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第1章 操作系统概述 1

1. 1操作系统的概念 1

1.1.1计算机系统资源 1

1.1.2操作系统的地位 3

1. 1. 3操作系统的定义 4

1.1.4操作系统的设计目标 5

1.2操作系统的发展与分类 6

1. 2. 1操作系统发展历史 6

1. 2. 2操作系统分类 9

1. 3操作系统的主要功能 18

1.3.1处理机管理功能 18

1.3.2存储器管理功能 19

1.3.3设备管理功能 19

1.3.4文件管理功能 20

1.3.5用户接口管理功能 20

1.4操作系统的主要特征 21

1.4.1并发执行 22

1.4.2资源共享 22

1. 4. 3一切皆虚拟 23

1.4. 4异步性 24

1.5操作系统的结构设计 24

1.5.1无结构操作系统 24

1.5.2模块化结构操作系统 24

1.5.3分层式结构操作系统 25

1. 5.4虚拟机结构操作系统 25

1.5.5微内核结构操作系统 27

1. 6操作系统的运行环境 28

1. 6. 1硬件运行环境 28

1.6.2与其他系统软件关系 33

习题1 33

第2章 进程（线程）管理 37

2. 1进程的基本概念 37

2. 1. 1程序执行过程 37

2.1.2进程的定义和特征 41

2. 1.3进程状态和状态转换 43

2.1.4进程控制块及其组织方式 47

2.2进程控制 50

2.2.1进程创建 51

2.2.2进程执行与进程切换 52

2. 2. 3进程阻塞与唤醒 53

2.2.4进程挂起与激活 53

2. 2. 5进程撤销 54

2. 3进程同步 54

2. 3. 1进程同步的基本概念 54

2. 3. 2信号量机制 62

2.3.3典型进程同步问题 67

2. 3. 4管程机制 72

2.4进程通信 75

2.4.1高级通信分类 75

2.4. 2消息传递系统 76

2. 5线程 79

2. 5. 1进程的局限性 80

2. 5.2线程及其属性 80

2. 5. 3线程状态与控制 83

2.5.4线程间同步和通信 84

2. 5. 5线程的实现 85

2. 5. 6线程模型 86

习题2 87

3章 处理机调度 91

3. 1三级调度体系 91

3. 1. 1高级调度 91

3. 1. 2中级调度 93

3. 1. 3低级调度 94

3. 1.4三级调度关系 95

3.2进程调度目标和调度方式 96

3. 2. 1进程调度目标 96

3. 2. 2进程调度方式 96

3. 3调度算法的评价准则 98

3. 3. 1面向用户的评价准则 98

3.3.2面向系统的评价准则 99

3. 4典型进程调度算法 100

3.4.1先来先服务调度算法 100

3.4.2短作业（进程）优先调度算法 101

3.4. 3最短剩余时间优先调度算法 102

3. 4.4时间片轮转调度算法 102

3.4. 5优先级调度算法 104

3.4. 6高响应比优先调度算法 105

3.4. 7多级反馈队列调度算法 107

3. 5线程调度算法 109

3. 5. 1用户级线程调度 109

3. 5.2核心级线程调度 109

3. 6实时调度算法 110

3. 6. 1实时调度目标和所需必要信息 110

3. 6. 2抢占调度和快速切换机制 111

3. 6. 3典型实时调度算法 111

习题3 112

第4章 死锁 116

4.1死锁的概念和产生原因 116

4.1.1死锁的基本概念 116

4.1.2产生死锁的原因 118

4.2死锁的必要条件 122

4. 3死锁的处理 122

4.3. 1死锁的处理方法 122

4. 3. 2资源分配图 123

4.4死锁的静态预防 124

4. 4. 1破坏互斥条件 124

4.4. 2破坏请求和保持条件 125

4.4.3破坏不剥夺条件 125

4.4.4破坏环路等待条件 126

4. 5死锁的动态避免 127

4.5.1系统安全状态 127

4. 5. 2银行家算法 128

4. 6死锁的检测和解除 131

4. 6. 1等待图检测死锁 131

4.6.2多体资源类死锁检测算法 132

4. 6. 3死锁解除 133

4. 7线程死锁 134

习题4 135

第5章 存储管理 138

5. 1存储管理概述 138

5.1.1存储器层次 138

5. 1. 2存储管理任务 139

5.1.3存储管理目标 140

5. 2程序的装入和链接 141

5.2. 1几个基本概念 141

5.2. 2程序的装入 142

5. 2. 3程序的链接 144

5. 3连续分配方式 145

5.3. 1单一连续分配 145

5.3. 2固定分区分配 146

5.3. 3可变分区分配 147

5.3.4动态可重定位分区分配 153

5.4基本分页存储管理方式 154

5.4. 1基本概念 155

5.4. 2基本分页管理的地址变换机构 156

5.4. 3两级和多级页表 158

5. 4. 4页面的共享 160

5.4. 5基本分页存储管理优缺点 160

5. 5基本分段存储管理方式 161

