第1章 操作系统概述 1
1.1操作系统概念 1
1.1.1什么是操作系统 1
1.1.2操作系统主要功能 3
1.1.3操作系统的基本特性 5
1.2操作系统的发展过程与分类 6
1.2.1操作系统的发展过程 6
1.2.2无操作系统 7
1.2.3大型机操作系统 8
1.2.4桌面操作系统 12
1.2.5实时操作系统 13
1.2.6网络操作系统 14
1.2.7分布式操作系统 15
1.2.8嵌入式操作系统 16
1.3操作系统运行环境简介 17
1.3.1计算机系统结构 17
1.3.2输入输出结构 19
1.3.3存储结构 21
1.3.4硬件保护 23
1.4操作系统与用户接口 25
1.4.1命令级接口与系统实用程序 25
1.4.2程序级接口与系统调用 27
1.5操作系统的结构 29
1.5.1整体式结构 29
1.5.2层次式结构 30
1.5.3微内核与客户-服务器结构 32
1.5.4面向对象结构 33
1.5.5多处理机模式 34
1.6典型题举例 34
本章小结 36
习题1 37
第2章 进程与线程 40
2.1进程的引入 40
2.1.1程序的顺序执行 40
2.1.2程序的并发执行 41
2.1.3进程的引入 43
2.1.4进程的特征 44
2.2进程的状态及其转换 45
2.2.1进程基本状态及其转换 45
2.2.2具有挂起功能的进程状态及转换 47
2.3进程的描述 48
2.3.1进程的组成 48
2.3.2进程控制块数据结构 49
2.3.3进程队列的组织 49
2.3.4进程的前趋图 50
2.3.5进程切换与模式切换 51
2.4进程的控制 53
2.4.1操作系统内核与原语 53
2.4.2进程控制原语 53
2.5线程的概念 57
2.5.1线程概念的引入 57
2.5.2线程与进程的比较 58
2.5.3线程的分类与实现 59
2.6典型题举例 61
本章小结 62
习题2 63
第3章 处理机调度 66
3.1处理机调度基本概念 66
3.1.1处理机调度的层次 66
3.1.2处理机的调度队列模型 67
3.1.3选择调度算法的原则 69
3.2批处理作业的管理与调度 70
3.2.1作业的概念 70
3.2.2批处理作业的管理 70
3.2.3批作业调度算法 73
3.3进程调度 76
3.3.1进程调度需考虑的若干问题 77
3.3.2常用的进程调度算法 77
3.4典型题举例 84
本章小结 87
习题3 87
第4章 进程同步与死锁 90
4.1进程同步的基本概念 90
4.1.1进程间交互关系 90
4.1.2与时间有关的错误 91
4.1.3进程互斥概念 91
4.1.4进程同步概念 92
4.2临界区互斥的基本方法 93
4.3信号量机制 97
4.3.1信号量的概念 97
4.3.2 P、 V操作原语 98
4.3.3用P、 V操作实现进程间互斥 99
4.3.4用P、 V操作实现进程间同步 101
4.3.5利用信号量来描述前趋关系 102
4.4经典的同步问题 103
4.4.1生产者-消费者问题 103
4.4.2读者-写者问题 105
4.4.3哲学家就餐问题 109
4.4.4嗜眠理发师问题 110
4.5管程 112
4.5.1管程基本概念 112
4.5.2管程应用实例 114
4.6进程通信 116
4.6.1进程通信基本概念 116
4.6.2基于消息缓冲的通信方式 117
4.6.3基于信箱的通信方式 119
4.7死锁 121
4.7.1死锁的概念 121
4.7.2死锁的预防 123
4.7.3死锁的避免 124
4.7.4死锁的检测和解除 128
4.8典型题举例 131
本章小结 136
习题4 137
第5章 存储管理 142
5.1存储管理的基本概念 142
5.1.1物理地址与逻辑地址 142
5.1.2用户程序的处理过程 143
5.1.3存储管理的主要任务 143
5.2覆盖与交换技术 147
5.2.1覆盖技术 147
5.2.2交换技术 148
5.2.3交换与覆盖的异同点 149
5.3连续存储空间管理 150
5.3.1单一连续存储管理 150
5.3.2固定分区存储管理 151
5.3.3可变分区存储管理 153
5.4分页存储管理 158
5.4.1基本原理 158
