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第1章 操作系统概述 1

1.1操作系统概念 1

1.1.1什么是操作系统 1

1.1.2操作系统主要功能 3

1.1.3操作系统的基本特性 4

1.2操作系统的发展过程与分类 6

1.2.1操作系统的发展过程 6

1.2.2无操作系统 7

1.2.3大型机操作系统 7

1.2.4桌面操作系统 11

1.2.5实时操作系统 11

1.2.6网络操作系统 13

1.2.7分布式操作系统 13

1.2.8嵌入式操作系统 14

1.3操作系统运行环境简介 15

1.3.1计算机系统结构 15

1.3.2输入输出结构 17

1.3.3存储结构 18

1.3.4硬件保护 20

1.4操作系统与用户接口 22

1.4.1命令级接口与系统实用程序 22

1.4.2程序级接口与系统调用 24

1.5操作系统的结构 26

1.5.1整体式结构 26

1.5.2层次式结构 27

1.5.3微内核与客户-服务器结构 28

1.5.4面向对象结构 30

1.5.5多处理机模式 30

1.6典型题举例 30

本章小结 33

习题1 33

第2章 进程与线程 36

2.1进程的引入 36

2.1.1程序的顺序执行 36

2.1.2程序的并发执行 36

2.1.3进程的引入 38

2.1.4进程的特征 39

2.2进程的状态及其转换 40

2.2.1进程基本状态及其转换 40

2.2.2具有挂起功能的进程状态及转换 42

2.3进程的描述 43

2.3.1进程的组成 43

2.3.2进程控制块数据结构 44

2.3.3进程队列的组织 45

2.3.4进程的前趋图 45

2.3.5进程切换与模式切换 46

2.4进程的控制 47

2.4.1操作系统内核与原语 47

2.4.2进程控制原语 48

2.5线程的概念 51

2.5.1线程概念的引入 51

2.5.2线程与进程的比较 51

2.5.3线程的分类与实现 53

2.6典型题举例 55

本章小结 56

习题2 56

第3章 处理机调度 59

3.1处理机调度基本概念 59

3.1.1处理机调度的层次 59

3.1.2处理机的调度队列模型 60

3.1.3选择调度算法的原则 62

3.2批处理作业的管理与调度 63

3.2.1作业的概念 63

3.2.2批处理作业的管理 63

3.2.3批作业调度算法 65

3.3进程调度 69

3.3.1进程调度需考虑的若干问题 69

3.3.2常用的进程调度算法 69

3.4典型题举例 76

本章小结 78

习题3 78

第4章 进程同步与死锁 81

4.1进程同步的基本概念 81

4.1.1进程间交互关系 81

4.1.2与时间有关的错误 82

4.1.3进程互斥概念 82

4.1.4进程同步概念 83

4.2临界区互斥的基本方法 84

4.3信号量机制 87

4.3.1信号量的概念 87

4.3.2P、V操作原语 87

4.3.3用P、V操作实现进程间互斥 89

4.3.4用P、V操作实现进程间同步 90

4.3.5利用信号量来描述前趋关系 91

4.4经典的同步问题 93

4.4.1生产者-消费者问题 93

4.4.2读者-写者问题 95

4.4.3哲学家就餐问题 99

4.4.4嗜眠理发师问题 100

4.5管程 101

4.5.1管程基本概念 101

4.5.2管程应用实例 103

4.6进程通信 105

4.6.1进程通信基本概念 105

4.6.2基于消息缓冲的通信方式 106

4.6.3基于信箱的通信方式 108

4.7死锁 110

4.7.1死锁的概念 110

4.7.2死锁的预防 112

4.7.3死锁的避免 112

4.7.4死锁的检测和解除 116

4.8典型题举例 118

本章小结 123

习题4 124

第5章 存储管理 129

5.1存储管理的基本概念 129

5.1.1物理地址与逻辑地址 129

5.1.2用户程序的处理过程 129

5.1.3存储管理的主要任务 130

5.2覆盖与交换技术 134

5.2.1覆盖技术 134

5.2.2交换技术 135

5.2.3交换与覆盖的异同点 135

5.3连续存储空间管理 136

5.3.1单一连续存储管理 136

5.3.2固定分区存储管理 137

5.3.3可变分区存储管理 138

5.4分页存储管理 143

