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第1章　操作系统引论 1

1.1　操作系统的功能和特征 1

1.1.1　操作系统的功能 1

1.1.2　操作系统的外特征 5

1.1.3　操作系统的微观特征 7

1.1.4　操作系统的基本技术 8

1.1.5　多道程序设计的实现 9

1.2.2　分时系统 10

1.2.1　批处理系统 10

1.2　操作系统的基本类型 10

1.2.3　实时系统 11

1.2.4　网络操作系统 11

1.2.5　分布式操作系统 12

1.3　操作系统结构 12

1.3.1　整体式系统 12

1.3.2　层次式系统 13

1.3.3　虚拟机 14

1.3.4　客户机-服务器系统 15

1.4　现代操作系统概念 16

1.5　重点演示和交互练习——多道程序设计的调度 19

小结 19

习题 20

第2章　进程及其管理 23

2.1　进程概念及其引入 23

2.1.1　并发程序的特征 23

2.1.2　进程的定义 24

2.2.1　进程实体 25

2.2.2　PCB 25

2.1.3　进程与程序的联系和区别 25

2.2　进程的描写 25

2.2.3 PCB队列 26

2.3　进程状态及转化 26

2.3.1　进程状态 26

2.3.2　进程状态转化 26

2.4.2　创建进程的时机 27

2.4.1　进程管理原语 27

2.4　进程管理 27

2.4.3　创建进程的基本操作 28

2.5　进程同步与通信 29

2.5.1　进程互斥与同步 29

2.5.2　临界区准则 29

2.5.3　软件解决方案 29

2.5.4　信号量与P、V操作 29

2.5.5　经典同步问题 33

2.6.2　线程与进程的比较 36

2.6　线程 36

2.6.1　线程概念的引入 36

2.7　重点演示和交互练习——经典同步问题 37

2.7.1　生产者-消费者问题的Java程序实现 37

2.7.2　读者-写者问题的Java程序实现 38

2.7.3　哲学家就餐问题的Java程序实现 39

小结 40

习题 40

3.1　概述 43

第3章　调度与死锁 43

3.2　分级调度 44

3.2.1　高级调度 44

3.2.2 中级调度 44

3.2.3　低级调度 44

3.3　常用调度算法 46

3.3.1　FIFO调度算法 46

3.3.2　SJF调度算法 47

3.3.4　RR调度算法 48

3.3.3　HRN调度算法 48

3.3.5　优先级调度算法 49

3.4　死锁问题 50

3.4.1　产生死锁的必要条件 50

3.4.2　预防死锁 51

3.4.3　死锁避免及银行家算法 52

3.4.4　死锁的检测 54

3.5　重点演示和交互练习——优先级调度算法 55

小结 57

习题 58

第4章　存储器管理 61

4.1　概述 61

4.1.1　存储管理的基本任务 61

4.1.2　存储管理的基本概念 62

4.2　单一连续分配 63

4.2.1　存储区域分配 63

4.2.2　存储区域回收 63

4.3.2　可变分区 64

4.3.1 固定分区 64

4.3　分区管理 64

4.3.3　存储保护 66

4.4　分页管理 66

4.4.1　分页的概念 66

4.4.2　地址映射机构 67

4.4.3　地址变换 68

4.4.4　保护机制 69

4.5.1　分段地址空间 70

4.5.2　段表与地址变换 70

4.5　分段管理 70

4.5.3　分段与分页的异同点 71

4.6　覆盖与对换 71

4.6.1　覆盖 71

4.6.2　对换 72

4.7　重点演示和交互练习——地址重定位 73

4.7.1　静态重定位 73

4.7.2　动态重定位 74

4.7.3　分页重定位 75

习题 77

小结 77

第5章　虚拟存储器 79

5.1　虚拟存储器概念 79

5.1.1　分级存储体系 79

5.1.2　局部性原理 80

5.1.3　虚拟存储器 80

5.2　请页式虚拟存储管理 80

5.2.1　对页式存储技术的改进 80

5.2.3　工作集概念 81

5.2.2　缺页中断处理过程 81

5.3　页面淘汰算法 82

5.3.1　淘汰最老页面的FIFO算法 83

5.3.2　淘汰最近最少使用页面的LRU算法 83

5.3.3　OPT算法 84

5.4　重点演示和交互练习——页面淘汰算法 84

小结 85

习题 86

6.1.1　输入输出的硬件组成 89

6.1　设备管理概述 89

第6章　设备管理 89

6.1.2　计算机设备分类 90

6.1.3　设备管理的功能 91

6.1.4　主要数据结构 92

6.2　缓冲技术 92

6.2.1　缓存的作用 92

6.2.2　管理缓冲存储 93

6.3.3　嵌套中断处理过程 94

6.3.2 中断处理过程 94

6.3.1 中断的作用 94

6.3　中断技术 94

6.4　SPOOLing技术 95

6.4.1　SPOOLing系统的一般结构 95

6.4.2　SPOOLing系统工作原理 96

6.4.3　假脱机打印 96

6.4.4　SPOOLing系统的优点 96

6.5　设备驱动 97

6.5.1　逻辑设备和物理设备 97

6.5.2　设备状态监视 98

6.5.3　设备驱动程序 99

6.6　磁盘的特性及调度算法 99

6.6.1　活动头磁盘 99

6.6.2　磁盘的存取速度 100

6.6.3　FCFS调度算法 101

6.6.4　SCAN及其改进算法 101

6.7　用户请求输入输出的实现过程 102

小结 103

6.8　重点演示和交互练习——中断过程、磁盘调度、输入输出实现过程 103

习题 104

第7章　文件系统 107

7.1　文件与文件系统 107

7.1.1　文件 107

