本書主要介紹操作系統的基本概念、結構、基本功能和實現原理，以及當前世界上最流行的兩大操作系統派系——UNIX/Linux和Windows的特點和實現技術。
本書共分為三篇18章。第一篇分為6章，主要介紹操作系統的基本概念、三個基本操作系統類型（批處理、分時和實時）和特點、操作系統基本功能（處理機管理、存儲器管理、文件管理和設備管理）和操作系統的進一步發展；第二篇分為7章，以Linux操作系統為例，介紹類UNIX系統設計和各部分功能的具體實現技術；第三篇分為5章，介紹以面向對象方法設計的特例Windows2000/XP操作系統的實現技術。
本書注意吸收國內外較新的操作系統理論和實現技術，以反映現代操作系統發展的新動向。以操作系統的基本原理與實現技術為主要內容，同時注意到實際的應用。
張麗芬，北京理工大學計算機學院教授，研究方向為計算機高級語言程序設計、計算機操作系統與網絡及分布式系統。出版了《操作系統原理教程》等多本教材。
第一篇 操作系統的基本原理
第1章 操作系統概論
1.1 操作系統的定義
1.2 操作系統的形成與發展
1.2.1 順序處理手工操作階段
1.2.2 簡單的批處理系統
1.2.3 多道成批處理系統
1.2.4 分時系統
1.2.5 實時系統
1.2.6 嵌入式系統
1.3 操作系統的功能、服務和特性
1.4 操作系統的進一步發展
1.5 用戶與操作系統的接口
1.5.1 用戶與操作系統的操作接口
1.5.2 系統調用接口
第一篇 操作系統的基本原理
第1章 操作系統概論
1.1 操作系統的定義
1.2 操作系統的形成與發展
1.2.1 順序處理手工操作階段
1.2.2 簡單的批處理系統
1.2.3 多道成批處理系統
1.2.4 分時系統
1.2.5 實時系統
1.2.6 嵌入式系統
1.3 操作系統的功能、服務和特性
1.4 操作系統的進一步發展
1.5 用戶與操作系統的接口
1.5.1 用戶與操作系統的操作接口
1.5.2 系統調用接口
1.6 操作系統的運行環境
1.7 操作系統的設計規范和結構設計
1.8 小結
習題
第2章 進程管理
2.1 進程的引入和概念
2.2 進程的描述
2.3 進程的控制
2.4 處理機的調度
2.5 線程的引入
2.6 小結
習題
第3章 進程之間的并發控制和死鎖
3.1 并發進程的特點
3.2 進程之間的低級通信
3.2.1 進程之間的互斥
3.2.2 進程之間的同步
3.2.3 信號量和P、V操作
3.2.4 利用信號量解決計算機中的經典問題
3.3 管程
3.4 進程的高級通信
3.4.1 消息緩沖通信
3.4.2 其他通信機制
3.5 死鎖
3.5.1 死鎖的定義和死鎖產生的必要條件
3.5.2 解決死鎖的方法
3.6 小結
習題
第4章 存儲器管理
4.1 概述
4.2 單用戶單道程序的存儲器分配
4.3 多用戶多道程序的存儲器分配——分區分配
4.3.1 固定式分區
4.3.2 可變式分區
4.3.3 分區管理的地址重定位和存儲器保護
4.3.4 分區管理的優缺點
4.4 覆蓋與交換技術
4.5 頁式存儲器管理
4.6 段式存儲器管理
4.7 虛擬存儲器管理
4.7.1 虛擬存儲器
4.7.2 頁式虛擬存儲器管理
4.7.3 頁式管理設計中應考慮的問題
4.7.4 段式虛擬存儲器管理
4.7.5 段頁式虛擬存儲器管理
4.8 小結
習題
第5章 文件系統
5.1 文件和文件系統
5.2 文件目錄結構
5.3 文件的邏輯結構和存取方法
5.4 文件的物理結構和存儲介質
5.4.1 文件的物理結構
5.4.2 文件的存儲介質
5.5 文件記錄的組塊與分解
5.6 文件存儲器存儲空間的管理
5.7 文件的共享與保護
5.8 文件的操作命令
5.9 文件系統的組織結構
5.10 存儲器映射文件
5.11 小結
習題
第6章 設備管理
6.1 I/O硬件組成
6.1.1 I/O設備分類
6.1.2 設備控制器
6.1.3 I/O數據傳輸的控制方式
6.1.4 通道
6.2 I/O軟件的組成
6.2.1 I/O軟件的設計目標
