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第1章 操作系统概述1

1.1操作系统的定义1

1.2操作系统的发展历史3

1.2.1手工操作阶段3

1.2.2联机批处理系统4

1.2.3脱机批处理系统4

1.2.4执行系统5

1.2.5多道批处理系统5

1.2.6分时系统7

1.2.7实时系统8

1.2.8网络操作系统9

1.2.9个人计算机操作系统10

1.2.10嵌入式操作系统10

1.2.11分布式操作系统11

1.3操作系统的功能和主要特征12

1.3.1操作系统的功能12

1.3.2操作系统的主要特征14

1.4常用的操作系统16

1.4.1 MS-DOS及Windows系列16

1.4.2 UNIX家族：Solaris、AIX、HP UX、SVR4、BSD19

1.4.3自由软件：Linux及其他22

1.5本章小结26

习题126

第2章 进程管理27

2.1进程的概念27

2.1.1程序的并发执行27

2.1.2进程的定义31

2.1.3进程状态及其转换32

2.1.4进程控制块33

2.1.5进程的特性35

2.2进程控制36

2.2.1创建进程原语37

2.2.2撤销进程原语37

2.2.3阻塞进程原语38

2.2.4唤醒进程原语38

2.3进程互斥与同步38

2.3.1临界资源与临界区38

2.3.2互斥工具39

2.3.3同步机制44

2.3.4经典同步问题48

2.4进程通信56

2.4.1共享存储56

2.4.2消息传递57

2.4.3共享文件59

2.5进程调度61

2.5.1进程调度的基本概念61

2.5.2进程调度算法62

2.6死锁66

2.6.1死锁的概念67

2.6.2死锁的预防68

2.6.3死锁的避免69

2.6.4死锁的检测70

2.6.5死锁的解除73

2.7线程的概念及其实现74

2.7.1线程的引入74

2.7.2进程与线程的关系75

2.7.3线程的状态及转换76

2.7.4线程调度76

2.7.5线程通信77

2.7.6多线程应用举例78

2.8 Linux中的进程及调度80

2.8.1 TSS及Linux实现80

2.8.2 Linux进程控制块82

2.8.3进程的创建与退出88

2.8.4进程调度90

2.9本章小结92

习题293

第3章 存储管理95

3.1概述95

3.1.1多级存储器体系95

3.1.2存储管理的功能96

3.1.3内存的分配与回收96

3.1.4地址重定位97

3.1.5存储保护99

3.1.6虚拟存储器100

3.2连续存储管理100

3.2.1固定分区存储管理100

3.2.2可变分区存储管理101

3.2.3覆盖技术107

3.2.4交换技术107

3.3分页式存储管理108

3.3.1分页式存储管理中存储块的分配与回收108

3.3.2分页式存储管理的地址重定位109

3.3.3联想存储器110

3.4分段式存储管理111

3.4.1分段式存储管理的基本思想112

3.4.2分段式存储管理的地址重定位112

3.4.3分段与分页的区别113

3.5段页式存储管理114

3.6虚拟存储器管理115

3.6.1虚拟存储的概念115

3.6.2请求页式存储管理116

3.6.3页面置换算法118

3.7 Linux存储管理121

3.7.1段页式内存管理123

3.7.2内存分配125

3.7.3请求调页128

3.7.4页面交换129

3.8本章小结130

习题3130

第4章 文件管理133

4.1文件及文件系统133

4.1.1文件及其分类133

4.1.2文件系统及其功能136

4.2文件的结构及其存储方式137

4.2.1文件的逻辑结构137

4.2.2文件的物理结构137

4.2.3文件的存取方式139

4.2.4文件的存储设备140

4.2.5文件结构、存取设备与存取方式的关系141

4.3文件目录管理141

4.3.1文件目录的概念141

4.3.2文件目录的结构142

4.3.3相对路径和绝对路径145

4.4文件存储空间管理145

4.4.1磁盘空闲空间分配策略145

4.4.2空闲空间管理148

4.5文件保护151

4.5.1文件访问保护151

4.5.2文件备份154

4.6文件系统性能改善155

4.6.1文件缓存155

4.6.2提前读取156

4.6.3减少磁臂移动156

4.6.4日志结构的文件系统157

4.7 Linux中的文件系统157

4.7.1虚拟文件系统157

4.7.2 Linux虚拟文件系统的数据结构159

4.7.3对虚拟文件系统的管理162

4.7.4 EXT2文件系统164

4.7.5 EXT2磁盘重要数据结构166

4.7.6 EXT3文件系统175

4.8本章小结177

习题4177

第5章 设备管理179

5.1设备管理概述179

5.1.1设备管理的目标179

5.1.2 I/O管理功能180

5.1.3 I/O应用接口181

5.2 I/O系统硬件组成181

5.2.1 I/O设备181

5.2.2设备控制器182

5.2.3 I/O通道184

5.2.4总线系统186

5.3 I/O系统软件组成186

5.3.1 I/O软件的设计目标和原则186

5.3.2中断处理程序187

5.3.3设备驱动程序187

5.3.4设备独立性软件189

5.3.5用户层的I/O软件191

5.4 I/O控制方式191

5.4.1程序I/O方式192

5.4.2中断驱动I/O控制方式192

5.4.3直接存储器访问I/O控制方式193

5.4.4 I/O通道控制方式193

5.5缓冲管理194

5.5.1缓冲的引入194

5.5.2单缓冲和双缓冲195

5.5.3循环缓冲196

5.5.4缓冲池197

5.6设备分配198

5.6.1设备分配中的数据结构198

5.6.2设备分配时应考虑的因素202

5.6.3独占设备的分配程序203

5.6.4 SPOOLing技术203

5.7磁盘存储器的管理204

5.7.1磁盘性能204

5.7.2磁盘调度205

5.7.3磁盘高速缓存207

5.7.4提高磁盘I/O速度的其他方法207

5.8 Linux设备管理208

5.8.1 Linux设备管理基础209

5.8.2 Linux设备驱动程序214

5.8.3 Linux的中断处理217

5.9设备驱动程序的设计218

5.9.1设备驱动程序的统一模型与其性能的一般指南218

5.9.2 Linux下PCI设备驱动程序的设计220

5.10本章小结227

习题5228

第6章 系统安全229

6.1系统安全的设计目标与原则229

6.1.1操作系统安全的主要设计目标229

6.1.2指导安全系统设计的一般原则230

6.1.3安全评测标准230

6.2安全保护机制230

6.2.1身份认证230

6.2.2访问控制技术231

6.2.3最小特权管理233

6.2.4安全审计234

6.2.5数据加密技术235

6.3 Linux的安全机制236

6.3.1身份认证236

6.3.2访问控制236

6.3.3审计237

6.4本章小结237

习题6238

附录A缩略语239

附录B Linux系统常用系统调用245

参考文献252