第1章 操作系统概述 1
1.1 什么是操作系统 1
1.1.1 操作系统作为扩展机器 2
1.1.2 操作系统作为计算机系统资源的管理者 3
1.1.3 操作系统作为用户与计算机之间的接口 4
1.2 操作系统的目标和功能 4
1.2.1 操作系统的目标 4
1.2.2 操作系统的功能 5
1.3 操作系统的产生、完善与发展 8
1.3.1 操作系统的产生 8
1.3.2 操作系统的完善 12
1.3.3 操作系统的发展 21
1.4 操作系统的分类 22
1.4.1 嵌入式操作系统 22
1.4.2 单用户操作系统 23
1.4.3 网络操作系统 23
1.4.4 分布式操作系统 24
1.4.5 多处理器操作系统 24
1.5 操作系统的特性 24
1.5.1 并发性 25
1.5.2 共享性 25
1.5.3 异步性 25
1.5.4 虚拟性 25
1.6 操作系统的硬件环境 26
1.6.1 特权指令 26
1.6.2 系统调用 28
1.6.3 内存保护 28
1.6.4 中断机制 29
第2章 作业、进程与线程 32
2.1 作业与作业管理 32
2.1.1 作业的定义 32
2.1.2 作业的分类 33
2.1.3 批处理作业控制 34
2.1.4 交互式作业控制 37
2.2 进程与进程管理 39
2.2.1 进程的引入 39
2.2.2 进程状态模型 44
2.2.3 进程描述 48
2.2.4 进程控制块的组织 51
2.2.5 进程控制 53
2.3 线程与线程管理 58
2.3.1 线程的引入 58
2.3.2 线程的实现方式 62
第3章 进程同步与通信 69
3.1 进程同步与互斥 69
3.1.1 并发原理 69
3.1.2 互斥与同步的概念 71
3.1.3 临界资源与临界区 73
3.1.4 互斥实现的硬件方法 74
3.1.5 互斥实现的软件方法 77
3.1.6 信号量和PV操作 80
3.2 经典的进程同步与互斥问题 88
3.2.1 有限缓冲区的生产者-消费者问题 88
3.2.2 哲学家就餐问题 90
3.2.3 读者-写者问题 94
3.2.4 理发师睡觉问题 97
3.3 管程 100
3.3.1 管程的概念 100
3.3.2 管程解决生产者-消费者问题 103
3.3.3 管程解决哲学家进餐问题 104
3.4 进程通信 106
3.4.1 进程通信的方式 106
3.4.2 消息缓冲通信 107
3.4.3 信箱通信 108
3.4.4 共享文件通信 109
3.4.5 消息传递系统的若干问题 109
第4章 调度与死锁 114
4.1 调度类型与准则 114
4.1.1 调度类型 114
4.1.2 进程调度方式 116
4.1.3 进程调度时机 116
4.1.4 调度性能的评价准则 117
4.2 调度算法 118
4.2.1 先来先服务调度算法 118
4.2.2 短作业（进程）优先调度算法 120
4.2.3 最短剩余时间优先调度算法 121
4.2.4 响应比高者优先调度算法 122
4.2.5 时间片抢转调度算法 123
4.2.6 优先级调度算法 126
4.2.7 多级反馈队列调度算法 127
4.3 实时调度 128
4.3.1 实现实时调度的基本条件 128
4.3.2 实时调度算法的分类 130
4.3.3 实时调度算法 131
4.4 产生死锁的原因和必要条件 133
4.4.1 死锁定义 133
4.4.2 死锁产生的原因 134
4.4.3 死锁产生的必要条件 136
4.4.4 判断死锁的方法 137
4.4.5 死锁处理的基本方法 138
4.5 死锁的预防与避免 138
4.5.1 死锁预防 138
4.5.2 死锁避免 140
4.5.3 银行家算法及其实现 142
4.6 死锁的检测与解除 149
4.6.1 死锁检测 149
4.6.2 死锁解除 152
4.6.3 鸵鸟算法 154
第5章 存储管理 158
5.1 单道程序存储管理 159
5.2 分区存储管理 160
5.2.1 固定分区存储管理 161
5.2.2 可变分区存储管理 163
5.2.3 可变分区存储管理的实现 164
5.2.4 重定位和存储保护 173
5.2.5 伙伴系统 178
5.3 页式和段式存储管理 180
5.3.1 页式存储管理 180
5.3.2 段式存储管理 187
5.3.3 页式管理与段式管理的比较 191
5.3.4 段页式存储管理 191
5.4 覆盖技术与交换技术 193
5.4.1 覆盖技术 194
5.4.2 交换技术 195
5.5 虚拟存储技术 196
5.5.1 程序局部性原理 197
5.5.2 虚拟存储技术原理 197
5.5.3 虚拟页式存储管理 198
5.5.4 页面置换算法 202
5.5.5 缺页中断率 210
5.5.6 页表结构 213
5.5.7 虚拟段式存储管理 217
5.5.8 虚拟段页式存储管理 218
第6章 设备管理 222
6.1 I/O硬件 222
6.1.1 I/O设备 222
6.1.2 轮询和中断 224
6.1.3 直接内存访问 227
6.2 I/O软件 229
6.2.1 I/O软件结构的层次模型 229
6.2.2 I/O应用程序接口 230
6.2.3 块设备与字符设备 231
6.2.4 网络设备 232
6.2.5 时钟与定时器 232
6.2.6 阻塞与非阻塞I/O 233
6.2.7 I/O向量 234
6.3 I/O内核子系统 234
6.3.1 I/O调度 234
6.3.2 缓冲 235
6.3.3 高速缓存 236
6.3.4 信息暂存与设备预留 237
6.3.5 错误处理 237
6.3.6 I/O保护 237
6.3.7 内核数据结构 238
6.3.8 把I/O操作转换成硬件操作 239
6.4 I/O性能 241
6.5 小结 243
第7章 文件管理 246
7.1 文件系统概述 246
7.1.1 文件及其分类 246
7.1.2 文件系统的功能 247
7.2 文件的逻辑组织 248
7.2.1 顺序文件 248
7.2.2 索引文件 248
7.2.3 索引顺序文件 249
7.2.4 哈希文件 249
7.3 文件的物理组织 250
7.3.1 连续分配 251
7.3.2 链接分配 251
7.3.3 索引文件 253
7.4 目录管理 255
7.4.1 基本概念 255
7.4.2 文件目录结构 257
7.4.3 目录查询 258
7.5 文件存储空间的管理 259
7.5.1 位示图法 259
7.5.2 空闲表法 259
7.5.3 空闲链表法 260
7.5.4 成组链接法 260
7.6 文件共享和保护 261
7.6.1 文件共享 261
7.6.2 文件保护 263
第8章 系统安全性 269
8.1 系统安全的基本概念 269
8.1.1 系统安全性质描述 269
8.1.2 系统安全的威胁 270
8.1.3 安全模型 272
8.1.4 信息技术安全评估标准 274
8.2 数据加密技术 275
8.2.1 密码学基本概念 275
8.2.2 对称加密算法和非对称加密算法 278
8.2.3 数字签名和数学证书 280
8.3 常见攻击手段 281
8.3.1 缓冲区溢出概念简介 281
8.3.2 缓冲区溢出常用攻击方式 282
8.3.3 Windows堆栈溢出利用的七种方式 283
8.4 操作系统安全 284
8.4.1 操作系统安全的基本概念 284
8.4.2 Windows操作系统安全机制 285
8.4.3 Windows7安全框架 287
参考文献 290