第1章 导论 1
1.1 操作系统概述 1
1.1.1 操作系统的概念 2
1.1.2 操作系统的目标 2
1.1.3 操作系统的作用 3
1.1.4 研究操作系统的几种观点 4
1.2 操作系统的发展历史 5
1.2.1 推动操作系统发展的动力 5
1.2.2 操作系统的历史演变 6
1.2.3 操作系统的主要成就 11
1.2.4 现代操作系统类型 12
1.3 操作系统的特征和功能 15
1.3.1 操作系统的特征 15
1.3.2 操作系统的功能 17
1.4 UNIX操作系统概述 18
1.4.1 UNIX的历史 18
1.4.2 UNIX的特点 19
1.4.3 UNIX的体系结构 20
1.4.4 UNIX的用户界面 20
小结 21
实训1 安装Windows 7 22
实训2 Windows 7系统管理 23
本章习题 25
第2章 操作系统结构 27
2.1 操作系统服务 27
2.1.1 操作系统的用户接口 28
2.1.2 操作系统的程序接口 29
2.2 操作系统的设计与实现 32
2.2.1 设计目标 32
2.2.2 设计过程 32
2.2.3 设计的实现 33
2.3 操作系统结构概述 33
2.3.1 计算机系统组织 33
2.3.2 计算机系统体系结构 34
2.3.3 常见的操作系统结构 35
小结 38
本章习题 38
第3章 进程管理 40
3.1 进程的基本概念 40
3.1.1 进程的引入 40
3.1.2 进程的定义与特征 41
3.1.3 进程的状态及其转换 42
3.1.4 进程的组成 44
3.1.5 进程控制块 45
3.2 进程控制 46
3.2.1 进程的创建 47
3.2.2 生程的终止 48
3.2.3 进程的阻塞与唤醒 48
3.2.4 进程的挂起与激活 49
3.3 进程同步 49
3.3.1 进程同步的基本概念 50
3.3.2 进程同步机制 51
3.3.3 锁机制 52
3.4 信号量机制 52
3.4.1 信号量机制定义 53
3.4.2 信号量机制实现互斥 55
3.4.3 信号量机制实现同步 56
3.4.4 信号量机制实现资源分配 56
3.5 用信号量机制解决经典进程同步问题 58
3.5.1 生产者-消费者问题 58
3.5.2 读者-写者问题 58
3.5.3 哲学家进餐问题 59
3.6 管程机制 60
3.6.1 管程的基本概念 61
3.6.2 利用管程解决“生产者-消费者问题” 61
3.7 进程通信 62
3.7.1 进程通信的类型 63
3.7.2 消息传递通信 63
3.8 线程 66
3.8.1 线程的基本概念 67
3.8.2 线程间的同步和通信 68
3.8.3 线程的实现 69
3.9 UNIX的进程管理 70
3.9.1 UNIX进程描述 70
3.9.2 UNIX进程状态及其转换 71
3.9.3 UNIX进程控制 72
3.9.4 UNIX进程的同步与通信 73
小结 74
实训3 Windows 7任务管理器的进程管理 75
本章习题 76
第4章 处理机调度与死锁 80
4.1 处理机调度的基本概念 80
4.1.1 处理机调度的层次 80
4.1.2 调度队列模型 81
4.1.3 调度性能的评价准则 83
4.2 作业调度 84
4.2.1 作业的概念 84
4.2.2 作业状态及转换 85
4.2.3 作业调度 86
4.2.4 作业调度算法 87
4.3 进程调度 90
4.3.1 进程调度的功能 90
4.3.2 进程调度的时机 90
4.3.3 进程调度性能评价 91
4.3.4 进程调度算法 91
4.4 死锁 95
4.4.1 产生死锁的原因 95
4.4.2 产生死锁的必要条件 96
4.4.3 处理死锁的基本方法 96
4.4.4 预防死锁 97
4.5 资源分配图与死锁定理 98
4.5.1 资源分配图 98
4.5.2 死锁定理 98
4.6 避免死锁 99
4.6.1 系统资源的分配状态 100
4.6.2 单种资源的银行家算法 100
4.6.3 多种资源的银行家算法 102
4.7 死锁的检测与恢复 103
4.7.1 死锁的检测时机 104
4.7.2 死锁的检测方法 104
4.7.3 死锁的解除 105
4.7.4 处理死锁的综合方法 106
4.8 UNIX的进程调度 106
小结 108
本章习题 108
第5章 存储器管理 111
5.1 存储器管理概述 111
5.1.1 存储器的层次 112
5.1.2 存储管理的目的 112
5.1.3 存储管理的功能 112
5.2 分区存储管理 115
5.2.1 单一连续分区存储管理 115
5.2.2 固定分区存储管理 117
5.2.3 可变分区存储管理 119
5.3 分页式存储管理 125
5.3.1 分页式存储管理的基本思想 125
5.3.2 地址转换与存储保护 127
5.3.3 内存块的组织与管理 130
5.3.4 分页式存储管理的特点与缺点 131
5.4 分段式存储管理 132
5.4.1 分段存储管理方式的引入 132
5.4.2 分段存储管理的基本思想 133
5.4.3 段的共享 134
5.4.4 分页与分段的比较 134
