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第1章 绪论 1

1.1操作系统概述 1

1.1.1操作系统定义 1

1.1.2学习操作系统的目的 2

1.2操作系统的作用 2

1.2.1用户视角 2

1.2.2资源管理者视角 3

1.2.3虚拟机视角 4

1.2.4作业组织视角 4

1.3操作系统的发展历史 4

1.3.1操作系统发展的动力 4

1.3.2操作系统的发展历史 5

1.4操作系统的类型 7

1.4.1批处理操作系统 7

1.4.2分时操作系统 8

1.4.3实时操作系统 10

1.4.4微机操作系统 11

1.4.5多处理机操作系统 12

1.4.6网络操作系统 13

1.4.7分布式操作系统 15

1.4.8嵌入式操作系统 17

1.5操作系统的特征 17

1.6操作系统的结构 18

1.6.1传统的操作系统结构 18

1.6.2现代操作系统结构 20

1.7操作系统的用户界面 20

1.7.1命令界面 21

1.7.2程序界面 21

1.7.3图形用户界面 22

1.8操作系统的硬件环境 23

1.8.1 CPU与外设并行工作 23

1.8.2 I/O中断的作用 23

1.8.3管态与目态 24

1.8.4存储结构 24

1.8.5存储保护 25

1.9操作系统的安装与启动 26

第2章 进程管理 30

2.1多道程序设计 30

2.1.1程序的顺序执行 31

2.1.2程序的并发执行 31

2.1.3并发程序执行的条件 32

2.2进程的描述 33

2.2.1进程的概念 33

2.2.2进程的特征及其与程序的区别 34

2.2.3进程的基本状态及其转换 35

2.2.4进程控制结构 41

2.2.5 PCB的组织方式 42

2.3进程的控制 43

2.3.1进程控制机制 43

2.3.2进程控制原语 43

2.4进程的互斥 46

2.4.1互斥的定义 46

2.4.2上锁和开锁原语 47

2.4.3用上锁和开锁原语实现进程的互斥 47

2.5信号量机制 48

2.5.1信号量的概念 48

2.5.2 P、V操作原语 49

2.5.3用P、V操作原语实现进程的互斥 50

2.6进程的同步 51

2.6.1同步的定义 51

2.6.2用P、V操作原语实现进程的同步 52

2.6.3几个经典的进程同步问题 53

2.7进程的通信 58

2.7.1进程通信的定义 58

2.7.2共享存储器系统 59

2.7.3消息传递系统 59

2.7.4管道通信系统 62

2.8死锁问题 64

2.8.1死锁的定义 64

2.8.2产生死锁的原因 64

2.8.3产生死锁的必要条件 64

2.8.4死锁的预防 65

2.8.5死锁的避免 65

2.8.6死锁的检测与解除 66

2.8.7鸵鸟算法 67

2.9进程调度 67

2.9.1进程调度算法 70

2.9.2进程调度时机 72

2.10线程 73

2.10.1线程的定义 73

2.10.2线程与进程的比较 74

第3章 存储管理 76

3.1存储管理的概念 76

3.1.1存储系统的分类 77

3.1.2物理地址和逻辑地址 78

3.1.3静态重定位和动态重定位 79

3.1.4存储管理的功能 79

3.1.5内存扩充技术 81

3.1.6存储管理的分类 83

3.2程序的装入和链接 85

3.3连续分配方式 88

3.4基本分页存储管理方式 91

3.5基本分段存储管理方式 93

3.6段页式存储管理方式 96

3.7虚拟存储器的基本概念 97

3.8请求分页存储管理方式 99

3.9请求分段存储管理方式 104

3.10页面置换算法 108

3.11抖动问题 112

第4章 设备管理 115

4.1设备管理概述 115

4.1.1设备分类 115

4.1.2设备管理的功能和任务 116

4.1.3设备独立性 117

4.1.4设备控制器 118

4.1.5设备通道 119

4.1.6 I/O系统结构 120

4.2 I/O控制方式 121

4.2.1程序直接控制方式 121

4.2.2中断控制方式 122

4.2.3 DMA方式 124

4.2.4通道方式 126

4.3中断技术 128

4.3.1中断的基本概念 128

4.3.2中断的分类与优先级 128

4.3.3软中断 129

4.3.4中断处理过程 129

4.4缓冲技术 130

4.4.1缓冲技术的引入 130

4.4.2缓冲的种类 131

4.5设备分配 134

4.5.1设备分配所用的数据结构 134

4.5.2设备分配原则 138

4.5.3设备分配程序 139

4.5.4 SPOOLing技术 141

4.6磁盘设备管理 142

4.6.1存储设备的物理结构 143

4.6.2磁盘调度 145

4.6.3磁盘高速缓存 147

4.6.4提高磁盘I/O速度的其他方法 148

4.6.5独立磁盘冗余阵列 149

第5章 文件管理 152

5.1文件系统概述 152

5.1.1文件的概念 152

5.1.2文件的访问方式 156

5.1.3文件的逻辑结构 158

5.1.4文件的物理结构 160

5.1.5文件系统 166

5.2文件目录 167

5.2.1文件控制块 167

5.2.2文件目录与目录文件 168

5.2.3单级目录结构 169

5.2.4二级目录结构 170

5.2.5多级目录结构 172

5.2.6文件目录操作 173

5.3文件系统的实现 175

5.3.1文件系统调用的实现 175

5.3.2文件存储空间分配的实现 176

5.3.3文件共享和保护的实现 178

第6章 操作系统安全性 180

6.1安全性概述 180

6.1.1计算机系统安全概念 180

6.1.2计算机系统安全核心 181

6.1.3计算机资产及威胁 182

6.1.4内部与外部攻击 185

6.1.5恶意软件 187

6.2操作系统安全机制 190

6.2.1用户验证 190

6.2.2反入侵策略 192

6.2.3数字加密技术 194

6.3安全性的设计原则 195

6.3.1操作系统安全性原则的概念 195

6.3.2系统保护策略与机制 197

6.4职业道德教育与法制建设 198

6.4.1计算机从业人员职业道德教育 198

6.4.2计算机相关法律法规建设 200

第7章 Ubuntu操作系统实验 203

7.1 Ubuntu安装 203

7.1.1实验目的 203

7.1.2实验内容 203

7.1.3实验报告 209

7.1.4实验相关资料 209

7.2熟悉Ubuntu环境 211

7.2.1实验目的 211

7.2.2实验内容 211

7.2.3实验报告 218

7.2.4实验相关资料 218

7.3 Shell脚本 221

7.3.1实验目的 221

7.3.2实验内容 221

7.3.3实验报告 224

7.3.4实验相关资料 225

7.4进程间通信 226

7.4.1实验目的 226

7.4.2实验内容 226

7.4.3实验报告 229

7.4.4实验相关资料 229

7.5存储管理 232

7.5.1实验目的 232

7.5.2实验内容 232

7.5.3实验报告 238

7.5.4实验相关资料 238

7.6文件操作 238

7.6.1实验目的 238

7.6.2实验内容 238

7.6.3实验报告 240

7.6.4实验相关资料 240

附录 Linux操作系统常用命令 243

参考文献 247