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第一部分 原理篇3

第1章 操作系统引论3

1.1 操作系统的概念3

1.1.1 操作系统的地位和作用3

1.1.2 操作系统定义4

1.2 操作系统的发展过程4

1.2.1 手工操作方式4

1.2.2 脱机输入输出技术5

1.2.3 批处理系统5

1.2.4 分时系统7

1.2.5 实时系统8

1.2.6 网络操作系统9

1.2.7 嵌入式操作系统9

1.3 操作系统的基本特征10

1.4 操作系统的主要功能11

1.5 操作系统的结构设计12

1.5.1 操作系统的设计目标13

1.5.2 操作系统的结构13

1.6 实例分析15

本章小结16

习题18

第2章 进程管理19

2.1 进程的概念19

2.1.1 程序的顺序执行及其特征19

2.1.2 程序的并发执行及其特征20

2.1.3 进程的定义及其特征21

2.1.4 进程与程序的区别22

2.2 进程描述23

2.2.1 进程控制块23

2.2.2 进程控制块的组织方式24

2.3 进程的状态与转换25

2.3.1 进程的基本状态及其转换25

2.3.2 具有挂起状态的进程转换图25

2.4 进程控制26

2.4.1 进程的创建和撤销26

2.4.2 进程的阻塞与唤醒27

2.4.3 进程的挂起与激活28

2.4.4 线程的概念及实现29

2.5 进程同步30

2.5.1 同步概念30

2.5.2 信号量机制31

2.5.3 经典的进程同步问题34

2.5.4 管程36

2.6 进程通信37

2.7 实例分析38

本章小结41

习题42

第3章 中断与处理机调度44

3.1 中断技术44

3.1.1 中断及其相关概念44

3.1.2 中断处理过程45

3.1.3 核心态和用户态45

3.2 处理机调度46

3.2.1 三级调度及其模型46

3.2.2 常用调度算法47

3.2.3 实时调度52

3.3 实例分析54

本章小结55

习题56

第4章 死锁57

4.1 死锁的概念57

4.2 死锁产生的原因和必要条件57

4.3 死锁问题的解决方法59

4.3.1 死锁的预防59

4.3.2 死锁的避免60

4.3.3 死锁的检测64

4.3.4 死锁的解除65

4.4 实例分析65

本章小结68

习题69

第5章 存储器管理70

5.1 基本概念70

5.2 连续分配方式72

5.2.1 单一连续分配方式72

5.2.2 固定分区分配方式73

5.2.3 动态分区分配方式74

5.2.4 可重定位分区分配方式74

5.2.5 分区分配和回收算法75

5.3 分页存储系统78

5.3.1 分页基本原理79

5.3.2 地址变换机构80

5.3.3 快表与多级页表81

5.4 分段存储管理方式82

5.4.1 分段管理机制的引入82

5.4.2 分段基本原理82

5.4.3 分段的共享和保护83

5.4.4 分段与分页的区别85

5.5 段页式存储管理方式85

5.6 虚拟存储器85

5.6.1 虚拟存储器的概念86

5.6.2 请求分页管理方式87

5.6.3 页面置换算法88

5.6.4 请求分段存储管理方式91

5.7 实例分析92

本章小结94

习题95

第6章 设备管理97

6.1 I/O系统的组成97

6.1.1 微小型机采用的总线型结构97

6.1.2 大型机采用的主机和通道的结构98

6.2 I/O控制方式99

6.2.1 程序控制I/O方式99

6.2.2 中断方式101

6.2.3 DMA方式102

6.2.4 通道方式104

6.3 I/O设备的类型106

6.4 缓冲管理107

6.4.1 单缓冲108

6.4.2 双缓冲108

6.4.3 循环缓冲108

6.4.4 缓冲池108

6.5 设备的分配111

6.5.1 设备分配需要的数据结构111

6.5.2 设备分配原则112

6.5.3 设备分配通用算法113

6.5.4 SPOOLing系统113

6.6 设备处理115

6.6.1 设备驱动程序的功能115

6.6.2 设备驱动程序的特点115

6.6.3 设备处理过程116

6.6.4 设备处理方式117

6.6.5 磁盘调度算法117

6.7 实例分析120

本章小结122

习题123

第7章 文件管理124

7.1 文件和文件系统124

7.1.1 文件的概念124

7.1.2 文件的分类125

7.1.3 文件系统的概念126

7.1.4 文件系统的层次模型126

7.1.5 文件系统的功能127

7.2 文件的组织结构与存取方式128

7.2.1 文件的逻辑结构和存取方式128

7.2.2 文件的物理结构及存储介质130

7.2.3 文件记录的成组与分解134

7.3 文件目录管理135

7.3.1 一级文件目录136

7.3.2 二级文件目录136

7.3.3 多级文件目录137

7.4 文件存储空间的管理138

7.4.1 空闲块表法139

7.4.2 空闲块链法139

7.4.3 位示图法140

7.5 文件的共享142

7.5.1 早期文件系统实现共享的方法142

7.5.2 现代文件系统实现共享的方法143

7.6 文件的保护和保密145

7.6.1 文件的保护145

7.6.2 文件的保密148

7.7 文件操作148

7.8 实例分析150

本章小结151

习题151

第8章 操作系统安全概述152

8.1 安全性目标和威胁152

8.1.1 安全性目标152

8.1.2 威胁的类型153

8.2 安全机制153

8.2.1 数据加密机制153

8.2.2 数字证书156

8.2.3 身份认证机制157

8.2.4 审计机制157

8.3 硬件保护机制158

8.3.1 存储保护机制158

8.3.2 运行保护机制158

8.4 访问控制机制159

8.5 安全评价标准162

8.6 实例分析163

本章小结164

习题164

第二部分 实践篇169

第9章 Linux操作系统案例分析169

9.1 Linux概述与基本操作169

9.1.1 Linux操作系统简介169

9.1.2 Linux用户接口170

9.1.3 Linux文件系统172

9.1.4 Linux文本编辑器与编译器174

9.2 Linux进程及命令管理176

9.2.1 Linux系统中的进程176

9.2.2 Linux进程管理命令178

9.2.3 Linux守护进程180

9.3 Linux系统调用及编程实例181

9.3.1 进程管理的API实例分析181

9.3.2 进程通信的API实例分析186

9.3.3 内存管理的API实例分析190

9.3.4 文件管理的API实例分析193

本章小结195

习题195

第10章 Windows 2000/XP操作系统案例分析197

10.1 Windows 2000/XP操作系统简介197

10.2 Windows 2000/XP体系结构197

10.3 Windows 2000/XP线程调度198

10.4 Windows 2000/XP虚拟存储管理200

10.5 Windows 2000/XP文件系统201

10.6 Windows 2000/XP I/O设备管理204

10.7 Windows 2000/XP实例分析206

10.7.1 GUI应用程序206

10.7.2 进程对象207

10.7.3 进程创建208

10.7.4 虚拟内存机制210

10.7.5 文件输入输出211

本章小结214

习题214

第11章 操作系统算法模拟实例215

11.1 单处理机系统进程调度215

11.2 避免死锁的银行家算法219

11.3 存储器分配与回收227

11.4 页面置换算法232

11.5 简单文件系统的设计236

11.6 SPOOLing系统模拟设计239

本章小结244

习题244

参考文献246