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目录1

序言1

第一章 引论1

1.1　操作系统是什么？2

1.1.1　操作系统作为机器的延伸2

1.1.2　操作系统作为资源管理者3

1.2　操作系统的历史3

1.2.1　第一代（1945-1955）：真空管和插接板4

1 2.2　第二代（1955-1965）：晶体管和批处理系统4

1.2.3　第三代（1965-1980）：集成电路与多道程序设计6

1.2.4　第四代（1980-1990）：个人计算机8

1.2.5 MINIX的历史9

1.3　操作系统的概念10

1.3.1　进程10

1.3.2　文件12

1.3.3 shell14

1.4　系统调用15

1.4.1　进程管理系统调用17

1.4.2　关于信号的系统调用19

1.4.3　文件管理系统调用21

1.4.4 目录管理系统调用25

1.4.5　为保护而设置的系统调用27

1.4.6　时间管理系统调用28

1.5　操作系统结构28

1.5.1　单体系统28

1.5.2　分层系统29

1.5.3　虚拟机30

1.5.4　顾客-服务员模式31

1.6　本书其余部份梗概32

1.7　小结33

习题33

2.1.1　进程模型35

2.1　进程入门35

第二章　进程35

2.1.2　进程的实现38

2.2　进程间的通信40

2.2.1　竞态条件40

2.2.2　临界区41

2.2.3　通过忙等待实现互斥41

2.2.4　睡眠与唤醒44

2.2.5　信号量46

2.2.6　事件计数器48

2.2.7　监控程序49

2.2.8　消息传递52

2.2.9　原语的等价性56

2.3 经典的IPC问题58

2.3.1　哲学家的用餐问题58

2.3.2　读者和写者问题61

2.4　进程调度62

2.4.1　轮回调度法63

2.4.2　优先调度法64

2.4.3　多重队列65

2.4.4　最短的作业第一66

2.4.5　策略驱动调度法67

2.4.6　二级调度67

2.5　MINIX中的进程概述68

2.5.1 MINIX的内部构造68

2.5.2 MINIX的进程管理69

2.5.3 MINIX的进程通信70

2.5.4 MINIX的进程调度70

2.6　MINIX进程的实现70

2.6.1 MINIX源代码的构造71

2.6.2　公用首部文件72

2.6.3　进程数据结构和首部文件74

2.6.4　系统初始化76

2.6.5 MINIX的中断处理77

2.6.6　核的汇编码实用程序78

2.6.7 MINIX中的进程通信79

2.6.8　MINIX中的调度81

2.7　小结81

习题82

第三章　输入／输出85

3.1　I/O硬件的原理85

3.1.1 I/O设备85

3.1.2　设备控制器86

3.2 I/O软件的原理89

3.2.1 I/O软件的目标89

3.2.2　中断处理程序90

3.2.3　设备驱动程序90

3.2.4　独立于设备的I/O软件91

3.2.5　用户空间的I/O软件92

3.3　死锁94

3.3.1　资源94

3.3.2　死锁的模型95

3.3.3　舵鸟算法97

3.3.4　检测与恢复98

3.3.5　死锁的防止98

3.3.6　死锁的回避100

3.4　概述MINIX中的I/O103

3.4.1 MINIX的中断处理程序103

3.4.2 MINIX的设备驱动程序103

3.4.3 MINIX中与设备无关的I/O软件106

3.4.4 MINIX中的用户级I/O软件106

3.4.5 MINIX中的死锁处理106

3.5 RAM磁盘107

3.5.1 RAM磁盘的硬件和软件107

3.5.2 MINIX的RAM磁盘驱动程序概述108

3.5.3 RAM磁盘驱动程序在MINIX中的实现109

3.6　磁盘109

3.6.1　磁盘硬件109

3.6.2　磁盘软件110

3.6.3 MINIX中的软盘驱动程序概述114

3.6.4 软盘驱动程序在MINIX中的实现115

3.7　时钟118

3.7.1　时钟硬件118

3.7.2　时钟软件119

3.7.3 MINIX中的时钟驱动程序概述121

3.7.4　时钟驱动程序在MINIX中的实现122

3.8　终端122

3.8.1　终端硬件123

3.8.2　终端软件125

3.8.3　MINIX的终端驱动程序概述130

3.8.4　终端驱动程序在MINIX中的实现135

3.9 MINIX里的系统任务139

3.10 小结142

习题142

4.1.1　无存储交换与页面调换的单道程序存储管理146

4.1　无存储交换与页面调换的存储管理146

第四章　存储管理146

4.1.2　多道程序设计与存储的使用147

4.1.3　固定分区的多道程序设计149

4.2　存储交换151

4.2.1　使用可变分区的多道程序设计151

4.2.2　使用位图的存储管理152

4.2.3　使用链接表的存储管理153

4.2.4　使用伙伴系统的存储管理155

4.2.5　对换空间的分配156

4.2.6　对换系统的分析156

4.3　虚拟存储157

4.3.1　页面调换157

