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第1章 绪论 1

1.1 操作系统概述 1

1.1.1 计算机系统的组成 1

1.1.2 操作系统的地位与作用 1

1.1.3 操作系统的目标与定义 3

1.2 操作系统的形成和发展 4

1.2.1 手工操作阶段 4

1.2.2 单道批量处理阶段 5

1.2.3 操作系统的形成 6

1.2.4 操作系统的类型 10

1.2.5 操作系统的发展 12

1.3 操作系统的特征和功能 15

1.3.1 操作系统涉及的关键技术 15

1.3.2 现代操作系统的特征 16

1.3.3 操作系统的功能 18

1.4 流行的操作系统简介 19

1.4.1 DOS操作系统 19

1.4.2 Windows操作系统 20

1.4.3 UNIX操作系统 22

1.4.4 自由软件和Linux操作系统 24

1.5 小结 26

习题1 27

第2章 操作系统运行的硬件环境 28

2.1 中央处理器 28

2.1.1 处理器的组成 28

2.1.2 单处理器系统和多处理器系统 28

2.1.3 寄存器 29

2.1.4 处理器的状态 30

2.1.5 特权指令 31

2.1.6 程序状态字 32

2.2 主存储器 34

2.2.1 存储器的层次 34

2.2.2 高速缓存 35

2.2.3 地址转换与存储保护 36

2.3 中断技术 36

2.3.1 中断的概念 36

2.3.2 中断源的分类 37

2.3.3 中断的一般过程 37

2.3.4 典型中断事件的处理 39

2.4 Windows 2000/XP的运行机制 41

2.4.1 Windows 2000的体系结构 41

2.4.2 Windows 2000/XP的中断处理 47

习题2 52

2.5 小结 52

第3章 进程管理 54

3.1 进程的概念 54

3.1.1 进程概念的引入 54

3.1.2 进程的定义及特征 57

3.1.3 进程的状态及转换 58

3.1.4 进程的描述及管理 61

3.2 进程的控制 63

3.2.1 内核 63

3.2.2 进程控制原语 64

3.3 线程及其实现 67

3.3.1 线程的概念 67

3.3.2 线程的状态与管理 72

3.3.3 线程的实现 73

3.3.4 Windows 2000/XP的进程管理 76

3.4.1 基本概念 86

3.4 进程间的同步和互斥 86

3.4.2 进程间同步与互斥的实现 89

3.4.3 经典同步问题 95

3.4.4 信号量机制的发展 100

3.4.5 Windows 2000/XP中的进程互斥和同步 104

3.5 进程通信 105

3.5.1 进程通信的类型 106

3.5.2 消息通信系统的实现 107

3.5.3 Windows 2000/XP的进程通信 110

3.6 小结 113

习题3 114

第4章 处理机调度与死锁 116

4.1 处理机调度 116

4.1.1 处理机调度的级别和模型 116

4.1.2 调度性能评价 119

4.1.3 高级调度 121

4.1.4 低级调度 126

4.1.5 实时调度 131

4.2 Windows 2000/XP的处理机调度 135

4.2.1 相关概念 136

4.2.2 Windows 2000/XP的线程调度机制 136

4.2.3 优先级的设置 137

4.2.4 线程时间配额 142

4.2.5 调度数据结构 145

4.2.6 调度策略 146

4.2.7 WIN32中与线程调度相关的应用程序编程接口 147

4.3 死锁 147

4.3.1 死锁产生的原因和必要条件 148

4.3.2 死锁的预防 150

4.3.3 死锁的避免 151

4.3.4 死锁的检测与解除 155

习题4 158

4.4 小结 158

第5章 存储管理 161

5.1 程序的装入和链接 161

5.1.1 重定位 161

5.1.2 程序的链接 163

5.2 单用户系统的存储管理方式 165

5.2.1 单一连续分配方式 165

5.2.2 存储保护 166

5.3 分区分配存储管理方式 166

5.3.1 固定分区存储管理 167

5.3.2 可变分区存储管理 168

5.3.3 可重定位分区分配 172

5.3.4 存储保护 173

5.4 对换技术 174

5.3.5 分区分配的优缺点 174

5.4.1 多道程序环境下的对换技术 175

5.4.2 对换空间的管理 175

5.4.3 进程的换进换出 175

5.5 分页存储管理方式 176

5.5.1 分页式存储管理的实现原理 176

5.5.2 地址转换 177

5.5.3 联想存储器 178

5.5.4 两级和多级页表 179

5.5.5 反置页表 181

5.6 虚拟存储器 182

5.6.1 局部性原理 182

5.6.2 虚拟存储器的定义 182

5.6.3 虚拟存储器的特征 183

5.7 请求分页存储管理方式 183

5.7.2 请求分页存储管理的实现原理 184

5.7.1 页表机制 184

5.7.3 页面装入策略 186

5.7.4 页面置换算法 186

5.7.5 分页系统的优缺点 189