5.4.1基本原理 143

5.4.2主存空间的分配与回收 144

5.4.3地址转换与存储保护 145

5.4.4对分页存储管理的改进 147

5.4.5管理特点 150

5.5段式存储管理 150

5.5.1基本原理 150

5.5.2主存空间的分配与回收 151

5.5.3地址转换与存储保护 152

5.5.4管理特点 153

5.5.5分页和分段的主要区别 153

5.6段页式存储管理 154

5.6.1基本原理 154

5.6.2主存空间的分配与回收 154

5.6.3地址转换与存储保护 155

5.6.4管理特点 156

5.7虚拟存储器管理 156

5.7.1虚拟存储器的基本概念 156

5.7.2请求分页存储管理 158

5.7.3请求分段存储管理方式 165

5.8典型题举例 166

本章小结 169

习题5 170

第6章 文件系统 175

6.1文件系统基本概念 175

6.1.1文件系统的引入 175

6.1.2文件与文件系统 176

6.1.3文件的分类 178

6.1.4文件系统的功能 179

6.2文件的组织结构 180

6.2.1文件的逻辑组织结构 180

6.2.2文件的物理组织结构 181

6.3文件的存取方法 184

6.4文件的目录结构 185

6.4.1文件控制块与索引结点 185

6.4.2文件目录 186

6.4.3文件目录查找 188

6.5文件的存储空间组织 192

6.6文件共享和保护 195

6.6.1文件共享 195

6.6.2文件共享语义 196

6.6.3文件保护 197

6.7文件相关操作 199

6.7.1文件操作 199

6.7.2记录操作 200

6.8文件系统的安全性与可靠性 200

6.8.1文件系统的安全性 201

6.8.2文件系统的可靠性 201

6.9文件系统的性能 204

6.10文件系统实例 205

6.10.1 CD-ROM文件系统 205

6.10.2 EXT2文件系统 207

6.11典型题举例 211

本章小结 214

习题6 215

第7章 设备管理 217

7.1设备概述 217

7.1.1设备类型 217

7.1.2设备管理的功能和目标 219

7.1.3设备管理的主要任务 220

7.2 I/O设备硬件结构和软件组成 220

7.2.1 I/O设备的硬件结构 220

7.2.2 I/O设备的软件组成 221

7.3 I/O设备控制方式 224

7.3.1程序直接I/O控制方式 224

7.3.2程序中断I/O控制方式 225

7.3.3直接存储器存取I/O控制方式 226

7.3.4 I/O通道控制方式 227

7.4设备管理中所使用的技术 228

7.4.1中断技术 228

7.4.2通道技术 230

7.4.3缓冲技术 233

7.4.4虚拟设备技术和SPOOLing技术 235

7.5设备的分配和设备处理程序 238

7.5.1设备分配 239

7.5.2设备回收 243

7.5.3设备处理 244

7.6磁盘存储设备管理 244

7.6.1盘的结构 244

7.6.2磁盘臂调度算法 246

7.6.3磁盘管理 248

7.7典型题举例 249

本章小结 253

习题7 254

第8章 操作系统的安全性 256

8.1操作系统安全性概述 256

8.1.1操作系统的特点及其重要性 256

8.1.2操作系统的安全观点 256

8.1.3操作系统的安全威胁 257

8.2系统安全的分级管理机制 257

8.2.1安全等级的标准 258

8.2.2常用的安全分级管理机制 260

8.3影响系统安全性的因素 261

8.3.1来自系统内部的攻击 261

8.3.2来自系统外部的攻击 263

8.4操作系统的安全策略与安全机制 266

8.4.1操作系统的安全策略 266

8.4.2操作系统的安全机制 267

8.5实现系统安全性的基本技术 269

本章小结 272

习题8 273

第9章 操作系统实验指导 276

9.1进程调度实验 276

9.1.1阅读程序 276

9.1.2设计与编程 283

9.2作业调度实验 284

9.2.1阅读程序 284

9.2.2设计与编程 293

9.3存储管理实验 294

9.3.1阅读程序 294

9.3.2设计与编程 307

9.4文件系统实验 308

9.5磁盘移臂调度实验 333

参考文献 340