4.3.2　分段160

4.4　页淘汰算法162

4.4.1　最优的页淘汰162

4.4.2　非最近使用的页淘汰162

4.4.4　最近最少使用的页淘汰163

4.4.3　先进先出的页淘汰163

4.4.5 LRU的软件模拟165

4.5　页调换系统的设计问题166

4.5.1　工作集模式166

4.5.2　局部与全局分配策略167

4.5.3　页的大小168

4.5.4　实现问题169

4.6 MINIX的存储管理概述170

4.6.1　存储层171

4.6.2　消息处理173

4.6.3　存储管理的数据结构与算法173

4.6.4 FORK.EXIT和WAIT系统调用175

4.6.5 EXEC系统调用176

4.6.6 BRK系统调用178

4.6.7　信号处理178

4.7.1　首部文件179

4.7 MINIX存储管理的实现179

4.6.8　其他的系统调用179

4.7.2　主程序180

4.7.3 FORK.EXIT和WAIT的实现180

4.7.4　EXEC的实现181

4.7.5 BRK的实现182

4.7.6　信号处理的实现182

4.7.7　其他系统调用的实现183

4.7.8　存储管理实用程序184

4.8　小结184

习题185

第五章　文件系统188

5.1　文件系统的用户观点188

5.1.1　文件的基本概念188

5.1.2　目录190

5.2　文件系统设计192

5.2.1　盘空间管理192

5.2.2　文件存储194

5.2.3　目录结构196

5.2.4　文件共享198

5.2.5　文件系统的可靠性199

5.2.6 文件系统的性能202

5.3　文件服务员204

5.3.1　接口层205

5.3.2　原子更新205

5.3.3　并发控制206

5.3.4　事务处理207

5.3.5　重复文件208

5.4　安全性209

5.4.1　安全性环境209

5.4.2　著名的安全性缺陷210

5.4.3　一般性的安全攻击211

5.4.4　安全性设计原理212

5.4.5　鉴别用户212

5.5.1　保护范围215

5.5　保护机制215

5.5.2　存取控制表217

5.5.3　权力218

5.5.4　保护模型219

5.5.5　隐通道221

5.6 MINIX文件系统概述222

5.6.1　消息222

5.6.2　文件系统的盘结构223

5.6.3　位图225

5.6.4 i节点226

5.6.5　缓冲池227

5.6.6　目录与路径228

5.6.7　文件描述字229

5.6.8　管道和特别文件230

5.6.9 READ系统调用的一个例子231

5.7 MINIX文件系统的实现231

5.7.1　首部文件231

5.7.2　表格管理232

5.7.3　主程序235

5.7.4　对单个文件的操作236

5.7.5　目录与路径241

5.7.6　其他系统调用242

5.7.7 I/O设备的接口244

5.7.8　实用过程245

5.8　小结245

习题245

6.1.1　入门与概论248

第六章　阅读书目与书目提要248

6.1　进一步阅读的建议248

6.1.2　进程249

6.1.3　输入／输出249

6.1.4　存储管理250

6.1.5　文件系统250

6.2　按字母排列的参考书目251

A.2　基本的数据类型259

附录A C初步259

A.1 C的基础知识259

A.3　构造类型260

A.4　语句262

A.5　表达式264

A.6　程序结构266

A.7 C预处理器266

A.8 特有构造268

附录B IBM PC简介269

B.1 INTEL8088 CPU269

B.2 IBM PC系统构造273

附录C MINIX用户指南275

C.1　怎样启动MINIX系统275

C.2　怎样使用MINIX系统277

C.2.1　入门277

C.2.2 MINIX文件系统277

C.2.3　文件系统的安装278

C.2.4　对用户的提示279

C.3　超级用户的职能281

C.3.1　建造新的文件系统281

C.3.2　文件系统的检查281

C.3.3　/etc目录281

C.3.4　修改文件系统282

C.3.5　其他282

C.4 MINIX命令283

C.5　库306

C.6　文件格式306

C.6.1　可执行文件格式（a.out文件）307

C.6.2　存档格式307

C.6.3　库格式308

附录D MINIX实现者指南309

D.1　引言309

D.2.1　编译器的内部过程312

D.2　库312

D.2.2　为库中的过程排序313

D.2.3　汇编语言过程314

D.2.4　具体步骤314

D.3　构造新的文件系统315

D.3.1　概念315

D.3.2　具体步骤317

D.4.1　概念318

D.4　重新编译MINIX318

D.4.2　具体步骤319

D.5　建立引导软盘320

D.5.1　概念320

D.5.2　具体步骤321

D.6　测试MINIX322

D.7　安装新的设备驱动程序322

D.8　故障查找322

附录E MINIX源程序列表325

附录F MINIX交叉引用表461