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第1章　操作系统概论 1

1.1　操作系统的作用 1

1.1.1　硬件系统和应用程序间的界面 1

目录 1

1.1.2　资源管理者 2

1.1.3　推动操作系统发展的因素 3

1.2.1 串行处理系统 4

1.2.2　简单批处理系统 4

1.2　操作系统的演变 4

1.2.3　多道程序批处理系统 7

1.2.4　分时系统 9

1.2.5　实时系统 11

1.3　操作系统的主要成就 12

1.3.1 进程 12

1.3.2　存储管理 15

1.3.3　信息保护和安全性 16

1.3.4　调度和资源管理 17

1.3.5 系统结构 18

1.4　操作系统举例 20

1.4.1 Windows NT 20

1.4.2　UNIX System V 23

1.4.3　MVS 24

1.5　操作系统的主要研究课题 28

小结 28

习题 28

2.1　进程状态 30

第2章　进程描述与控制 30

2.1.1　进程产生和终止 32

2.1.2　进程状态模型 34

2.1.3　进程挂起 38

2.2　进程描述 42

2.2.1　操作系统控制结构 43

2.2.2　进程控制结构 44

2.2.3　进程属性 44

2.3.2　进程创建 47

2.3.1　执行模式 47

2.3　进程控制 47

2.3.3　进程切换 48

2.3.4　上下文切换 49

2.3.5　操作系统的运行 49

2.3.6　微核 51

2.4　线程和SMP 51

2.4.1　线程及其管理 51

2.4.2　多线程的实现 53

2.4.4　SMP 55

2.4.3　进程与线程的关系 55

2.5　系统举例 57

2.5.1 UNIX System V 57

2.5.2　Windows NT 60

2.5.3　MVS 65

2.5.4 Linux 67

小结 69

习题 69

第3章 并发控制——互斥与同步 72

3.1　并发原理 73

3.1.1　进程间的相互作用 75

3.1.2　进程间的相互竞争 76

3.1.3　进程间的相互合作 78

3.1.4　互斥的要求 79

3.2　互斥——软件解决方法 79

3.2.1　Dekker算法 79

3.2.2　Peterson算法 83

3.3.1 禁止中断 84

3.3　互斥——硬件解决方法 84

3.3.2　使用机器指令 85

3.4　信号量 87

3.4.1　用信号量解决互斥问题 89

3.4.2　用信号量解决生产者／消费者问题 90

3.4.3　信号量的实现 94

3.4.4　用信号量解决理发店问题 94

3.5　管程 98

3.5.1　带信号量的管程 98

3.5.2　用管程解决生产者／消费者问题 100

3.6　消息传递 101

3.6.1　消息传递原语 101

3.6.2　用消息传递实现同步 102

3.6.3 寻址方式 103

3.6.4　消息格式 104

3.6.5　排队规则 104

3.6.6　用消息传递实现互斥 104

3.7.1　读者优先 106

3.7　读者／写者问题 106

3.7.2　写者优先 107

3.8　系统举例 110

3.8.1　UNIX System V 110

3.8.2　Windows NT 112

3.8.3　MVS 113

小结 115

习题 115

4.1.1　可重用资源 118

4.1　死锁问题概述 118

第4章　死锁处理 118

4.1.2　消耗型资源 119

4.1.3　产生死锁的条件 121

4.2　死锁处理 121

4.2.1　死锁预防 121

4.2.2　死锁避免 122

4.2.3　死锁检测 126

4.2.4　死锁恢复 127

4.2.5　处理死锁的综合方法 128

4.3　哲学家用餐问题 129

小结 130

习题 130

第5章　内存管理 132

5.1　概述 132

5.1.1　基本概念 132

5.1.2　虚拟存储器 134

5.1.3　重定位 135

5.2.1　分区法 137

5.2　存储管理的基本技术 137

5.2.2　可重定位分区法 139

5.2.3　覆盖技术 141

5.2.4　交换技术 142

5.3　分页存储管理 143

5.3.1　基本概念 143

5.3.2　纯分页系统 146

5.3.3　请求式分页系统 148

5.3.4　硬件支持及缺页处理 148

5.3.5　页的共享和保护 150

5.4　分段存储管理 151

5.4.1　基本概念 151

5.4.2　基本原理 152

5.4.3　硬件支持和缺段处理 152

5.4.4　段的共享和保护 154

5.5　段页式存储管理 156

5.5.1　基本概念 156

5.5.2　地址转换 157

5.6　虚拟内存的置换算法 158

5.5.3　管理算法 158

5.6.1　先进先出页面置换算法 159

5.6.2　最佳页面置换算法 159

5.6.3　最近最少使用页面置换算法 160

5.6.4　第2次机会页面置换算法 161

5.6.5　时钟页面置换算法 161

5.6.6　其他页面置换算法 162

5.7 系统举例 163

5.7.1　UNIX系统中的存储管理技术 163

5.7.2　Linux系统中的存储管理技术 167

小结 168

习题 169

第6章　处理机调度 170

6.1　调度类型 170

6.1.1　长程调度 172

6.1.2 中程调度 172

6.1.3　短程调度 172

6.2.1　短程调度标准 173

6.2　调度算法 173

6.2.2　优先权的使用 174

6.2.3　调度策略 175

6.2.4　性能比较 183

6.2.5　模拟模型 185

