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1.1 操作系统的历史与演变 1

1.1.1 计算机体系结构的演变 1

第一章 引论 1

1.1.2 操作系统的产生与发展 3

1.2 操作系统的功能与定义 5

1.2.1 机器硬件的延伸 5

1.2.2 资源管理者 6

1.2.3 提供服务 6

1.2.4 操作系统的功能与定义 6

1.3.1 单体结构 7

1.3.2 层次结构 7

1.3 操作系统的结构模型 7

1.3.3 微内核结构(顾客-服务员模型) 8

习题 10

第二章 进程管理 11

2.1 进程的概念 11

2.1.1 程序顺序执行与其特征 11

2.1.2 程序的并发执行与特征 12

2.1.3 前趋图和Bernstein条件 13

2.1.4 进程的定义 15

2.1.5 进程的基本状态与状态的变迁 16

2.1.6 进程控制块 16

2.1.7 进程的上下文 17

2.2.1 进程的家族树 19

2.2.2 进程控制原语 19

2.2 进程的控制 19

2.3 进程同步与互斥 22

2.3.1 进程间的制约关系 22

2.3.2 临界资源与互斥 23

2.3.3 解决互斥的锁机制 23

2.3.4 信号量同步机制 24

2.3.5 信号量机制的应用 26

2.3.6 信号量集同步机制 28

2.3.7 管程 31

2.4 经典同步问题 33

2.4.1 生产者-消费者问题 33

2.4.2 读者-写者问题 34

2.4.4 用其它机制解决经典同步问题 36

2.4.3 五个哲学家就餐问题 36

2.5 进程通信 39

2.5.1 直接通信 39

2.5.2 间接通信 42

2.5.3 管道通信 44

2.6 死锁 44

2.6.1 死锁与死锁产生的必要条件 45

2.6.2 死锁的描述——资源分配图 46

2.6.3 死锁预防 47

2.6.4 死锁避免 48

2.6.5 死锁检测 51

2.6.6 死锁解除 54

习题 56

3.1.2 作业状态与处理流程 61

3.1.1 作业和作业步 61

3.1 概述 61

第三章 作业管理 61

3.1.3 作业管理的任务 62

3.1.4 作业输入/输出方式的演变 62

3.2 批处理系统的作业控制 63

3.2.1 脱机作业控制 64

3.2.2 联机作业控制 64

3.3 分时系统作业(交互作业)控制 64

3.4 用户接口 64

3.5 系统调用(广义指令) 65

习题 67

4.1 多级调度 68

第四章 处理机调度 68

4.2 作业调度 69

4.2.1 调度算法的评价 69

4.2.2 调度性能的衡量 70

4.2.3 单道批处理系统的调度算法 70

4.2.4 多道批处理系统的调度算法 72

4.3 进程调度 74

4.3.1 概述 74

4.3.2 进程调度算法 74

4.4 进程调度实现 78

4.4.1 就绪队列组织 78

4.4.2 分派程序(dispatch) 78

习题 80

5.1.1 存储器的层次结构 85

5.1 概述 85

第五章 存储管理 85

5.1.2 存储管理的目的和功能 86

5.1.3 存储分配方式与时机 87

5.1.4 重定位 88

5.1.5 虚拟存储器 90

5.2 覆盖与交换 91

5.3 单一连续区存储分配 92

5.4 分区存储管理 92

5.4.1 固定分区 93

5.4.2 可变分区 94

5.4.3 可变分区的分配与回收算法 95

5.4.4 可重定位分区 96

5.4.5 多重分区 96

5.4.6 分区的保护 97

5.5 分页存储管理 98

5.5.1 页表 99

5.5.2 地址转换 99

5.5.3 快表 100

5.6 请求式分页存储管理——页式虚拟存储系统 101

5.6.1 页描述子扩充 101

5.6.2 地址转换与缺页中断 101

5.6.3 页面淘汰算法 101

5.6.4 性能分析 104

5.6.5 页面共享与保护 105

5.7 分段存储管理 106

5.7.1 段表与地址转换 107

5.7.2 段式虚拟存储系统 108

5.7.3 段的动态连接 109

5.7.4 段的共享 111