5.4.5 段页式存储管理方式 135
5.5 虚拟存储器的概念 136
5.5.1 虚拟存储器的引入 137
5.5.2 虚拟存储器的实现 138
5.6 请求分页式存储管理 139
5.6.1 请求分页式存储管理的基本思想 139
5.6.2 缺页中断与地址变换 140
5.6.3 页面淘汰算法 142
5.6.4 请求分页式存储管理的优缺点 146
5.7 请求分段式存储管理 147
5.7.1 请求分段的实现 147
5.7.2 段的共享与保护 149
5.7.3 请求段页式存储管理 150
5.8 UNIX的存储管理 150
5.8.1 交换 151
5.8.2 请求分页 152
5.8.3 换页进程 154
小结 155
实训4 提高Windows 7的内存性能 155
本章习题 156
第6章 设备管理 159
6.1 概述 159
6.1.1 设备管理的目标和功能 160
6.1.2 计算机设备的分类 160
6.1.3 I/0系统的组成 162
6.2 I/0的处理步骤 166
6.2.1 I/0系统的层次结构 166
6.2.2 I/0中断处理程序 166
6.2.3 设备驱动程序 167
6.2.4 I/0管理程序 167
6.3 设备的分配与调度算法 168
6.3.1 管理设备时的数据结构 169
6.3.2 独享设备的分配 169
6.3.3 共享磁盘的调度 171
6.4 数据传输的方式 176
6.4.1 程序循环测试方式 176
6.4.2 中断驱动I/0控制方式 177
6.4.3 直接存储器存取（DMA）方式 179
6.4.4 通道方式 180
6.5 设备管理中的若干技术 181
6.5.1 I/0缓冲技术 181
6.5.2 虚拟设备与Spooling技术 184
6.6 UNIX的设备管理 186
6.6.1 字符设备缓冲区管理 186
6.6.2 块设备缓冲区管理 188
小结 190
本章习题 191
第7章 文件管理 193
7.1 文件管理概述 193
7.1.1 文件系统的引入 193
7.1.2 文件及其分类 194
7.1.3 文件系统 196
7.2 文件的结构 199
7.2.1 文件的逻辑结构与存取方法 199
7.2.2 文件的物理结构与存储设备 201
7.3 文件管理与目录结构 204
7.3.1 文件控制块与索引结点 205
7.3.2 文件目录结构 206
7.3.3 “按名存取”的实现 208
7.4 文件存储空间的管理 209
7.4.1 位示图法 210
7.4.2 空闲区表法 210
7.4.3 空闲链表法 211
7.5 文件的共享与保护 212
7.5.1 文件的共享 212
7.5.2 文件的保护和保密 213
7.6 UNIX的文件管理 215
7.6.1 UNIX文件系统概述 215
7.6.2 文件的物理结构 216
7.6.3 索引结点的管理 217
7.6.4 文件存储空间的管理 218
7.6.5 目录管理 219
小结 220
实训5 优化Windows 7磁盘子系统 220
本章习题 222
第8章 操作系统的保护与安全 224
8.1 引言 224
8.1.1 系统安全性的内容和性质 225
8.1.2 对系统安全威胁的类型 226
8.1.3 对各类资源的威胁 227
8.1.4 信息技术安全评价公共准则 229
8.2 操作系统的安全机制 231
8.2.1 标识与鉴别 231
8.2.2 可信路径 231
8.2.3 最小特权管理 232
8.2.4 访问控制 233
8.2.5 隐蔽通道检测与控制 235
8.2.6 安全审计 236
8.3 数据加密技术 236
8.3.1 数据加密技术概述 236
8.3.2 数字签名和数字证明书 238
8.3.3 网络加密技术 240
8.4 认证技术 240
8.4.1 基于口令的身份认证技术 240
8.4.2 基于物理标志的认证技术 242
8.4.3 基于公开密钥的认证技术 243
8.5 防火墙技术 244
8.5.1 包过滤防火墙 244
8.5.2 代理服务技术 245
8.5.3 规则检查防火墙 247
8.6 安全操作系统的设计与实现 248
8.6.1 操作系统安全设计原理 248
8.6.2 安全策略 249
8.6.3 安全模型 251
8.6.4 安全体系结构 253
小结 255
实训6 Windows 7操作系统的安全机制 255
本章习题 257
第9章 典型操作系统介绍 259
9.1 网络操作系统 259
9.1.1 网络操作系统概述 259
9.1.2 网络操作系统的功能 261
9.1.3 网络操作系统提供的服务 263
9.2 分布式操作系统 264
9.2.1 分布式系统概述 264
9.2.2 分布式进程通信 265
9.2.3 分布式资源管理 266
9.2.4 分布式进程同步 267
9.2.5 分布式系统中的死锁 267
9.2.6 分布式文件系统 268
9.2.7 分布式进程迁移 269
9.3 嵌入式实时操作系统 269
9.3.1 嵌入式系统的基本概念 270
9.3.2 嵌入式操作系统 271
9.3.3 μC/OS-Ⅱ简介 274
小结 275
本章习题 275
参考文献 276