7.1.2　文件系统 107

7.1.3　文件系统模型 108

7.1.4　文件卷 108

7.2　文件的逻辑结构 110

7.2.1　记录式结构 110

7.2.2　流式结构 110

7.3　文件目录组织 110

7.3.1　文件目录 110

7.3.2　目录组织 111

7.3.3 目录检索 112

7.4.1　连续结构 113

7.4.2　链接结构 113

7.4　文件的物理结构 113

7.4.3　索引结构 114

7.5　文件存储空间管理 114

7.5.1　空白文件目录 114

7.6　文件保护 115

7.6.1　存取控制矩阵 115

7.6.2　存取控制表 115

7.5.3　空闲块链 115

7.5.2　位示图 115

7.6.3 口令 116

7.7　文件系统的系统调用 117

7.7.1　用户程序的接口 117

7.7.2　文件句柄 117

7.7.3　open的实现 118

7.8　重点演示和交互练习——写文件的实现过程 118

小结 120

习题 121

8.1　MS-DOS的组成与配置 123

8.1.1　MS-DOS的组成 123

第8章　MS-DOS实例分析 123

8.1.2　MS-DOS的配置 124

8.2　MS-DOS的中断与功能服务 124

8.2.1　中断与软中断 124

8.2.2　DOS软中断 125

8.2.3　DOS功能调用 126

8.3　程序的执行环境 127

8.3.1　环境块 127

8.3.2　PSP 128

8.4.2　内存分配策略 129

8.4　内存管理 129

8.4.1　内存控制块 129

8.4.3　分配内存 130

8.4.4　释放与改变内存 130

8.4.5　TSR技术 130

8.5　访问外部设备 130

8.6　文件系统 131

8.6.1　MS-DOS文件卷 131

8.6.3　文件分配表 132

8.6.2　引导MS-DOS 132

8.6.4　磁盘目录 133

小结 135

习题 136

第9章　UNIX/Linux实例分析 137

9.1　系统结构 137

9.1.1　历史与特点 137

9.1.2　UNIX系统结构 138

9.1.3　UNIX系统的主要数据结构 139

9.2.1　进程数据结构 140

9.2　进程管理 140

9.2.2　进程状态 141

9.2.3　进程的产生与进程族系 141

9.2.4　管道通信机制 141

9.3　内存管理 145

9.3.1　支持虚存和分段 145

9.3.2　swap交换技术 145

9.4.2　树型层次目录 146

9.4.1　文件分类 146

9.4　文件管理 146

9.4.3　文件空间的组织 147

9.4.4　空闲块的管理 148

9.4.5　有关文件操作的系统调用 150

9.5　设备缓冲管理 155

9.5.1　块缓冲与字符缓冲 155

9.5.2　块缓冲队列管理 155

9.5.3　字符缓冲队列管理 155

9.6.2　shell命令及命令的解释执行 157

9.6　shell程序设计 157

9.6.1　概述 157

9.6.3　shell程序设计 161

9.6.4　shell程序实例 164

9.7 Linux 166

9.7.1　Linux的历史 166

9.7.2　Linux内核 166

9.7.3　Linux进程 166

9.8　重点演示和交互练习——文件块的多重索引物理结构 167

9.7.4 Linux文件系统 167

9.7.5　Linux磁盘分区 167

小结 170

习题 171

第10章　Windows 2000/NT/2003实例分析 173

10.1　模型与结构 173

10.1.1　客户机-服务器模型 173

10.1.2　对象模型 174

10.1.3　对称多处理器模型 174

10.1.4　系统结构 175

10.1.5　注册表 177

10.2　对象、进程和线程 178

10.2.1　对象 178

10.2.2　进程 178

10.2.3　线程 180

10.2.4　对象、进程、线程的关系 182

10.3　系统微内核 182

10.3.1 内核概述 182

10.3.2　内核的线程安排与调度 183

10.3.3　描述表切换 184

10.3.4　中断与异常处理 185

10.3.5　内核的互斥机制 185

10.4　虚拟存储器 186

10.4.1　进程的虚拟地址空间 186

10.4.2　虚拟分页的地址变换机构 186

10.4.3　页面调度策略和工作集 187

10.4.4　共享主存——段对象和视口 188

10.5.2　NTFS文件系统 189

10.5　磁盘与文件管理 189

10.5.1　磁盘管理 189

10.5.3　文件系统的恢复 191

10.6　输入输出子系统 191

10.6.1　输入输出子系统结构 191

10.6.2　高速缓存 192

10.6.3　异步输入输出操作和输入输出请求处理过程 192

10.6.4　映像文件的输入输出 193

10.7.2　LPC消息传送方法 194

10.7.1　端口对象 194

10.7　进程通信 194

10.8　系统安全性 195

10.8.1　登录进程和安全子系统 195

10.8.2　存取令牌 195

10.8.3　存取控制表 195

10.8.4　主存保护 196

10.9.3　跨域树信任技术 197

10.9.2　集群技术 197

10.9.1　IIS 6.0服务 197

10.9　Windows 2003简介 197

10.9.4　终端服务技术 198

10.9.5　SAN/NAS技术 198

10.9.6　活动目录技术 198

10.9.7　便于Windows XP用户登录网络 199

小结 199

习题 200

附录A　计算机操作系统网络教学课件安装说明 201

参考文献 205