5.7.5 段的保护 111

5.8 段页式存储管理 112

5.8.1 实现原理 113

5.8.2 段页式存储管理算法 116

习题 117

第六章 设备管理 122

6.1 输入/输出硬件原理 122

6.1.1 外部设备 122

6.1.2 中断技术 123

6.1.3 DMA 125

6.1.4 通道 127

6.1.5 外围处理机 129

6.2 设备管理的任务与功能 130

6.3 设备分配 131

6.3.1 独占、共享与虚拟设备 131

6.3.2 分配方式与分配算法 132

6.3.3 与设备无关性 133

6.3.4 设备分配 133

6.4 驱动调度 136

6.4.1 物理特性 137

6.4.2 驱动调度算法 137

6.5 设备驱动与中断处理 138

6.6 缓冲技术 142

6.6.1 缓冲技术的引入 142

6.6.2 缓冲区的设置 143

习题 144

7.1 概述 146

7.1.1 文件与文件系统 146

第七章 文件系统 146

7.1.2 文件分类 147

7.1.3 文件说明 147

7.2 文件的逻辑结构和物理结构 148

7.2.1 文件的逻辑结构 148

7.2.2 文件的物理结构 149

7.2.3 组块与解块 151

7.2.4 多级索引 153

7.3 存取方法 156

7.4 文件目录 158

7.4.1 单级目录 158

7.4.3 多级目录 159

7.4.2 二级目录 159

7.4.4 符号文件目录与基本文件目录 160

7.4.5 文件目录的管理 162

7.5 文件存储空间的管理 163

7.5.1 空白文件目录法 163

7.5.2 位示图法 163

7.5.3 空闲块链接法 164

7.6 文件存取控制 166

7.7 文件系统的层次模型 168

7.7.1 用户接口及初始化 169

7.7.2 符号文件系统(SFS) 169

7.7.3 基本文件系统(BFS) 169

7.7.6 物理文件系统(PFS) 170

7.7.4 存取控制验证(ACV) 170

7.7.5 逻辑文件系统(LFS) 170

7.7.7 设备策略模块(DSM) 171

7.7.8 I/O调度和控制系统(IOCS) 171

7.7.9 分配策略模块(ASM) 171

7.8 文件的主要操作 172

习题 175

第八章 系统安全 178

8.1 系统安全的重要性 178

8.1.1 计算机系统的脆弱性 178

8.1.2 系统安全的主要内容 179

8.1.3 系统安全的标准与评价 180

8.1.5 计算机病毒的危害 182

8.1.4 数据信息的安全与加密 182

8.1.6 操作系统对系统安全的作用 183

8.2 用户身份鉴别 184

8.2.1 口令鉴别 184

8.2.2 信物鉴别 186

8.2.3 利用人类特征鉴别 186

8.3 访问控制 187

8.3.1 访问控制矩阵 187

8.3.2 访问控制类型 188

8.3.3 自主访问控制 188

8.3.4 强制访问控制 193

8.3.5 隐蔽信道 197

8.4.1 进程的支持 199

8.4.2 主存保护 199

8.4 操作系统安全与保护 199

8.4.3 保护环 201

8.4.4 I/O访问控制 202

8.4.5 安全核 206

习题 210

第九章 多机操作系统 211

9.1 由单机操作系统到多机操作系统 211

9.1.1 单机操作系统 211

9.1.2 多机操作系统的特征 211

9.1.3 多机操作系统的功能 213

9.2 进程同步 214

9.2.1 集中式同步机构 214

9.2.2 利用事件计数实现同步示例 216

9.2.3 分布式进程同步 217

9.3 任务分配 220

9.3.1 任务分配应考虑的问题 220

9.3.2 最早调度算法 221

9.3.3 子集调度算法 222

9.3.4 搜索树 223

9.4 Mach多机操作系统 225

9.4.1 Mach引入的新概念 225

9.4.2 Mach的处理机调度 228

9.4.3 Mach的存储对象概念 229

9.4.4 Mach的UNIX服务员 231

习题 235

参考文献 236

附录：习题参考答案 237