UNIX操作系統(tǒng)教程

內(nèi)容概要

《高等學(xué)校教材:UNIX操作系統(tǒng)教程》以UNIX操作系統(tǒng)為線索，介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一種基本系統(tǒng)軟件——操作系統(tǒng)。全書共分十四章。第一章概要介紹設(shè)置操作系統(tǒng)的目的，操作系統(tǒng)的分類，功能和特性以及UNIX操作系統(tǒng)的概況。第二章介紹程序設(shè)計(jì)語言C。第三章闡述進(jìn)程的基本慨念、進(jìn)程調(diào)度狀態(tài)和通訊。第四章到第十三章結(jié)合UNIX操作系統(tǒng)講述操作系統(tǒng)的各個(gè)主要組成部分，包括：中斷和陷入、存儲管理、進(jìn)程管理、信號和跟蹤、字符塊和字符設(shè)備管理、文件管理系統(tǒng)、進(jìn)程通訊和死鎖、系統(tǒng)的初啟和再生以及操作系統(tǒng)面向用戶的界面等。

書籍目錄

第一章 引論 一、設(shè)置操作系統(tǒng)的目的 （一）設(shè)置操作系統(tǒng)的兩個(gè)目的 （二）軟、硬件資源分類 二、操作系統(tǒng)分類 （一）實(shí)時(shí)系統(tǒng) （二）作業(yè)處理系統(tǒng) 三、操作系統(tǒng)的功能 （一）從人工操作到機(jī)器自動處理 （二）用快速輸入、輸出代替低速輸入、輸出 （三）從串行操作到并行操作 （四）從單道到多道程序 （五）分時(shí)操作系統(tǒng)的出現(xiàn) （六）作業(yè)處理操作系統(tǒng)功能綜合 四、操作系統(tǒng)的特性 （一）并發(fā) （二）共享 （三）長期的信息儲存 （四）不確定性 五、操作系統(tǒng)的性能 （一）可靠性 （二）效率 （三）可維護(hù)性 六、UNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史和特點(diǎn) （一）UNIX系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展 （二）UNIX系統(tǒng)的某些特點(diǎn) 七、UNIX的結(jié)構(gòu) （一）UNIX系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) （二）UNIX內(nèi)核源程序結(jié)構(gòu) 習(xí)題 第二章 程序設(shè)計(jì)語言C 一、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符和表達(dá)式 （一）從一個(gè)簡單程序開始 （二）華氏一攝氏溫度對照表打印程序 （三）數(shù)據(jù)類型 （四）常數(shù) （五）運(yùn)算符 二、控制流 （一）語句和復(fù)合語句 （二）二路選擇語句if—else （三）多路選擇語句switch （四）循環(huán)語句while和for （五）循環(huán)語句do-while （六）break和continue語句 （七）goto語句 三、符號常數(shù)和預(yù)處理程序 （一）符號常數(shù) （二）宏代換 （三）文件蘊(yùn)含 （四）條件編譯 四、兩個(gè)輸入、輸出程序及其應(yīng)用 （一）字符輸入和輸出 （二）復(fù)制文件 （三）文件字符、字和行計(jì)數(shù) 五、函數(shù) （一）函數(shù)的一般形式 （二）一個(gè)例子 （三）返回語句和返回值 （四）參數(shù)傳遞方式 （五）變量存儲類型 （六）遞歸調(diào)用 六、指針 （一）指針和地址 （二）指針和函數(shù)參數(shù) （三）指針和數(shù)組 （四）指針運(yùn)算 （五）二維數(shù)組和指針 （六）指針和函數(shù) 七、結(jié)構(gòu) （一）結(jié)構(gòu)的基本形式 （二）結(jié)構(gòu)指針和函數(shù) （三）結(jié)構(gòu)數(shù)組和指針 （四）結(jié)構(gòu)的靈活應(yīng)用 習(xí)題 第三章 并發(fā)進(jìn)程 一、程序和進(jìn)程 （一）程序的順序執(zhí)行 （二）資源共享和程序的并發(fā)運(yùn)行 （三）各種程序活動的相互依賴和制約 （四）進(jìn)程概念的引入和描述 （五）進(jìn)程和程序的區(qū)別和聯(lián)系 （六）對并發(fā)和不確定性的再說明 二、進(jìn)程的表示及調(diào)度狀態(tài) （一）進(jìn)程的表示 （二）進(jìn)程的狀態(tài) 三、進(jìn)程通訊 （一）同步 （二）互斥和臨界區(qū) （三）實(shí)施臨界區(qū)互斥的鎖操作法 （四）信號量 （五）高級通訊機(jī)構(gòu) 四、UNIX操作系統(tǒng)中的進(jìn)程 （一）UNIX進(jìn)程與圖象 （二）UNIX進(jìn)程的兩種運(yùn)行狀態(tài) （三）UNIX進(jìn)程的存儲器圖象 （四）進(jìn)程基本控制塊 （五）進(jìn)程擴(kuò)充控制塊 （六）共享正文段 習(xí)題 第四章 中斷和陷入 一、概述 （一）中斷及其一般處理過程 （二）中斷優(yōu)先級和多重中斷 （三）中斷源分類 （四）陷入和系統(tǒng)調(diào)用 二、PDP-11的中斷機(jī)構(gòu) （一）處理機(jī)狀態(tài)字ps （二）中斷的多線、多級結(jié)構(gòu) （三）中斷矢量 三、UNIX中斷處理 （一）中斷隱指令 （二）現(xiàn)場保護(hù)和參數(shù)傳遞 （三）設(shè)備處理子程序 （四）恢復(fù)現(xiàn)場和退出中斷 （五）多重中斷 四、時(shí)鐘管理 （一）時(shí)鐘中斷處理子程序 （二）時(shí)鐘中斷處理的特點(diǎn) 五、陷入處理 （一）陷入分類 （二）陷入處理子程序 六、系統(tǒng)調(diào)用處理 （一）參數(shù)傳遞 （二）系統(tǒng)調(diào)用處理程序入口表 （三）系統(tǒng)調(diào)用基本處理過程 七、小結(jié) 習(xí)題 第五章 存儲管理 一、概述 （一）二級存儲器及信息傳送 （二）存儲器分配 （三）地址重定位 （四）信息保護(hù) 二、PDP-11內(nèi)存管理機(jī)構(gòu) （一）虛地址字 （二）內(nèi)存管理寄存器 （三）虛地址到物理地址的轉(zhuǎn)換 三、UNIX存儲管理_ （一）在虛、實(shí)地址空間中的UNIX進(jìn)程圖象 （二）虛、實(shí)地址映照 （三）存儲資源管理 （四）UNIX存儲管理中的保護(hù) （五）UNIX存儲管理小結(jié) 四、虛擬存儲器 （一）虛擬存儲器的基本思想 （二）用分頁技術(shù)實(shí)施虛擬存儲器 （三）段式虛擬存儲器 （四）段頁式虛擬存儲器 （五）在段式系統(tǒng)中的存放位置選擇算法 （六）頁式系統(tǒng)中的淘汰算法 （七）段式系統(tǒng)中的淘汰算法 （八）調(diào)入算法 （九）工作集模型 習(xí)題 第六章 進(jìn)程管理 一、UNIX中進(jìn)程的各種調(diào)度狀態(tài) （一）運(yùn)行狀態(tài) （二）睡眠狀態(tài) （三）其它狀態(tài) （四）進(jìn)程調(diào)度狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 二、進(jìn)程切換調(diào)度 （一）進(jìn)程調(diào)度的一般原理 （二）UNIX進(jìn)程切換調(diào)度算法 （三）進(jìn)程切換調(diào)度的條件和時(shí)機(jī) （四）進(jìn)程切換調(diào)度程序swtch （五）UNIX進(jìn)程調(diào)度小結(jié) 三、進(jìn)程的睡眠和喚醒 （一）進(jìn)程睡眠 （二）喚醒睡眠進(jìn)程 （三）系統(tǒng)調(diào)用sleep（seconds） 四、進(jìn)程圖象在內(nèi)存和盤交換區(qū)之間的傳送 （一）進(jìn)程圖象傳送和切換調(diào)度的關(guān)系 （二）進(jìn)程圖象調(diào)入內(nèi)存算法 （三）進(jìn)程圖象調(diào)出內(nèi)存算法 （四）進(jìn)程圖象傳送程序sched （五）進(jìn)程圖象傳送對系統(tǒng)性能的影響 五、進(jìn)程的創(chuàng)建 （一）進(jìn)程的樹形體系 （二）創(chuàng)建進(jìn)程的基本任務(wù)和方式 （三）創(chuàng)建進(jìn)程的基本工作過程 （四）創(chuàng)建進(jìn)程的系統(tǒng)調(diào)用fork 六、進(jìn)程終止和父、子進(jìn)程的同步 （一）進(jìn)程自我終止 （二）父進(jìn)程等待予進(jìn)程終止 七、數(shù)據(jù)段和棧段的擴(kuò)大、縮小 （一）進(jìn)程占用存儲區(qū)的長度變更 （二）用戶棧的擴(kuò)充 （三）數(shù)據(jù)段長度的變更 習(xí)題 第七章 信號和跟蹤 一、概述 二、信號機(jī)構(gòu)的工作原理 （一）信號類型 （二）信號的產(chǎn)生、傳送和同步 （三）信號處理方式 （四）信號檢測和處理 （五）信號機(jī)構(gòu)應(yīng)用舉例 