5.8 请求分段存储管理方式 190

5.8.1 分段地址空间 190

5.8.2 分段存储管理的实现原理 191

5.8.3 分段地址转换 191

5.8.4 请求分段存储管理的实现原理 192

5.8.5 段的共享和保护 193

5.8.6 分段系统的优缺点 194

5.8.7 分段和分页的比较 195

5.9 段页式存储管理方式 195

5.9.1 段页式存储管理的实现原理 195

5.9.2 段页式存储管理的地址映射 196

5.10 实例：Windows 2000的存储管理 197

5.10.1 地址空间布局 197

5.10.2 地址转换 198

5.10.3 用户空间内存分配方式 200

5.10.4 工作集 202

5.10.5 物理内存管理 203

5.11 小结 206

习题5 207

第6章 I/O设备管理 210

6.1 I/O系统的组成 210

6.1.1 I/O系统的结构 210

6.1.2 I/O设备的分类 211

6.1.3 I/O设备管理的任务及功能 212

6.2 I/O系统的控制方式 212

6.2.1 程序直接控制方式 212

6.2.2 中断驱动方式 213

6.2.3 直接存储器访问DMA控制方式 214

6.2.4 I/O通道方式 216

6.3 I/O设备分配 218

6.3.1 设备分配时应考虑的因素 218

6.3.2 I/O设备管理程序 220

6.3.3 独占设备的分配实现 221

6.3.4 SPOOLing技术 222

6.4 I/O设备驱动程序 224

6.4.1 设备驱动程序的特点 224

6.4.2 设备驱动程序的处理过程 224

6.5 磁盘驱动调度 225

6.5.1 磁盘的结构 225

6.5.2 磁盘的驱动调度策略 226

6.6.2 缓冲技术的实现方法 229

6.6.3 缓冲的种类 229

6.6.1 缓冲技术的引入 229

6.6 缓冲技术 229

6.6.4 提高磁盘I/O速度的方法 232

6.7 实例：Windows 2000/XP的设备管理 233

6.7.1 Windows 2000/XP的I/O系统组成 233

6.7.2 Windows 2000/XP的I/O系统的数据结构 236

6.7.3 Windows 2000/XP的I/O系统设备驱动程序 238

6.7.4 Windows 2000/XP的I/O处理 240

6.8 小结 241

习题6 242

第7章 文件管理 244

7.1 文件及文件系统 244

7.1.1 文件的概念 244

7.1.2 文件类型 245

7.1.4 文件的操作 246

7.1.3 文件的属性 246

7.1.5 文件系统 247

7.2 文件的结构及其存取方式 249

7.2.1 文件的逻辑结构及其存取方式 249

7.2.2 文件的物理结构及其存储设备 252

7.3 文件管理 255

7.3.1 文件控制块和索引节点 256

7.3.2 单级目录 257

7.3.3 两级目录 258

7.3.4 树形目录 259

7.3.5 目录的操作和查询 260

7.4 文件存储空间的分配与管理 262

7.4.1 文件存储空间的分配 262

7.4.2 磁盘空间管理 265

7.5.1 坏块管理 268

7.5 文件系统的可靠性 268

7.5.2 备份 269

7.5.3 文件系统的一致性问题 269

7.5.4 数据一致性控制 271

7.6 保护机制 272

7.6.1 保护域 272

7.6.2 保护矩阵的实现 274

7.6.3 分级安全管理 275

7.7 Windows 2000的文件系统 277

7.7.1 Windows 2000文件系统概述 277

7.7.2 NTFS文件系统的结构 280

7.7.3 NTFS文件系统的安全性 284

7.8 小结 286

习题7 286

8.1 脱机用户接口 288

第8章 操作系统接口 288

8.2 联机用户接口 289

8.2.1 联机命令接口 289

8.2.2 用户图形接口 294

8.3 程序接口 299

8.3.1 系统调用的基本概念 300

8.3.2 系统调用的类型 300

8.3.3 系统调用的实现 302

8.3.4 系统调用的使用 304

8.4 小结 304

习题8 305

第9章 操作系统安全 306

9.1 操作系统安全综述 306

9.1.1 安全操作系统的重要性 306

9.1.2 影响系统安全的因素 306

9.1.3 系统安全面临的威胁方式 308

9.1.4 系统安全性的内容和特点 309

9.2 操作系统的安全机制 310

9.2.1 操作系统的安全保护方法 310

9.2.2 硬件安全机制 311

9.2.3 软件安全机制 314

9.3 操作系统安全评测 319

9.3.1 操作系统安全评测方法 320

9.3.2 国内外计算机系统安全评测准则 320

9.3.3 中国计算机信息系统安全保护等级划分准则 322

9.4 Windows 2000/XP操作系统安全性 324

9.4.1 Windows 2000/XP系统安全的基本概念 324

9.4.2 Windows 2000/XP的安全机制 327

9.5 小结 330

习题9 330

参考文献 331