5. 5. 1分段存储管理的引入 161

5. 5. 2基本概念 162

5.5.3基本分段管理的地址变换机构 162

5. 5.4分段共享与保护 163

5. 5. 5基本分段存储管理优缺点 164

5.5.6分页和分段的主要区别 164

5. 6基本段页式存储管理方式 165

习题5 167

第6章 虚拟存储管理 170

6. 1覆盖与交换技术 170

6. 1. 1覆盖技术 170

6. 1. 2交换技术 171

6. 2虚拟存储管理 172

6. 2. 1程序局部性原理 173

6. 2. 2虚拟存储器及其特征 174

6. 3请求分页存储管理方式 174

6. 3. 1请求分页中的硬件支持 175

6.3.2请求分页中的软件支持 176

6. 3. 3页面置换算法 177

6. 3. 4页面调度性能 182

6.3. 5影响缺页率因素 183

6.3.6 Belady现象 184

6. 3. 7请求分页存储管理优缺点 185

6.4请求分段存储管理方式 185

6.4. 1请求分段存储管理方式的概念 185

6.4. 2请求分段存储管理优缺点 188

6. 5请求段页存储管理方式 188

6. 6存储管理方案总结 189

习题6 190

第7章I/O设备管理 194

7. 1 I/O设备管理概述 194

7. 1. 1 I/O设备的分类 194

7. 1. 2 I/O设备的差异性 195

7. 1. 3 I/O设备管理的任务和功能 196

7. 2 1/O系统 197

7. 2. 1 I/O系统结构 197

7. 2. 2设备控制器 199

7. 2.3 I/O控制方式 201

7.3 I/O软件 208

7.3.1 I/O软件的设计目标 208

7. 3.2 I/O软件层次 209

7.3.3 I/O中断的执行流程 213

7.4设备分配与回收 215

7.4.1设备管理中的数据结构 215

7.4. 2设备分配与回收 216

7.4.3 SPOOLing系统 218

7. 5缓冲管理 220

7.5.1缓冲的引入 220

7. 5. 2单缓冲 221

7. 5. 3双缓冲 221

7. 5.4循环缓冲 222

7. 5. 5缓冲池 224

7. 6磁盘存储器管理 225

7. 6. 1磁盘及其访问 225

7. 6. 2磁盘调度算法 227

7. 6. 3磁盘高速缓冲 231

7. 7 I/O控制 232

7. 7. 1 I/O控制的引入 232

7. 7. 2 I/O控制的功能 233

7. 7. 3 I/O控制的实现 234

习题7 234

第8章 文件系统 238

8. 1文件的基本概念 238

8.1. 1文件的概念 238

8.1.2文件属性及其分类 239

8. 2文件系统 240

8.2. 1文件系统的概念 240

8.2.2文件系统的组成 241

8.3文件结构 243

8. 3. 1文件逻辑结构 244

8. 3.2文件物理结构 247

8.4文件目录和目录查询 252

8.4. 1文件控制块与文件目录 252

8. 4.2文件目录结构 254

8.4.3目录查询技术 257

8. 5文件存储器空间管理 259

8. 5. 1文件存储空间划分 259

8. 5.2文件存储空间的分配技术 260

8. 5.3空闲文件存储器空间管理方法 260

8. 6常见文件系统调用 263

8. 6. 1文件的打开与关闭 263

8. 6. 2文件的读与写 265

8. 7文件的共享与保护 266

8. 7. 1文件共享 266

8. 7. 2文件保护 268

8.8文件系统的可靠性 270

8. 8. 1文件的可靠性 270

8. 8. 2文件的保密性 271

习题8 271

第9章 操作系统安全与保护 276

9. 1操作系统安全概述 276

9.1.1系统安全性的三个要求 277

9. 1.2系统安全性的主要威胁 277

9. 1.3操作系统的安全级别 278

9.1.4操作系统的安全目标 279

9.2来自系统内外的攻击及其防御 280

9. 2. 1特洛伊木马攻击 280

9.2.2. 登录欺骗攻击 280

9. 2. 3逻辑炸弹攻击 281

9.2.4后门陷阱攻击 281

9.2. 5缓冲区溢出攻击 281

9. 2. 6计算机病毒攻击 282

9. 2. 7常见计算机病毒介绍 283

9.2. 8计算机病毒的防御 285

9. 3用户身份认证 286

9.3. 1基于口令的身份验证技术 286

9. 3. 2基于实际物体的身份验证技术 287

9.3.3基于生物识别的验证技术 287

9. 4操作系统保护机制 288

9. 4. 1进程支持 288

9.4.2内存保护 288

9.4.3存取控制 289

9.4.4安全审计机制 290

9.4.5入侵检测机制 291

9. 5安全操作系统的设计原则 292

9. 6 Windows 2000/ XP系统的安全机制 293

9. 6. 1账户管理机制 293

9. 6. 2登录验证 293

9. 6. 3系统访问控制 294

9. 6. 4 Windows 2000的安全策略 295

习题9 296

参考文献 297