6.2.6　公平分享调度策略 186

6.3　多处理机调度 188

6.3.1　粒度 189

6.3.2　设计要点 190

6.3.3　调度策略 191

6.4　实时调度 196

6.4.1　实时操作系统的特性 196

6.4.2　实时调度 199

6.4.3　期限调度 200

6.4.4　比率单调调度 203

6.5　响应时间 205

6.6.1　UNIX System V 206

6.6　系统举例 206

6.6.2　Windows NT 207

6.6.3　MVS 209

小结 210

习题 210

第7章　I/O设备管理 213

7.1　I/O系统硬件 213

7.1.1　I/O设备 213

7.1.2　设备控制器 214

7.1.3　I/O技术 216

7.2　I/O软件 222

7.2.1　中断处理程序 222

7.2.2　设备驱动程序 223

7.2.3　与设备无关的I/O软件 224

7.2.4　用户空间的I/O软件 226

7.2.5　缓冲技术 227

7.3　磁盘调度 232

7.3.1　调度策略 232

7.3.2　磁盘高速缓存 236

7.4　系统举例 238

7.4.1 UNIX System V 238

7.4.2　Windows NTI/O分析 240

小结 244

习题 245

第8章　文件管理 247

8.1　文件与文件系统 247

8.1.1　文件及其分类 247

8.1.2　文件系统及其功能 249

8.2　文件的结构及其存取方式 250

8.2.1　文件的逻辑结构及其存取方式 250

8.2.2　文件的物理结构及其存储设备 252

8.3　文件管理 258

8.3.1　文件目录结构 258

8.3.2　文件目录管理 264

8.4　文件存储空间的分配与管理 265

8.4.1　文件存储空间的分配 265

8.4.2　磁盘空间管理 267

8.5.1 PE可移动执行的文件格式 270

8.5　系统举例——Windows NT 270

8.5.2 PE文件首部 272

8.5.3　块表数据结构及辅助信息块 275

小结 277

习题 277

9.1　客户／服务器模式 278

9.1.1　客户／服务器模式的概念 278

第9章　分布计算 278

9.1.2　客户／服务器模式的应用 280

9.1.3 中间件 283

9.2　分布式消息传递 285

9.2.1　分布式消息传递的方法 285

9.2.2　分布式消息传递的可靠性 286

9.3　远程过程调用 286

小结 288

习题 289

10.1　进程迁移 290

10.1.1　进程迁移的原因 290

第10章　分布式进程管理 290

10.1.2　进程迁移的机制 291

10.1.3　进程迁移的协商 293

10.1.4　进程驱逐 294

10.1.5　抢占及非抢占进程的迁移 295

10.2　分布式全局状态 295

10.2.1　全局状态及分布式快照 295

10.2.2　分布式快照算法 297

10.3.1　分布式互斥问题 299

10.3　分布式进程管理——互斥 299

10.3.2　分布式系统的事件定序——时戳方法 301

10.3.3　分布式互斥算法 302

10.4　分布式死锁处理 306

10.4.1　资源分配中的死锁 307

10.4.2　死锁预防 307

10.4.3　死锁避免 309

10.4.4　死锁检测 309

10.4.5　消息通信中的死锁 312

小结 314

习题 315

第11章　操作系统的安全性 316

11.1　安全性概述 316

11.1.1　安全性的内涵 316

11.1.2　操作系统的安全性 317

11.1.3　操作系统的安全性级别 320

11.2　安全保护机制 321

11.2.1　进程支持 321

11.2.2　内存及地址保护 322

11.2.3　存取控制 325

11.2.4　文件保护 329

11.2.5　用户身份鉴别 331

11.3　病毒及其防御 334

11.3.1　病毒概述 334

11.3.2　病毒的防御机制 335

11.3.3　特洛伊木马程序及其防御 336

11.4　加密技术 337

11.4.1　传统加密方法 337

11.4.2　公开密钥加密方法 338

11.4.3　密钥的管理 339

11.5　安全操作系统的设计 341

11.5.1　安全模型 342

11.5.2　安全操作系统的设计策略 344

11.6　系统举例——Windows2000的安全性分析 348

小结 350

习题 351

第12章 网格操作系统的一个雏形——Globus 353

12.1.1　网格的特点 355

12.1 网格简介 355

12.1.2　网格的体系结构 356

12.1.3　网格技术 361

12.2　Globus初探 362

12.2.1　Globus工具包 363

12.2.2　Globus与5层沙漏模型 369

12.2.3　Globus与OGSA模型 370

小结 372

习题 373

13.1.1 MINIX的组成结构 374

第13章　一个小型操作系统的实现 374

13.1　MINIX概述 374

13.1.2 头文件 377

13.2　进程 379

13.2.1　概述 379

13.2.2　具体实现 381

13.3　I/O任务 387

13.3.1　I/O任务概述 387

13.3.2　设备驱动程序的实现 389

13.4.1　内存管理概述 393

13.4　内存管理 393

13.4.2　实现 396

13.5　文件系统 400

13.5.1　文件系统概述 400

13.5.2　实现 403

小结 407

习题 408

词汇索引 409