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第1章 操作系统概述 1

1.1 什么是操作系统 1

1.1.1 计算机系统组成 1

1.1.2 操作系统与计算机系统 2

1.2 操作系统的发展历史 3

1.2.1 无操作系统 4

1.2.2 单道批处理系统 4

1.2.3 多道批处理系统 5

1.2.4 分时系统 6

1.2.5 实时系统 7

1.2.6 操作系统的进一步发展 8

1.3 操作系统的主要功能 8

1.3.1 处理机管理 9

1.3.2 存储管理 9

1.3.3 设备管理 10

1.3.4 文件管理 11

1.3.5 用户接口 12

1.4 操作系统结构 13

1.4.1 单体结构 13

1.4.2 模块化结构 14

1.4.3 可扩展内核结构 14

1.4.4 层次结构 14

1.5 操作系统的特征 15

1.5.1 操作系统的基本特征 15

1.5.2 操作系统的新特征 16

1.6 两大操作系统介绍 18

1.6.1 Windows操作系统 18

1.6.2 Linux操作系统 22

小结 24

习题1 24

第2章 中断 25

2.1 中断的基本概念 25

2.1.1 中断的作用 26

2.1.2 中断的类型 27

2.1.3 中断嵌套、中断优先级和中断屏蔽 28

2.2 中断在操作系统中的地位 29

2.3 中断响应过程 30

2.4 中断处理过程 31

2.4.1 中断处理流程 31

2.4.2 中断服务程序简介 32

2.5 向量中断 33

小结 34

习题2 35

第3章 进程和线程 36

3.1 进程概述 36

3.1.1 程序的顺序执行及其特征 36

3.1.2 程序的并发执行及其特征 37

3.1.3 进程的概念及其特征 39

3.1.4 进程状态 39

3.1.5 进程控制块 42

3.2 进程控制 42

3.2.1 进程创建 42

3.2.2 进程终止 43

3.2.3 进程阻塞和唤醒 44

3.2.4 进程挂起和激活 44

3.3 线程 45

3.3.1 线程简介 45

3.3.2 多线程 46

3.3.3 线程实现与线程模型 48

3.4 互斥和同步 51

3.4.1 并发原理 51

3.4.2 硬件同步 52

3.4.3 信号量机制 54

3.4.4 管程 57

3.4.5 经典同步问题 58

3.4.6 消息传递 64

小结 66

习题3 66

第4章 调度与死锁 68

4.1 调度简介 68

4.1.1 基本概念 68

4.1.2 调度原则 71

4.2 调度算法 72

4.2.1 先来先服务调度算法 73

4.2.2 短作业优先调度算法 73

4.2.3 优先级调度算法 74

4.2.4 时间片轮转调度算法 75

4.2.5 最高响应比优先调度算法 76

4.2.6 多级反馈队列调度算法 78

4.2.7 实时调度算法 79

4.2.8 多处理器调度算法 79

4.3 死锁简介 81

4.3.1 资源 81

4.3.2 死锁产生的原因和必要条件 82

4.3.3 死锁的表示方法 85

4.3.4 死锁的判定 85

4.4 死锁预防 86

4.4.1 破坏“请求和保持”条件 86

4.4.2 破坏“不剥夺”条件 86

4.4.3 破坏“环路等待”条件 86

4.5 死锁避免 87

4.5.1 银行家算法 87

4.5.2 银行家算法实例 90

4.6 死锁检测和恢复 91

4.6.1 死锁检测 91

4.6.2 死锁恢复 91

4.7 处理死锁的综合措施 92

小结 92

习题4 93

第5章 内存管理 94

5.1 概述 94

5.1.1 存储层次结构 94

5.1.2 存储管理的目的和任务 95

5.2 地址重定位 97

5.2.1 基本概念 97

5.2.2 常用重定位技术 97

5.3 分区存储管理 99

5.3.1 单一连续分区存储管理 99

5.3.2 固定分区管理 99

5.3.3 可变分区管理 100

5.3.4 分区分配算法 101

5.4 页式存储管理 103

5.4.1 页面变换基本思想 103

5.4.2 地址变换过程 104

5.4.3 快表 105

5.4.4 多级页表 106

5.5 段式与段页式存储管理 107

5.5.1 段式存储管理 107

5.5.2 段页式存储管理 110

5.6 内存扩充技术 112

5.6.1 覆盖技术 113

5.6.2 交换技术 113

5.7 虚拟存储管理 115

5.7.1 基本原理 115

5.7.2 请求分页存储管理 116

5.7.3 页面置换算法 118

5.7.4 请求分页存储管理系统性能分析 122

5.7.5 请求分段存储管理 124

小结 125

习题5 125

第6章 设备管理 127

6.1 概述 127

6.1.1 设备管理的目标和任务 127

6.1.2 I/O系统结构 128

6.1.3 I/O设备分类 130

6.2 I/O系统控制方式 131

6.2.1 程序直接控制方式 131

6.2.2 中断控制方式 132

6.2.3 DMA控制方式 132

6.2.4 通道控制方式 133

6.3 I/O软件的组成 134

6.3.1 I/O软件设计目标和原则 134

6.3.2 I/O软件结构 135

6.3.3 设备驱动程序 136

6.3.4 设备无关软件 138

6.3.5 用户层软件 139

6.4 具有通道的设备管理 140

