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第1章 操作系统概论1

1.1 操作系统的概念1

1.1.1 用户观点2

1.1.2 系统观点3

1.2 操作系统的形成与发展3

1.2.1 手工操作阶段3

1.2.2 早期批处理4

1.2.3 多道程序设计技术5

1.2.4 操作系统的发展6

1.3 操作系统的类型7

1.3.1 批处理系统7

1.3.2 分时系统8

1.3.3 实时系统9

1.3.4 其他操作系统类型10

1.4 操作系统的特征11

1.5 操作系统的作用与功能12

1.5.1 操作系统的作用12

1.5.2 操作系统的功能13

1.6 操作系统的接口14

1.6.1 命令接口15

1.6.2 程序接口16

1.6.3 图形用户接口17

1.7 操作系统的运行环境和内核结构18

1.7.1 操作系统的运行环境18

1.7.2 操作系统的内核结构18

1.8 小结20

练习题121

第2章 进程与线程23

2.1 进程的引入23

2.1.1 前趋图23

2.1.2 程序的顺序执行24

2.1.3 程序的并发执行及特点24

2.1.4 程序并发执行的条件25

2.2 进程的定义及描述26

2.2.1 进程的定义26

2.2.2 进程的特征26

2.2.3 进程和程序的关系26

2.2.4 进程控制块27

2.3 进程的状态和转换28

2.3.1 进程的三种基本状态28

2.3.2 进程的创建状态和退出状态29

2.3.3 进程的挂起状态29

2.4 进程的控制和管理30

2.4.1 进程创建31

2.4.2 进程撤销32

2.4.3 进程阻塞与唤醒32

2.4.4 进程的挂起与激活33

2.5 进程的组织34

2.6 线程35

2.6.1 线程的概念35

2.6.2 线程与进程的比较37

2.7 小结38

练习题239

第3章 进程同步与通信43

3.1 同步与互斥的概念43

3.1.1 临界资源与临界区43

3.1.2 同步与互斥45

3.2 互斥的实现方法45

3.2.1 互斥算法45

3.2.2 硬件方法48

3.2.3 锁机制50

3.3 信号量51

3.3.1 信号量的定义51

3.3.2 利用信号量实现进程互斥52

3.3.3 利用信号量实现前趋关系53

3.3.4 经典进程同步问题55

3.3.5 信号量集机制61

3.4 管程62

3.4.1 管程的定义62

3.4.2 用管程实现生产者—消费者问题63

3.4.3 用管程实现哲学家进餐问题64

3.5 进程通信66

3.5.1 进程通信的类型66

3.5.2 消息传递系统66

3.6 小结69

练习题370

第4章 调度与死锁74

4.1 调度的层次74

4.1.1 作业调度75

4.1.2 进程调度75

4.1.3 中级调度75

4.1.4 调度性能的评价75

4.2 作业调度77

4.2.1 作业的状态及转换77

4.2.2 作业调度78

4.3 进程调度79

4.3.1 进程调度的功能79

4.3.2 进程调度的方式80

4.4 调度算法80

4.4.1 先来先服务调度算法80

4.4.2 短作业优先调度算法81

4.4.3 优先级调度算法82

4.4.4 时间片轮转调度算法83

4.4.5 高响应比优先调度算法85

4.4.6 多级队列调度算法85

4.4.7 多级反馈队列调度算法86

4.5 死锁87

4.5.1 死锁的概念87

4.5.2 死锁产生的原因和必要条件88

4.5.3 处理死锁的基本方法90

4.5.4 死锁的预防90

4.5.5 死锁的避免91

4.5.6 死锁的检测和解除95

4.6 小结97

练习题498

第5章 存储器管理103

5.1 存储管理的基本概念103

5.1.1 程序的装入103

5.1.2 程序的链接106

5.1.3 内存保护107

5.2 单一连续分配108

5.3 分区分配108

5.3.1 固定分区109

5.3.2 动态分区分配109

5.3.3 可重定位分区分配112

5.4 伙伴系统114

5.5 覆盖与交换技术115

5.5.1 覆盖技术115

5.5.2 交换技术116

5.6 分页存储管理117

5.6.1 分页实现思想117

5.6.2 页表118

5.6.3 基本地址变换机构118

5.6.4 具有快表的地址变换机构119

5.7 分段存储管理122

5.7.1 分段实现思想122

5.7.2 段表及地址变换123

5.7.3 分段与分页的区别123

5.8 段页式存储管理124

5.9 小结125

练习题5127

第6章 虚拟存储器130

6.1 虚拟存储器概念130

6.2 请求分页存储管理131

6.2.1 请求分页存储管理的实现思想131

6.2.2 页表132

6.2.3 缺页中断与地址变换132

6.2.4 页面分配和置换策略134

