擬化

8.3.3I/O設備的虛擬化

8.3.4虛擬工具

8.3.5多核處理機上的虛擬機

8.3.6授權問題

習題

第9章嵌入式作業系統

9.1什麼是嵌入式作業系統

9.2嵌入式作業系統的特點

9.3嵌入式作業系統的主要功能

9.4嵌入式作業系統的套用領域

9.5典型的嵌入式作業系統

9.5.1VxWorks

9.5.2QNX

9.5.3嵌入式Linux

9.5.4Windows CE

9.5.5Android

9.5.6iOS

9.5.7TinyOS

9.5.8μC/OS

習題

第10章作業系統安全

參考文獻