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第1章 计算机操作系统概述 1

1.1 操作系统的宏观作用 1

1.1.1 存储程序式计算机的结构与特点 1

1.1.2 作为扩展计算机功能的操作系统 2

1.1.3 作为资源管理的操作系统 2

1.2 操作系统的发展历史 3

1.2.1 无操作系统的计算机 3

1.2.2 单道批处理系统与多道批处理系统及执行系统 3

1.2.3 分时系统 6

1.2.4 实时系统 7

1.2.5 网络操作系统与分布式操作系统 8

1.3.1 操作系统的定义 10

1.3 操作系统的基本概念 10

1.3.2 操作系统的基本功能 11

1.3.3 操作系统的特征 15

1.4 操作系统的逻辑模型 16

1.5 微机操作系统 17

1.5.1 DOS操作系统 17

1.5.2 MS-Windows操作系统 17

1.5.3 Unix操作系统 17

本章小结 18

习题1 18

第2章 中断技术 19

2.1 中断的概念 19

2.2.1 中断分类 20

2.2 中断类型 20

2.2.2 中断响应 21

2.3 中断处理程序 24

本章小结 28

习题2 29

第3章 处理机管理 30

3.1 中央处理单元 30

3.1.1 特权指令介绍 31

3.1.2 处理机状态 31

3.1.3 程序状态字 32

3.2 处理机的作业调度 33

3.2.1 单道批处理系统的作业调度 34

3.2.2 作业调度性能的衡量指标 36

3.2.3 先来先服务作业调度算法 38

3.2.4 短作业优先作业调度算法 38

3.2.5 高响应比优先作业调度算法 39

3.2.6 最高优先数作业调度算法 40

3.2.7 多处理机系统作业调度 40

3.3 进程的引入和定义 41

3.3.1 进程的引入 41

3.3.2 进程的定义 43

3.4 进程的状态和进程控制块 44

3.4.1 进程的状态及状态变化图 44

3.4.2 进程的结构、进程控制块及组织方式 46

3.5.1 原语 49

3.5.2 进程控制原语 49

3.5 进程控制 49

3.6 线程的基本概念 52

3.6.1 线程引入的动机 52

3.6.2 线程与进程的关系 53

3.6.3 线程的类型和状态 53

3.7 处理机的进程调度 55

3.7.1 进程调度的职能 55

3.7.2 进程调度所用的主要数据结构 56

3.7.3 进程调度的方式 57

3.7.4 进程调度算法 57

3.7.5 综合的调度策略 59

3.8.1 进程互斥 60

3.8 进程通信 60

3.8.2 互斥用的硬件机制 61

3.8.3 进程同步 62

3.8.4 用信号量实现进程同步 63

3.8.5 两个经典的同步／互斥问题 66

3.8.6 Hanson管程介绍 67

3.8.7 进程的通信方式——消息缓冲 68

3.9 死锁问题 70

3.9.1 死锁产生的原因和必要条件 70

3.9.2 预防死锁 71

3.9.3 避免死锁 72

3.9.4 检测与解除死锁 73

本章小结 73

习题3 74

第4章 存储管理 76

4.1 存储管理的功能 76

4.1.1 内存的分配与回收 77

4.1.2 地址重定位 78

4.1.3 存储保护 80

4.1.4 虚拟存储器 81

4.2 实存管理 81

4.2.1 固定分区存储管理 82

4.2.2 可变式分区存储管理 83

4.2.3 纯分页存储管理 89

4.2.4 纯分段存储管理 93

4.3.1 虚拟存储器的概念 95

4.3 虚拟存储器管理 95

4.3.2 请求式分页存储管理与动态地址重定位 96

4.3.3 页面置换算法 98

4.3.4 请求式分页存储管理性能分析举例 101

4.3.5 请求式分段存储管理与动态地址重定位 103

4.3.6 段页式存储管理与动态地址重定位 106

4.4 碎片与抖动问题 108

本章小结 109

习题4 111

第5章 设备管理 113

5.1 概述 113

5.1.1 设备类型 114

5.1.2 设备管理的任务和功能 116

5.1.3 设备控制块（DCB） 119

5.2.1 程序直接控制方式 120

5.2 数据传送控制方式 120