6.2.2 I/O軟件的功能
6.2.3 同步I/O和異步I/O
6.3 磁盤管理
6.3.1 磁盤調度
6.3.2 磁盤的錯誤處理
6.3.3 提高磁盤性能和容錯性的機制——獨立磁盤的冗余陣列
6.4 小結
習題
第二篇 Linux操作系統
第7章 Linux進程管理
7.1 Linux進程的組成
7.1.1 進程的定義
7.1.2 進程的狀態
7.2 Linux進程鏈表
7.3 Linux進程控制
7.3.1 進程創建
7.3.2 進程撤銷
7.4 Linux進程切換
7.5 Linux進程調度
7.6 內核同步
7.7 小結
習題
第8章 Linux存儲器管理
8.1 進程地址空間的管理
8.1.1 Linux中的分段
8.1.2 虛擬內存區域
8.1.3 虛擬內存描述符
8.1.4 創建進程的地址空間
8.1.5 堆的管理
8.2 物理內存管理
8.3 slab管理
8.3.1 slab分配器
8.3.2 slab著色
8.4 高端內存區管理
8.5 地址轉換
8.6 請求調頁與缺頁異常處理
8.7 盤交換區空間管理
8.8 小結
習題
第9章 Linux文件系統
9.1 Ext2的磁盤涉及的數據結構
9.1.1 Linux文件卷的布局
9.1.2 超級塊
9.1.3 塊組描述符
9.1.4 文件目錄與索引節點結構
9.1.5 訪問控制表ACL
9.2 Ext2的主存數據結構
9.2.1 超級塊和索引節點對象
9.2.2 位圖高速緩存
9.3 Ext2磁盤空間管理
9.3.1 磁盤索引節點的管理
9.3.2 空閑磁盤塊的分配與回收
9.4 Ext2提供的文件操作
9.5 小結
習題
第10章 Linux虛擬文件系統
10.1 虛擬文件系統涉及的數據結構
10.1.1 超級塊對象
10.1.2 索引節點對象
10.1.3 文件對象
10.1.4 目錄項對象
10.1.5 與進程打開文件相關的數據結構
10.2 文件系統的注冊與安裝
10.2.1 文件系統注冊
10.2.2 文件系統安裝
10.3 VFS系統調用的實現
10.3.1 文件的打開與關閉
10.3.2 文件的讀寫
10.4 小結
習題
第11章 Linux I/O系統
11.1 設備驅動模型
11.1.1 sysfs文件系統
11.1.2 設備驅動模型的組件
11.2 設備文件
11.3 設備驅動程序
11.3.1 塊設備驅動程序
11.3.2 字符設備驅動程序
11.4 高速緩存
11.4.1 頁高速緩存
11.4.2 把塊存放在頁高速緩存中
11.5 小結
習題
第12章 中斷、異常和信號處理
12.1 中斷和異常處理的硬件基礎
12.2 中斷和異常處理
12.2.1 硬件完成的處理
12.2.2 軟件處理
12.2.3 如何處理中斷
12.3 信號處理機制
12.3.1 信號概述
12.3.2 信號的發送與安裝
12.3.3 信號集
12.3.4 信號應用示例
12.4 小結
習題
第13章 UNIX系統進程之間的通信
13.1 管道通信
13.1.1 創建無名管道
13.1.2 管道涉及的數據結構
13.1.3 創建一個有名管道
13.2 UNIX系統V的交互進程通信
13.3 信號量機制
13.3.1 信號量機制使用的數據結構
13.3.2 信號量機制的系統調用
13.4 消息緩沖機制
13.4.1 消息緩沖使用的數據結構
13.4.2 消息緩沖的系統調用
13.4.3 消息緩沖的通信示例
13.5 共享內存區機制
13.6 小結
習題
第三篇 Windows 2000/XP操作系統研究
第14章 Windows 2000/XP操作系統模型
14.1 Windows 2000/XP的體系結構
14.1.1 用戶態進程
14.1.2 子系統動態鏈接庫
14.1.3 核心態的系統組件
14.2 Windows 2000/XP操作系統的特點
14.3 Windows 2000/XP的系統機制
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