6.2.5 页面置换算法135

6.2.6 页面大小的选择140

6.2.7 工作集和抖动140

6.2.8 页的共享与保护142

6.3 请求分段存储管理143

6.3.1 请求分段存储管理的实现思想143

6.3.2 段的共享与保144

6.3.3 虚拟段页式存储管理145

6.4 小结145

练习题6146

第7章 设备管理149

7.1 设备管理概述149

7.1.1 设备分类149

7.1.2 设备管理的任务和功能150

7.1.3 设备控制器与I/O通道150

7.1.4 I/O系统结构152

7.2 输入／输出控制方式153

7.2.1 程序直接控制方式154

7.2.2 中断控制方式154

7.2.3 DMA控制方式154

7.2.4 通道控制方式155

7.3 中断技术156

7.3.1 中断的基本概念156

7.3.2 中断的分类与优先级156

7.3.3 中断处理过程157

7.4 缓冲技术157

7.4.1 缓冲的引入157

7.4.2 单缓冲158

7.4.3 双缓冲158

7.4.4 循环缓冲159

7.4.5 缓冲池159

7.5 设备分配160

7.5.1 设备分配中的数据结构160

7.5.2 设备分配策略161

7.5.3 设备分配程序163

7.5.4 Spooling系统164

7.6 I/O软件的层次结构165

7.6.1 中断处理程序165

7.6.2 设备驱动程序165

7.6.3 与设备无关的软件166

7.6.4 用户空间的软件167

7.7 小结169

练习题7169

第8章 文件管理172

8.1 文件系统的概念172

8.1.1 文件和文件系统172

8.1.2 文件分类173

8.2 文件结构与存储设备174

8.2.1 文件的逻辑结构174

8.2.2 文件的物理结构175

8.2.3 文件的存取方法176

8.2.4 文件的存储设备176

8.3 文件存储空间的分配与管理181

8.3.1 文件存储空间的分配181

8.3.2 空闲存储空间的管理184

8.4 文件目录管理186

8.4.1 文件目录186

8.4.2 单级目录结构187

8.4.3 二级目录结构188

8.4.4 多级目录结构188

8.5 文件共享及文件管理的安全性190

8.5.1 文件共享190

8.5.2 文件保护193

8.5.3 文件的转储和恢复196

8.6 文件的使用197

8.7 小结197

练习题8198

第9章 操作系统安全202

9.1 安全性概述202

9.1.1 基本概念203

9.1.2 漏洞扫描204

9.1.3 安全评测204

9.1.4 评测标准205

9.2 安全模型207

9.3 安全威胁209

9.3.1 入侵检测210

9.3.2 计算机病毒211

9.4 保护212

9.4.1 存储器的保护212

9.4.2 文件的保护214

9.5 操作系统安全增强的实现方法215

9.5.1 安全威胁的来源215

9.5.2 安全操作系统的实现方法216

9.5.3 安全操作系统的一般开发过程217

9.5.4 操作系统近年来受到重视的安全增强技术217

9.5.5 安全操作系统的设计原则219

9.6 访问控制220

9.6.1 访问控制的概念220

9.6.2 自主访问控制223

9.6.3 强制访问控制224

9.6.4 角色访问控制225

9.7 小结226

练习题9226

第10章 多处理机操作系统228

10.1 网络操作系统228

10.1.1 网络的基本概念228

10.1.2 网络操作系统的基本概念229

10.1.3 基本通信技术230

10.1.4 网络文件系统232

10.1.5 数据和文件资源的共享232

10.2 分布式操作系统233

10.2.1 分布式系统概述233

10.2.2 分布式进程通信234

10.2.3 分布式资源管理236

10.2.4 分布式进程同步238

10.2.5 分布式系统中的死锁240

10.2.6 分布式文件系统242

10.2.7 分布式进程迁移243

10.2.8 计算机集群244

10.3 小结245

练习题10245

第11章 操作系统实例简介248

11.1 Windows操作系统248

11.1.1 Windows发展历程248

11.1.2 Windows 2000/XP的构成249

11.1.3 Windows进程管理251

11.1.4 Windows内存管理255

11.1.5 Windows设备管理258

11.1.6 Windows文件系统259

11.2 Linux操作系统262

11.2.1 Linux系统发展历史262

11.2.2 Linux进程管理263

11.2.3 Linux内存管理265

11.2.4 Linux设备管理268

11.2.5 Linux文件系统268

11.3 小结271

练习题11271

参考文献273