三、跟蹤機(jī)構(gòu)的工作原理 （一）父、子進(jìn)程的基本跟蹤過程 （二）跟蹤要求和命令的提出及傳送 （三）跟蹤處理過程的啟動及stop程序 （四）系統(tǒng)詞用wait在跟蹤機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用 （五）跟蹤命令的執(zhí)行和procxmt程序 （六）跟蹤機(jī)構(gòu)工作綜述 四、跟蹤機(jī)構(gòu)在斷點(diǎn)調(diào)試中的應(yīng)用 習(xí)題 第八章 字符塊設(shè)備管理 一、概述 （一）設(shè)備分類 （二）設(shè)備管理的設(shè)計(jì)目標(biāo) （三）通道 （四）緩沖技術(shù) 二、PDP-11磁盤設(shè)備 三、UNIX塊沒備管理的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （一）緩沖存儲區(qū)及緩存控制塊 （二）塊設(shè)備表 （三）塊設(shè)備開關(guān)表 四、緩沖存儲區(qū)管理 （一）兩種緩沖存儲區(qū)管理隊(duì)列 （二）緩存管理算法 （三）緩存管理隊(duì)列的初始狀態(tài)及變化過程 五、塊設(shè)備驅(qū)動 （一）輸入／輸出請求塊及其隊(duì)列 （二）塊設(shè)備啟動 （三）塊設(shè)備中斷處理和同步操作 六、塊設(shè)備讀、寫技術(shù) （一）字符塊輸入 （二）字符塊輸出 （三）不使用緩存的塊設(shè)備讀、寫 七、UNIX塊設(shè)備管理小結(jié) 習(xí)題 第九章 字符設(shè)備管理 一、概述 二、字符緩沖技術(shù) （一）小型字符緩存及其隊(duì)列 （二）字符緩存管理 三、字符設(shè)備開關(guān)、設(shè)備表和設(shè)備寄存器組 （一）字符設(shè)備開關(guān) （二）終端機(jī)設(shè)備表 （三）設(shè)備寄存器組 四、終端機(jī)的I／O字符處理及設(shè)備驅(qū)動 （一）終端機(jī)I／O字符處理 （二）終端機(jī)驅(qū)動 五、終端機(jī)讀、寫操作 （一）終端機(jī)讀操作 （二）終端機(jī)寫操作 （三）終端機(jī)讀、寫操作過程綜合 六、終端機(jī)的打開和關(guān)閉 （一）終端機(jī)的打開 （二）終端機(jī)的關(guān)閉 七、spooling技術(shù)簡介 習(xí)題 第十章 文件管理系統(tǒng) 一、概述 二、文件系統(tǒng)的用戶界面 （一）文件的創(chuàng)建和取消、打開和關(guān)閉 （二）文件的讀、寫 （三）隨機(jī)存取 三、目錄結(jié)構(gòu) （一）一級目錄結(jié)構(gòu) （二）二級目錄結(jié)構(gòu) （三）多級目錄結(jié)構(gòu) （四）目錄和目錄文件 （五）目錄項(xiàng) 四、文件的結(jié)構(gòu)和存取方法 （一）文件的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu) （二）文件的三種物理組織方法 五、文件存儲空間的管理 六、文件的共享、保護(hù)保密和文件系統(tǒng)的完整性 （一）文件的共享和保護(hù)保密 （二）方件系統(tǒng)的完整性 七、UNIX文件系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和算法 （一）文件控制塊inode （二）文件索引結(jié)構(gòu) （三）文件目錄結(jié)構(gòu)和目錄中的勾連 （四）內(nèi)存打開文件結(jié)構(gòu) （五）文件系統(tǒng)存儲資源管理 （六）子文件系統(tǒng)裝卸和裝配塊表 （七）各主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系 八、UNIX文件系統(tǒng)的實(shí)施 （一）文件讀、寫和地址變換 （二）文件的創(chuàng)建、打開、取消和目錄搜索 習(xí)題 第十一章 進(jìn)程通訊和死鎖 一、UNIX進(jìn)程通訊機(jī)構(gòu)pipe （一）pipe機(jī)構(gòu)的引入 （二）pipe的基本組成 （三）pipe文件的讀、寫 （四）pipe應(yīng)用示例 二、UNIX中的臨界區(qū)互斥 三、死鎖 （一）產(chǎn)生死鎖的條件 （二）死鎖的防止 （三）死鎖的檢測和解除 （四）死鎖的避免 習(xí)題 第十二章 系統(tǒng)初啟和再生 一、系統(tǒng)初啟 （一）系統(tǒng)初啟的主要工作 （二）系統(tǒng)初啟程序 二、進(jìn)程圖象改換和文件的執(zhí)行 （一）可執(zhí)行目標(biāo)程序文件的組成 （二）改換進(jìn)程圖象系統(tǒng)調(diào)用exec和參數(shù)傳遞 （三）exec的基本執(zhí)行過程 （四）exec的兩種用法 三、UNIX操作系統(tǒng)的再生 （一）操作系統(tǒng)再生的幾種情況 （二）UNIX核源代碼的組織 （三）UNIX核目標(biāo)代碼的組織 （四）系統(tǒng)再生的基本過程 習(xí)題 …… 第十三章 命令控制語言及其解釋程序 第十四章 并發(fā)Pascal和Solo操作系統(tǒng) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   四、UNIX操作系統(tǒng)中的進(jìn)程 前面從一般角度介紹了與進(jìn)程有關(guān)的基本概念，下面具體說明在UNIX操作系統(tǒng)中進(jìn)程的組成，以加深對基本概念的理解。 （一）UNIX進(jìn)程與圖象 在UNIX中，進(jìn)程被描述為圖象的執(zhí)行（execution of image）。而圖象或映象（image）則是計(jì)算機(jī)的執(zhí)行環(huán)境。它包括存儲器圖象、通用寄存器值以及打開文件的狀態(tài)等，所以圖象就是一個(gè)虛擬機(jī)（pseudo—computer）的現(xiàn)行狀態(tài)。我們也可以將圖象理解為程序以及與動態(tài)地執(zhí)行該程序有關(guān)的各種信息的集合。于是圖象的執(zhí)行也就是程序在虛處理機(jī)上的動態(tài)執(zhí)行過程。 （二）UNIX進(jìn)程的兩種運(yùn)行狀態(tài) 在某些操作系統(tǒng)中，進(jìn)程分成兩大類：一類是系統(tǒng)進(jìn)程，另一類是用戶進(jìn)程。系統(tǒng)進(jìn)程執(zhí)行操作系統(tǒng)程序，提供系統(tǒng)功能，例如：作業(yè)調(diào)度、各種資源的管理和控制等。用戶進(jìn)程執(zhí)行用戶程序，提供用戶功能。UNIX對進(jìn)程的處理與此不同。一般而言，UNIX進(jìn)程既可執(zhí)行操作系統(tǒng)程序，也可執(zhí)行用戶程序，按照需要在一定時(shí)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。由于操作系統(tǒng)要管理系統(tǒng)中包含的各種資源和進(jìn)行的各種活動，而用戶程序卻只應(yīng)在操作系統(tǒng)的管理和控制下，在一定的范圍內(nèi)活動，所以進(jìn)程在執(zhí)行操作系統(tǒng)程序和用戶程序時(shí)所處的環(huán)境和權(quán)力應(yīng)有所區(qū)別。 1.兩種不同的活動范圍 操作系統(tǒng)程序和用戶程序各自從0開始編址，它們所用的地址各構(gòu)成一個(gè)空間。同樣，操作系統(tǒng)程序和用戶程序在內(nèi)存中也占用不同的存儲區(qū)域。所以它們構(gòu)成的地址空間不同，占用的物理存儲空間也不同。為了建立兩種不同的地址空間和物理存儲空間之間的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)程在執(zhí)行操作系統(tǒng)程序和用戶程序時(shí)使用的內(nèi)存管理寄存器組不同，使用的某些寄存存器（例如棧指針）也不同。 2.操作系統(tǒng)的幾種特權(quán) 與一般用戶程序相比較，進(jìn)程在執(zhí)行操作系統(tǒng)程序時(shí)應(yīng)具有下列幾種特權(quán)： （1）執(zhí)行輸入／輸出操作 為了減輕用戶編制輸入／輸出程序的負(fù)擔(dān)以及避免各個(gè)用戶程序因競爭使用同一設(shè)備而導(dǎo)致的混亂，各種輸入／輸出操作都在操作系統(tǒng)的管理和控制下進(jìn)行，用戶程序則通過系統(tǒng)調(diào)用向操作系統(tǒng)提出各種輸入／輸出請求。 （2）存取內(nèi)存管理寄存器系統(tǒng)中可能同時(shí)存在多個(gè)進(jìn)程，為了防止相互干擾，操作系統(tǒng)為它們分配存儲空間，并用內(nèi)存管理寄存器限制現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程在內(nèi)存中的活動范圍，將它們相互隔離起來。因此操作系統(tǒng)應(yīng)能存取內(nèi)存管理寄存器，而用戶程序卻無權(quán)擅自改變自己在內(nèi)存中的活動范圍。

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