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第1章　绪论1

1.1　什么是操作系统1

1.1.1　引入操作系统的目的1

1.1.2　操作系统的定义与功能2

1.1.3　操作系统的逻辑结构5

1.2　操作系统的基本特征5

1.2.1 并发性5

1.2.2　共享性6

1.2.3　虚拟性6

1.2.4　异步性7

1.3　操作系统的类型7

1.3.1　批处理操作系统7

1.3.2　分时操作系统8

1.3.4　单用户操作系统9

1.3.3　实时操作系统9

1.3.5　网络操作系统10

1.3.6　分布式操作系统10

1.3.7　并行操作系统10

1.3.8　嵌入式操作系统11

1.4　操作系统的发展历史11

1.4.1　手工操作时期11

1.4.2　监控程序时期12

1.4.3　多道程序与操作系统成熟时期13

1.4.4　软件工程与操作系统的发展时期15

1.5　实用操作系统介绍16

1.5.1　Windows操作系统16

1.5.2　UNIX操作系统17

1.5.3　Linux操作系统19

1.6 操作系统的安装与引导21

1.6.1　选择操作系统的原则21

1.6.2　安装操作系统的注意事项24

1.6.3　操作系统的引导过程26

1.7　操作系统的运行环境27

1.7.1　Intel x86 CPU27

1.7.2　IA32寄存器28

1.7.3　存储器31

1.7.4　中断33

1.7.5　时钟35

1.8　如何学习操作系统36

1.8.1　学习操作系统的目的36

1.8.2　学习操作系统的几个观点37

1.8.3　学习操作系统的方法39

本章小结39

习题140

2.1　作业的概念41

2.1.1　作业与作业步41

第2章　作业管理41

2.1.2　作业的类型42

2.1.3　作业控制语言与作业说明书43

2.1.4　Linux中的作业示例44

2.2　作业管理的功能44

2.2.1　作业的建立45

2.2.2　作业控制块46

2.2.3　作业的状态变迁46

2.2.4　作业调度47

2.3　操作系统的用户接口50

2.3.1　用户接口的功能与类型50

2.3.2　命令接口50

2.3.3　程序接口52

2.3.4　用户接口的发展55

2.4　Windows 2000/XP的用户接口55

2.4.1　Windows 2000/XP的系统命令55

2.4.2　Windows 2000/XP的GUI56

2.4.3　Win32 API函数59

2.5　Linux的用户接口62

2.5.1　Linux的shell62

2.5.2　Linux的系统调用66

2.6　DOS系统调用67

2.6.1　BIOS调用67

2.6.2　DOS系统功能调用68

本章小结69

习题269

第3章　进程管理71

3.1　进程的引入71

3.1.1　顺序程序与并发程序71

3.1.2　进程的定义及特性73

3.1.3　进程的状态及其转换75

3.1.4　Linux的进程状态78

3.2　进程的结构79

3.2.1　进程的实体79

3.2.2　进程控制块80

3.2.3　Linux中的进程82

3.2.4　Windows 2000/XP中的进程83

3.3　进程控制83

3.3.1　进程的创建与撤销84

3.3.2　进程的阻塞与唤醒86

3.3.3　进程的挂起与激活86

3.3.4　Linux的进程控制87

3.4　进程的同步与互斥87

3.4.1　基本概念87

3.4.2　实现进程互斥的硬件方法90

3.4.3　实现进程互斥的软件方法92

3.4.4　信号量与P、V操作93

3.4.5　用P、V操作实现互斥94

3.4.6　用P、V操作实现同步95

3.4.7　经典同步与互斥问题96

3.5　进程间通信100

3.5.1　消息缓冲100

3.5.2　信箱方式102

3.5.3　共享内存103

3.5.4　管道通信104

3.5.5　Linux的进程通信105

3.6　进程调度108

3.6.1　进程调度的方式108

3.6.2　进程调度算法109

3.6.3　Linux的进程调度114

3.7　死锁114

3.7.1　死锁的概念114

3.7.2　死锁的预防117

3.7.3　死锁的避免118

3.7.4　死锁的检测和解除123

3.8　线程126

3.8.1　线程的引入126

3.8.2　线程的基本概念126

3.8.3　线程的实现128

3.8.4　Windows 2000/XP的线程130

本章小结133

习题3134

第4章　内存管理137

4.1 内存管理功能137

4.1.1 内存的分配与回收137

4.1.2　地址重定位138

4.1.3 内存的共享和保护140

4.1.4　虚拟存储器141

4.2.2　固定分区142

4.2　分区管理142