6.4.1 通道 140

6.4.2 通道类型 140

6.5 设备管理相关技术 141

6.5.1 DMA 141

6.5.2 缓冲技术 142

6.5.3 总线技术 144

6.6 磁盘存储管理 145

6.6.1 磁盘简述 145

6.6.2 磁盘调度 148

6.6.3 磁盘管理 150

6.6.4 容错技术 152

小结 156

习题6 156

第7章 文件管理 158

7.1 概述 158

7.1.1 文件 158

7.1.2 文件系统 160

7.2 文件结构 161

7.2.1 逻辑结构 161

7.2.2 物理结构 162

7.2.3 直接文件和Hash结构 164

7.2.4 文件存取方法 165

7.2.5 常见的物理存储设备 166

7.3 文件目录 167

7.3.1 文件目录内容 167

7.3.2 目录结构 169

7.3.3 目录查询 173

7.4 文件共享和文件安全 174

7.4.1 文件共享 174

7.4.2 文件安全 176

小结 179

习题7 179

第8章 用户接口 180

8.1 系统生成和系统初启 180

8.1.1 系统生成 180

8.1.2 系统初启 181

8.1.3 独立引导的过程 182

8.2 命令接口 183

8.2.1 命令语言 183

8.2.2 命令的类型 184

8.2.3 命令解释程序 186

8.3 程序接口 187

8.3.1 系统调用的基本概念 187

8.3.2 系统调用的类型 190

8.3.3 系统调用的实现 192

8.4 图形接口 194

8.4.1 桌面、图标和超级任务栏 195

8.4.2 窗口 197

8.4.3 对话框 198

小结 200

习题8 200

第9章 Android操作系统 201

9.1 Android操作系统概述 201

9.1.1 什么是Android操作系统 201

9.1.2 Android操作系统的发展历程 202

9.1.3 Android操作系统的特点 204

9.2 Android操作系统的架构 205

9.2.1 Linux内核层 205

9.2.2 系统运行库层 205

9.2.3 应用程序框架层 206

9.2.4 应用程序层 207

9.3 Android操作系统进程管理 207

9.3.1 Android操作系统进程概述 207

9.3.2 Android操作系统线程概述 209

9.3.3 Android操作系统进程同步 209

9.3.4 And roid操作系统进程通信 211

9.4 Android操作系统内存管理 212

9.4.1 低内存处理机制 212

9.4.2 匿名共享内存机制 213

9.5 Android操作系统安全访问机制 213

9.5.1 安全架构 213

9.5.2 用户ID和文件存取 214

9.5.3 权限 214

9.6 Android应用程序的开发 215

9.6.1 Android应用程序的开发环境 215

9.6.2 Android操作系统开发组件 219

9.6.3 组件的激活和关闭 222

9.6.4 Android应用程序开发过程 223

小结 224

习题9 224

第10章 系统安全 225

10.1 计算机系统安全概述 225

10.1.1 计算机系统安全的定义 225

10.1.2 计算机系统安全的分类 226

10.1.3 计算机威胁的类型 226

10.1.4 信息系统安全评价标准 227

10.2 程序安全 229

10.2.1 逻辑炸弹 230

10.2.2 缓冲区溢出 230

10.2.3 SQL注入 231

10.3 系统和网络安全 232

10.3.1 特洛伊木马 232

10.3.2 计算机病毒 233

10.3.3 蠕虫 237

10.3.4 rootkit 238

10.3.5 拒绝服务 239

10.3.6 端口扫描 240

10.4 计算机系统安全技术 241

10.4.1 身份验证 241

10.4.2 访问控制 243

10.4.3 加密技术 245

小结 246

习题10 246

第11章 Linux系统 248

11.1 Linux系统概述 248

11.1.1 UNIX系统与Linux系统的历史 248

11.1.2 设计原则 251

11.1.3 内核模块 252

11.2 进程管理 253

11.2.1 进程控制块 254

11.2.2 进程状态 257

11.2.3 进程控制 257

11.3 进程调度 259

11.3.1 调度方式和调度策略 259

11.3.2 实时调度 260

11.3.3 非实时调度 261

11.4 进程同步 261

11.4.1 原子操作 261

11.4.2 自旋锁 261

11.4.3 信号量 262

11.4.4 屏障 263

11.5 内存管理 264

11.5.1 物理内存管理 264

11.5.2 虚拟内存管理 266

11.6 设备管理 271

11.6.1 字符设备驱动程序 271

11.6.2 块设备驱动程序 273

11.6.3 网络设备驱动程序 275

11.6.4 内核与驱动程序接口 277

11.7 文件管理 278

11.7.1 基本概念 278

11.7.2 虚拟文件系统 279

11.7.3 文件系统的系统调用 286

11.8 系统安全 287

11.8.1 认证 287

11.8.2 访问控制 287

小结 288

习题11 288

参考文献 289