5.4.2主存空间的分配与回收 159
5.4.3地址转换与存储保护 161
5.4.4对分页存储管理的改进 162
5.4.5管理特点 165
5.5段式存储管理 166
5.5.1基本原理 167
5.5.2主存空间的分配与回收 167
5.5.3地址转换与存储保护 168
5.5.4管理特点 169
5.5.5分页和分段的主要区别 170
5.6段页式存储管理 170
5.6.1基本原理 170
5.6.2主存空间的分配与回收 171
5.6.3地址转换与存储保护 172
5.6.4管理特点 173
5.7虚拟存储器管理 173
5.7.1虚拟存储器的基本概念 173
5.7.2请求分页存储管理 175
5.7.3请求分段存储管理方式 182
5.8典型题举例 184
本章小结 188
习题5 189
第6章 文件系统 194
6.1文件系统基本概念 194
6.1.1文件系统的引入 194
6.1.2文件与文件系统 195
6.1.3文件的分类 197
6.1.4文件系统的功能 198
6.2文件的组织结构 199
6.2.1文件的逻辑组织结构 200
6.2.2文件的物理组织结构 201
6.3文件的存取方法 205
6.4文件的目录结构 206
6.4.1文件控制块与索引结点 206
6.4.2文件目录 207
6.4.3文件目录查找 209
6.5文件的存储空间组织 213
6.6文件共享和保护 216
6.6.1文件共享 216
6.6.2文件共享语义 218
6.6.3文件保护 218
6.7文件相关操作 220
6.7.1文件操作 221
6.7.2记录操作 222
6.8文件系统的安全性与可靠性 222
6.8.1文件系统的安全性 222
6.8.2文件系统的可靠性 223
6.9文件系统的性能 226
6.10文件系统实例 228
6.10.1 CD-ROM文件系统 228
6.10.2 EXT2文件系统 229
6.11典型题举例 234
本章小结 237
习题6 238
第7章 设备管理 240
7.1设备概述 240
7.1.1设备类型 240
7.1.2设备管理的功能和目标 242
7.1.3设备管理的主要任务 243
7.2 I/O设备硬件结构和软件组成 244
7.2.1 I/O设备的硬件结构 244
7.2.2 I/O设备的软件组成 245
7.3 I/O设备控制方式 248
7.3.1程序直接I/O控制方式 249
7.3.2程序中断I/O控制方式 249
7.3.3直接存储器存取I/O控制方式 250
7.3.4 I/O通道控制方式 251
7.4设备管理中所使用的技术 252
7.4.1中断技术 252
7.4.2通道技术 254
7.4.3缓冲技术 258
7.4.4虚拟设备技术和SPOOLing技术 261
7.5设备的分配和设备处理程序 264
7.5.1设备分配 264
7.5.2设备回收 269
7.5.3设备处理 270
7.6磁盘存储设备管理 270
7.6.1盘的结构 270
7.6.2磁盘臂调度算法 272
7.6.3磁盘管理 275
7.7典型题举例 276
本章小结 280
习题7 281
第8章 操作系统的安全性 284
8.1操作系统安全性概述 284
8.1.1操作系统的特点及其重要性 284
8.1.2操作系统的安全观点 284
8.1.3操作系统的安全威胁 285
8.2系统安全的分级管理机制 286
8.2.1安全等级的标准 286
8.2.2常用的安全分级管理机制 289
8.3影响系统安全性的因素 290
8.3.1来自系统内部的攻击 290
8.3.2来自系统外部的攻击 292
8.4操作系统的安全策略与安全机制 296
8.4.1操作系统的安全策略 296
8.4.2操作系统的安全机制 296
8.5实现系统安全性的基本技术 298
本章小结 302
习题8 302
第9章 操作系统实验指导 306
9.1进程调度实验 306
9.1.1阅读程序 306
9.1.2设计与编程 313
9.2作业调度实验 315
9.2.1阅读程序 315
9.2.2设计与编程 323
9.3存储管理实验 325
9.3.1阅读程序 325
9.3.2设计与编程 338
9.4文件系统实验 339
9.5磁盘移臂调度实验 364
参考文献 372