4.2.1 单分区142

4.2.3　可变分区144

4.2.4　碎片问题及其解决方法147

4.2.5　覆盖与交换148

4.3　页式管理149

4.3.1　页式管理概述150

4.3.2　静态页式管理150

4.3.3　页式虚存管理156

4.3.4　Windows 2000/XP的页式虚存管理163

4.4　段式管理166

4.4.1　段式管理概述166

4.4.2　地址转换167

4.4.3　段的共享和保护168

4.4.4　段式虚存管理169

4.5.1　基本思想170

4.4.5　段式、页式管理的比较170

4.5　段页式管理170

4.5.2　地址转换171

4.5.3　段页式虚存管理172

4.5.4　Linux的内存管理172

本章小结175

习题4176

第5章　设备管理179

5.1　设备管理概述179

5.1.1　设备及其分类179

5.1.2　设备控制器181

5.1.3　通道182

5.1.4　设备管理的目标与功能184

5.2　I/O控制方式184

5.2.1　程序直接控制方式184

5.2.2　中断控制方式185

5.2.3　DMA方式186

5.2.4　通道方式187

5.3　设备管理技术188

5.3.1　缓冲技术188

5.3.2　磁盘驱动调度技术192

5.3.3　虚拟设备与SPOOLing技术194

5.3.4　Windows 2000/XP中的共享打印机196

5.4　设备的分配196

5.4.1　设备分配的数据结构196

5.4.2　设备分配策略198

5.4.3　设备独立性199

5.4.4　独占设备的分配过程200

5.5　I/O软件201

5.5.1　用户级I/O软件202

5.5.2　设备无关软件203

5.5.3　设备驱动程序204

5.5.4　中断处理程序205

5.6　实用系统中的设备驱动程序206

5.6.1　Windows 2000/XP设备驱动程序206

5.6.2　Linux设备驱动程序209

本章小结213

习题5214

第6章　文件管理215

6.1　文件与文件系统215

6.1.1　文件的概念215

6.1.2　文件的类型216

6.1.3　文件的操作217

6.1.4　文件系统的概念和功能218

6.2　文件结构与存储设备219

6.2.1　文件的逻辑结构219

6.2.2　文件的物理结构221

6.2.4　文件的存储设备227

6.2.3　文件的存取方法227

6.3　文件目录管理230

6.3.1　文件控制块与文件目录230

6.3.2　索引节点231

6.3.3　目录结构233

6.4　文件存储空间管理235

6.4.1　空闲块表法236

6.4.2　空闲块链法236

6.4.3　成组链接法236

6.4.4　位示图238

6.5　文件的共享238

6.5.1　文件共享239

6.5.2　Linux文件的共享240

6.6.1　Windows 2000/XP文件系统241

6.6　文件系统实例分析241

6.6.2　Linux文件系统242

本章小结246

习题6247

第7章　操作系统的安全性249

7.1　安全性概述249

7.1.1 安全性含义249

7.1.2　影响系统安全性的因素250

7.1.3　操作系统的安全机制251

7.2　实现系统安全性的基本策略252

7.2.1　身份鉴别策略253

7.2.2　文件保护策略254

7.2.3　内存保护策略256

7.2.4　恶意代码防御策略257

7.3.1　Linux的安全策略258

7.3　Linux的安全性258

7.3.2　Linux的安全漏洞260

7.4　Windows 2000/XP的安全策略261

7.4.1　Windows 2000/XP安全模型261

7.4.2　Windows 2000/XP的注册表264

7.4.3　Windows 2000/XP的组策略267

本章小结269

习题7269

第8章 网络和分布式操作系统271

8.1　网络操作系统271

8.1.1　网络拓扑结构271

8.1.2　网络操作系统的功能272

8.1.3　网络操作系统的实现方法274

8.1.4　资源共享技术274

8.2.1　分布式系统概述276

8.2　分布式操作系统276

8.2.2　分布式操作系统的特点及实现策略278

8.2.3　分布式系统的资源管理280

8.2.4　分布式系统的通信282

本章小结285

习题8285

附录A　操作系统上机实验287

A.1 Linux操作系统的使用实验287

A.2　作业调度实验290

A.3　进程创建与控制实验291

A.4　进程调度实验292

A.5　进程间通信实验293

A.6　页式虚拟存储管理实验295

A.7　文件系统管理实验297

A.8　Linux部分源代码分析实验299

参考文献301