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目 录1

第1章计算机操作系统概述1

1.1操作系统简介1

1.1.1什么是操作系统1

1.1.2批处理操作系统3

1.1.3分时操作系统5

1.1.4实时操作系统5

1.1.5分布式操作系统6

1.2计算机系统结构7

1.2.1计算机硬件发展史7

1.2.2 CPU8

1.2.3计算机运行原理11

1.2.4 I/O结构12

1.2.5存储结构13

1.2.6硬件保护18

1.3操作系统结构19

1.3.1 系统成分19

1.3.2系统功能23

1.3.3系统调用25

1.3.4系统程序27

1 .3.5系统结构28

1.3.6虚拟机32

1.3.7 Java32

小结34

综合练习一35

一、选择题35

二、填空题36

三、简答题36

四、应用题36

2.1.2进程状态37

2.1.1进程的概念37

第2章进程与线程37

2.1进程的基础37

2.1.3进程控制块38

2.2进程调度39

2.2.1进程调度队列39

2.2.2调度程序40

2.3进程控制41

2.3.1进程创建与撤消41

2.3.2进程切换43

2.3.3上下文切换43

2.4交互进程44

2.5进程间通信46

2.5.1消息传递系统47

2.5.2消息传递通信的实现方法47

2.5.3同步48

2.5.4消息格式49

2.5.5缓冲49

2.5.6生产者——消费者示例50

2.6线程的基本概念50

2.7多线程的优点51

2.8用户线程和内核线程52

2.8.1 内核线程52

2.8.2用户线程52

2.9多线程模式52

2.9.1单对多模式52

2.9.2单对单模式53

2.9.3多对多模式53

2.10 Solaris 2线程53

2.11.1线程的创建55

2.11 Java线程55

2.11.2线程管理56

2.11.3线程的状态56

2.11.4多线程解决示例57

小结59

综合练习二59

一、选择题59

二、填空题60

三、简答题60

四、应用题60

第3章处理机调度61

3.1调度的基本概念61

3.1.1处理机调度的功能61

3.2调度标准62

3.1.2处理机调度的时机62

3.3调度算法63

3.3.1先来先服务调度算法64

3.3.2最短作业优先法65

3.3.3优先级数法65

3.3.4轮转法67

3.3.5多级反馈队列调度算法68

3.4多处理机调用69

3.4.1多处理机系统的基本概念69

3.4.2多处理机操作系统的分类70

3.4.3多处理机系统调度策略71

3.5实时调度73

3.5.1实现实时调度的基本条件73

3.5.2实时调度算法的分类74

3.5.3常用的几种实时调度算法75

3.6.1时间片限制77

3.6 Java线程调度77

3.6.2线程优先级78

3.6.3基于Java的轮转法调度程序78

3.7并发进程80

3.8临界资源和临界区81

3.8.1临界资源81

3.8.2临界区82

3.9双作业的解决方案82

3.10硬件同步85

3.11信号量87

3.11.1实现87

3.11.2用法89

3.11.3死锁与饿死90

3.12经典同步问题90

3.12.1有界缓冲区问题90

3.12.2读者和写者问题93

3.12.3哲学家就餐问题96

3.13管程（monitor）97

3.13.1管程的定义97

3.13.2条件变量98

3.13.3用管程机制解决哲学家就餐问题99

3.14 Java同步机制100

3.15死锁的定义102

3.15.1死锁的描述103

3.15.2解决死锁的方法106

3.1 5.3死锁预防106

3.15.4死锁避免107

3.1 5.5死锁的检测与恢复108

小结109

综合练习三110

一、选择题110

四、应用题111

二、填空题………………………………………三、简答题111

第4章存储管理113

4.1背景知识113

4.1.1地址绑定113

4.1.2地址变换114

4.2分区管理及相关技术115

4.2.1分区管理116

4.2.2配置算法118

4.2.3覆盖技术119

4.2.4交换技术120

4.3页式管理121

4.3.1简单分页122

4.3.2辅助寄存器与快表123

4.3.3页表保护125

4.3.5反向页表126

4.3.4多级分页126

4.3.6共享页127

43.7页式管理的优缺点128

4.4段式管理128

4.4.1简单分段129

4.4.2段式地址转换131

4.4.3共享与保护132

4.4.4碎片管理133

4.4.5段式管理的特点133

4.5段页式管理134

4.6虚拟内存背景知识136

4.6.1分页式虚拟存储137

4.6.2分段式虚拟存储138

4.7虚拟内存请求页式管理138

4.7.1基本概念139

4.7.2请求页式管理工作性能141

4.8虚拟内存的页替换算法143

4.8.1基本机制143

4.8.2先入先出策略（FIFO）145

4.8.3理想页置换算法147

4.8.4 LRU算法148

4.8.5 LRU近似算法149

4.8.6计数算法151

4.8.7页缓冲算法151

4.9虚拟内存的页面分配152

4.9.1最小页面数152

4.9.2分配算法153

4.9.3全局替换与局域替换154