5.2.2 中断控制方式 121

5.2.3 DMA方式 121

5.2.4 通道控制方式 122

5.2.5 其他控制方式 123

5.3 缓冲技术 125

5.3.1 缓冲的引入 125

5.3.2 单缓冲 126

5.3.3 双缓冲 126

5.3.4 环形缓冲 126

5.3.5 缓冲池（BufferPool） 127

5.4.1 独享设备的分配 128

5.4 设备分配技术 128

5.4.2 共享设备的分配 129

5.4.3 虚拟设备的分配与SPOOLing技术 129

5.4.4 设备分配算法 130

5.5 I/O进程控制 130

5.5.1 用户进程的输入／输出请求 130

5.5.2 设备驱动程序 131

本章小结 132

习题5 132

第6章 文件管理 134

6.1 文件与文件系统 134

6.1.1 文件与文件系统的概念 134

6.1.2 文件的分类、属性及文件系统的功能 135

6.2.2 存取方法 136

6.2 文件的逻辑结构 136

6.2.1 逻辑结构 136

6.3 文件的物理结构 137

6.3.1 连续结构 137

6.3.2 链接结构 138

6.3.3 索引结构 138

6.4 文件目录 139

6.4.1 单级目录结构 140

6.4.2 二级目录结构 141

6.4.3 多级目录结构 141

6.5 文件的操作 143

6.6 文件的共享与保护 143

6.7 文件的完整性 146

6.8 外存空间的管理 147

6.8.1 外存的主要技术参数 147

6.8.2 空闲块的管理 148

6.8.3 分配策略 150

6.8.4 磁盘的驱动调度 150

本章小结 152

习题6 152

第7章 几种常见的操作系统典型功能的实现方法举例 154

7.1 Windows 2000进程、线程的特点 154

7.1.1 Windows 2000进程、线程及对象之间的关系 154

7.1.2 进程管理程序 156

7.1.3 线程调度 156

7.2.1 Unix进程状态 158

7.2 Unix进程管理 158

7.2.2 Unix进程描述 159

7.2.3 Unix进程控制 160

7.2.4 Unix进程调度 160

7.3 Unix进程通信与同步机制 161

7.4 Windows 2000文件系统 162

7.4.1 FAT文件分配表 163

7.4.2 NTFS文件系统 163

7.5 Unix文件系统索引结构介绍 164

7.6 Linux文件系统 168

7.6.1 EXT2文件系统 169

7.6.2 EXT2索引节点 170

7.6.3 EXT2超级块 171

7.7 Unix NFS文件系统 172

7.6.4 EXT2中的目录 172

7.8 Windows 2000存储管理的二级页表结构 173

7.9 Linux系统的内存管理技术 175

7.10 Unix内存管理技术 177

7.11 Unix I/O设备管理 181

7.12 Linux I/O设备管理 182

本章小结 183

第8章 安全与保密机制 184

8.1 概述 184

8.1.1 安全性的含义 184

8.1.2 导致系统不安全的原因 184

8.1.3 计算机系统安全性的目标 185

8.1.5 安全操作系统的设计原则 186

8.1.4 操作系统的安全机制 186

8.1.6 操作系统安全性等级 187

8.2 访问控制技术 189

8.2.1 访问控制机制 189

8.2.2 自主访问控制 191

8.2.3 强制访问控制 194

8.3 数据加密技术 194

8.4 认证技术 196

8.5 防火墙技术 199

本章小结 199

习题8 200

9.1 网络操作系统的概述 201

9.1.1 网络拓扑结构 201

第9章 网络操作系统 201

9.1.2 通信与协议 202

9.1.3 网络操作系统功能 204

9.1.4 网络操作系统实现策略 205

9.2 网络通信技术 207

9.2.1 原语通信 207

9.2.2 远程过程调用 210

9.3 网络资源共享技术 213

9.3.1 硬盘共享 213

9.3.2 打印机共享 215

9.3.3 数据和软件资源共享 216

9.4 网络文件系统 216

本章小结 217

习题9 218