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第1章　操作系统引论1

1.1　操作系统的概念1

1.1.1　操作系统的地位和作用1

1.1.2　操作系统定义2

1.2　操作系统发展过程2

1.2.1　手工操作方式2

1.2.2　脱机输入／输出技术2

1.2.3　批处理系统3

1.2.4　分时系统4

1.2.5　实时系统5

1.2.6　网络操作系统6

1.2.7　嵌入式操作系统6

1.3　操作系统的基本特征7

1.4　操作系统的主要功能8

1.5　操作系统的结构设计9

1.5.1　操作系统的设计目标9

1.5.2　操作系统的结构9

1.6　实例分析11

小结13

习题14

第2章　进程管理15

2.1　进程的概念15

2.1.1　程序的顺序执行及其特征15

2.1.2　程序的并发执行及其特征16

2.1.3　进程的定义及其特征17

2.1.4　进程与程序的区别18

2.2　进程描述19

2.2.1　进程控制块19

2.2.2　进程控制块的组织方式19

2.3　进程的状态与转换20

2.3.1　进程的基本状态及其转换20

2.3.2　具有挂起状态的进程转换图21

2.4　进程控制22

2.4.1　进程的创建和撤消22

2.4.2　进程的阻塞与唤醒23

2.4.3　进程的挂起与激活24

2.4.4　线程的概念及实现24

2.5　进程同步25

2.5.1　同步概念25

2.5.2　信号量机制26

2.5.3　经典的进程同步问题29

2.5.4　管程31

2.6　进程通信31

2.7　实例分析33

小结35

习题36

第3章　中断与处理机调度38

3.1 中断技术38

3.1.1 中断及其相关概念38

3.1.2　中断处理过程39

3.1.3　核心态和用户态39

3.2　处理机调度40

3.2.1　三级调度及其模型40

3.2.2　常用调度算法41

3.2.3　实时调度45

3.3　实例分析47

小结48

习题49

第4章　死锁50

4.1　死锁的概念50

4.2　死锁产生的原因和必要条件51

4.2.1　死锁产生的原因51

4.2.2　具体实例分析51

4.2.3　死锁产和的必要条件51

4.3　死锁问题的解决方法52

4.3.1　死锁的预防52

4.3.2　死锁的避免53

4.3.3　死锁的检测56

4.3.4　死锁的解除57

4.4　实例分析58

小结60

习题61

第5章　存储器管理62

5.1　基本概念62

5.2　连续分配方式64

5.2.1　单一连续分配方式64

5.2.2　固定分区分配方式64

5.2.3　动态分区分配方式65

5.2.4　可重定位分区分配方式66

5.2.5　分区分配和回收算法66

5.3　分页存储系统70

5.3.1　分页基本原理70

5.3.2　地址变换机构71

5.3.3　快表与多级页表72

5.4　分段存储管理方式73

5.4.1　分段管理机制的引入73

5.4.2　分段基本原理73

5.4.3　分段的共享和保护74

5.4.4　分段与分页的区别75

5.5　段页式存储管理方式76

5.6　虚拟存储器76

5.6.1　虚拟存储器的概念76

5.6.2　请求分页管理方式77

5.6.3　请求分段存储管理方式81

5.7　实例分析83

小结85

习题85

第6章　设备管理87

6.1　I/O系统的组成87

6.1.1　微小型机采用的总线型结构87

6.1.2　大型机采用的主机和通道的结构88

6.2　I/O控制方式89

6.2.1　程序控制I/O方式90

6.2.2 中断方式91

6.2.3　DMA方式93

6.2.4　通道方式94

6.3　I/O设备的类型96

6.4　缓冲管理97

6.4.1　单缓冲Single Buffer98

6.4.2　双缓冲Double Buffer98

6.4.3　循环缓冲Circle Buffer98

6.4.4　缓冲池Buffer Pool98

6.5　设备的分配101

6.5.1　设备分配需要的数据结构101

6.5.2　设备分配原则102

6.5.3　设备分配通用算法102

6.5.4　SPOOLing系统103

6.6　设备处理104

6.6.1　设备驱动程序的功能104

6.6.2　设备驱动程序的特点105

6.6.3　设备处理过程105

6.6.4　设备处理方式106

6.6.5　磁盘调度算法106

6.7　实例分析107

小结110

习题111

第7章　文件系统112

7.1　文件和文件系统112

7.1.1　文件的概念112

7.1.2　文件的分类113

7.1.3　文件系统的概念114

7.1.4　文件系统的层次模型114

7.1.5　文件系统的功能115

7.2　文件的组织结构与存取方式115

7.2.1　文件的逻辑结构和存取方式116

7.2.2　文件的物理结构及存储介质117

7.2.3　文件记录的成组与分解121

7.3　文件目录管理122

7.3.1　一级文件目录122

7.3.2　二级文件目录123

7.3.3　多级文件目录124

7.4　文件存储空间的管理125

7.4.1　空闲块表法125

7.4.2 空闲块链法126

7.4.3　位示图法127

7.5　文件的共享128

7.5.1　早期文件系统实现共享的方法129

7.5.2　现代文件系统实现共享的方法130

7.6　文件的保护和保密132

7.6.1　文件的保护132

7.6.2　文件的保密134

7.7　文件操作134

7.8　实例分析136

小结137

习题137

第8章　操作系统安全概述138

8.1　安全性目标和威胁138

8.1.1　安全性目标138

8.1.2　威胁的类型139

8.2　安全机制139

8.2.1　数据加密机制139

8.2.2　数字证书142

8.2.3　身份认证机制142

8.2.4　审计机制143

8.3　硬件保护机制144

8.3.1　存储保护机制144

8.3.2　运行保护机制144

8.4　访问控制机制145

8.5　安全评价标准148

8.6　实例分析148

小结149

习题150

第9章　Linux操作系统案例分析151

9.1　Linux操作系统概述151

9.1.1　Linux发展简史151

9.1.2　Linux特点151

9.1.3　Linux基本结构152

9.2　Linux用户接口153

9.3　Linux文本编辑器与编译器154

9.3.1　Linux文本编辑器（vi）154

9.3.2　Linux编译器（gcc）156

9.4　Linux实例分析156

9.4.1　用户子进程的创建156

9.4.2　进程同步158

9.4.3　进程通信机制159

9.4.4　Linux内存分配策略163

9.4.5　文件系统的调用163

小结165

习题166

第10章　Windows 2000/XP操作系统案例分析167

10.1　Windows 2000/XP操作系统简介167

10.2　Windows 2000/XP体系结构167

10.3　Windows 2000/XP线程调度168

10.4　Windows 2000/XP虚拟存储管理170

10.5　Windows 2000/XP文件系统171

10.6　Windows 2000/XP I/O设备管理173

10.7 Windows 2000/XP实例分析176

10.7.1　GUI应用程序176

10.7.2　进程对象177

10.7.3　进程创建178

10.7.4　虚拟内存机制180

10.7.5　文件输入／输出181

小结183

习题184

附录　操作系统实验指导185

实验1　进程管理185

实验2　单处理机系统进程调度187

实验3　避免死锁的银行家算法192

实验4　存储器分配与回收200

实验5　页面置换算法205

实验6　设备管理209

实验7　简单文件系统的设计210

参考文献215