4.10抖动（Thrashing）154

4.10.1抖动的原因154

4.10.2局部性原理与工作集概念155

4.10.3缺页率157

小结157

综合练习四159

一、选择题159

二、填空题160

三、简答题160

四、应用题160

第5章文件系统162

5.1文件系统的概念162

5.1.1 文件属性162

5.1.2文件操作163

5.1.3文件类型165

5.1.4文件结构166

5.2.2直接访问168

5.2.1顺序访问168

5.2文件访问方式168

5.2.3其他文件访问形式169

5.3 目录结构170

5.3.1一级目录171

5.3.2两级目录172

5.3.3树形目录结构173

5.3.4非循环图目录结构175

5.3.5一般图形目录结构177

5.4文件保护178

5.4.1文件访问类型178

5.4.2访问表和组179

5.4.3其他文件保护方式180

5.5文件系统结构180

5.6文件存储空间分配与管理181

5.6.1连续分配182

5.6.2链接分配183

5.6.3索引分配185

5.6.4分配算法性能187

5.6.5空闲空间管理188

小结189

综合练习五190

一、选择题190

二、填空题191

三、简答题191

四、应用题191

第6章I/O系统192

6.1 引言192

6.2 I/O硬件193

6.2.1设备控制器194

6.2.2直接存储器访问195

6.2.3通道方式和输入／输出处理器196

6.3数据传送控制方式198

6.3.1程序方式199

6.3.2中断方式200

6.3.3 DMA方式204

6.3.4通道控制方式207

6.4 I/O子系统核心209

6.4.1 I/O调度209

6.4.2缓冲技术209

6.4.3中断技术210

6.4.4出错处理211

6.4.5 I/O请求处理212

6.5磁盘结构213

6.6.1FCFS调度214

6.6磁盘调度214

6.6.2 SSTF调度215

6.6.3 SCAN调度215

6.6.4 C-SCAN调度216

6.6.5 LOOK调度216

6.6.6磁盘调度算法的选择217

6.7磁盘管理218

6.7.1磁盘格式化218

6.7.2引导块219

6.7.3坏块219

6.8空间交换管理220

6.8.1交换空间的使用221

6.8.2交换空间分配221

6.8.3交换空间管理221

6.9磁盘可靠性222

6.1 0稳定存储223

小结224

综合练习六225

一、选择题225

二、填空题226

三、简答题226

四、应用题227

第7章分布式通信228

7.1背景知识228

7.1.1分布式系统的优点228

7.1.2网络拓扑结构229

7.1.3网络类型231

7.2通信233

7.2.1命名和名字协议234

7.2.2路由策略234

7.2.3连接策略236

7.2.4竞争237

7.3通信协议237

7.3.1 OSI参考模型237

7.3.2TCP/IP参考模型240

7.3.3差错检测241

7.3.4通信示例242

7.4套接字编程242

7.4.1 Java套接字243

7.4.2TCP套接字实例244

7.5远程方法调用246

7.5.1服务器开发247

7.5.2客户机开发250

7.5.3程序运行254

7.6 CORBA254

7.6.1服务器开发255

7.6.2客户端开发256

小结256

综合练习七257

一、选择题257

二、填空题257

三、简答题258

四、应用题258

第8章分布式管理259

8.1事件排序259

8.1.1前于关系259

8.1.2实现260

8.2互斥现象261

8.2.1集中式算法261

8.2.2分布式算法263

8.2.3令牌环算法264

8.2.4三种算法比较265

8.3死锁处理265

8.3.1死锁预防266

8.3.2死锁检测267

8.4选举算法269

8.4.1欺负（bully）算法270

8.4.2环算法271

8.5分布式文件系统271

8.5.1概述271

8.5.2文件和目录服务273

8.5.3命名透明性274

8.5.4文件命名方法274

8.5.5文件复制275

8.6分布式缓存管理276

8.6.2缓存的一致性277

8.6.1缓存的位置277

8.7系统示例：NFS279

8.7.1 NFS结构279

8.7.2 NFS协议280

8.7.3 NFS实现281

8.8分布式文件系统的发展283

8.8.1硬件283

8.8.2可扩充性284

8.8.3广域网284

8.8.4其他284

小结285

综合练习八285

一、选择题285

二、填空题286

四、应用题287

三、简答题287

第9章系统安全问题288

9.1安全威胁288

9.1.1威胁的类型288

9.1.2对计算机系统资源的威胁289

9.2数据加密技术291

9.2.1数据加密技术的发展291

9.2.2数据加密模型292

9.2.3加密算法的类型292

9.3访问控制技术和认证技术293

9.3.1访问矩阵（Access Matrix）293

9.3.2认证（authentication）294

9.4入侵者295

9.4.1入侵技术295

9.4.2口令296

9.4.3口令的选择298

9.4.4入侵检测299

9.5恶意软件301

9.5.1恶意程序301

9.5.2病毒的本质303

9.5.3病毒的类型303

9.5.4宏病毒304

9.5.5反病毒方法305

9.6可靠系统305

小结306

综合练习九307

一、选择题307

二、填空题307

三、简答题308

四、应用题308

10.1 UNIX的历史309

第10章UNIX操作系统309

10.2设计总则311

10.3 Shell命令314

10.3.1 Shell的定义和基本功能314

10.3.2 UNIX系统中标准流的定义314

10.3.3 Shell命令解释功能314

10.3.4 Shell的过滤功能316

10.4进程管理317

10.4.1 UNIX中进程的描述317

1 0.4.2进程的创建和消亡318

10.4.3 UNIX进程调度与管理319

10.4.4 UNIX中进程的通信320

10.5内存管理321

10.5.1交换（Swapping）321

10.5.2分页（Paging）322

10.6.1 UNIX中的文件323

10.6文件系统323

1 0.6.2文件系统设计325

10.6.3文件的检索326

10.6.4文件I/O327

10.6.5文件的存储327

10.7 I/O系统329

10.7.1 UNIX I/O设备管理结构330

10.7.2设备状态及设备控制330

10.7.3设备的读写方法330

10.8网络331

10.8.1 UNIX网络分层结构331

10.8.2 UNIX网络协议331

综合练习十332

一、选择题332

小结332

二、填空题333

三、简答题333

四、应用题334

第11章Linux操作系统335

11.1 Linux的历史335

11.2 Linux系统概述336

11.2.1 Linux内核336

11.2.2 Linux Shell336

11.2.3 Linux文件结构336

11.2.4 Linux实用工具337

11.3 Linux内核概况337

11.4进程管理338

11.4.1进程和线程的基本概念338

11.4.2如何管理进程340

11.4.3进程调度341

11.4.4 Linux运行模式343

11.4.5内存管理344

11.5文件系统346

11.5.1 Linux核心文件系统简介347

11.5.2虚拟文件系统（VFS）348

11.5.3 EXTended2文件349

系统（EXT2fs）349

11.6跨进程通信350

11.6.1信号350

11.6.2管道350

11.6.3系统VIPC机制351

11.7网络结构351

11.8 Linux内核解读入门（补充）351

小结352

二、填空题353

综合练习十一353

一、选择题353

三、简答题354

四、应用题354

第12章Windows 2003操作系统355

12.1 Windows 2003的历史355

12.2设计总则356

12.3系统架构357

12.3.1硬件抽象层（HAL）358

12.3.2内核（Kernel）358

12.4执行体362

12.4.1面向对象管理机制362

12.4.2对象命名362

12.4.3虚拟内存管理器362

12.4.4进程管理器365

12.4.5本地过程调用（LPC）366

12.4.6 I/O管理器（I/O系统）367

12.4.7安全监控367

12.5外部环境子系统367

12.5.1 Win32子系统368

12.5.2 POSIX子系统368

1 2.5.3 OS/2子系统368

12.5.4安全子系统369

12.6 Windows 2003文件系统（NTFS）369

12.6.1 NTFS在磁盘上的结构369

12.6.2可恢复支持373

12.6.3 NTFS的安全性374

1 2.6.4容错支持376

12.7 Windows 2003网络架构377

1 2.7.1 ISO/OSI参考模型377

12.7.2传输协议379

12.7.3分布式应用机制 .380

12.7.4复位向与服务381

1 2.7.5域的基本管理382

12.7.6 TCP/IP网络命名机制382

1 2.7.7 IIS（Intemet信息服务）384

12.8编程接口385

12.8.1窗口管理函数385

12.8.2国际性特性函数386

12.8.3图形设备接口函数386

12.8.4网络服务函数387

12.8.5系统服务函数387

小结388

综合练习十二388

一、选择题388

四、应用题389

三、简答题389

二、填空题389

附录AJava语言基础390

A.1 Java语言简介390

A.1.1一个JavaApplication程序390

A.1.2数据类型391

A.1.3标识符391

A.1.4运算符392

A.1.5 语句392

A.1.6函数394

A.1.7类和对象394

A.1.8数组396

A.1.9包397

A.2继承397

A.3抽象类和接口398

A.4异常处理402

A.5 Application和Applet403

参考答案405

第1章405

第2章406

第3章407

第4章409

第5章411

第6章412

第7章414

第8章415

第9章417

第10章418

第11章419

第12章420

参考文献422