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第1章 操作系统概论1

1.1 操作系统的概念1

1.2 操作系统的主要功能3

1.3 操作系统的基本特征8

1.4 操作系统的逻辑结构和运行模型9

1.5 操作系统的形成与发展11

1.6 主要操作系统类型14

1.7 流行操作系统简介21

1.7.1 Windows操作系统21

1.7.2 UNIX操作系统23

1.7.3 Linux操作系统25

1.8 操作系统涉及的一些相关概念简介27

1.8.1 中断和异常27

1.8.2 系统调用31

习题一32

第2章 进程管理34

2.1 进程的概念34

2.1.1 进程的引入34

2.1.2 进程控制块37

2.1.3 进程的状态及其转换40

2.2 进程控制42

2.2.1 进程的创建与撤销43

2.2.2 进程的阻塞与唤醒45

2.2.3 进程的挂起与激活46

2.3 进程的互斥与同步46

2.3.1 基本概念47

2.3.2 实现进程互斥的硬件方法48

2.3.3 实现进程互斥的软件方法51

2.3.4 信号量机制52

2.3.5 经典互斥与同步问题55

2.3.6 管程机制60

2.4 进程间通信63

2.4.1 共享内存通信方式64

2.4.2 消息缓冲通信方式64

2.4.3 信箱通信方式67

2.4.4 管道通信方式68

2.5 线程68

2.5.1 引入线程的目的69

2.5.2 线程的概念69

2.5.3 线程与传统进程比较71

2.5.4 线程实现机制72

习题二73

第3章 处理机调度与死锁76

3.1 处理机调度76

3.1.1 处理机调度的基本概念76

3.1.2 选择调度算法的原则80

3.1.3 调度算法82

3.1.4 实时调度88

3.1.5 进程切换90

3.2 死锁91

3.2.1 产生死锁的原因和必要条件92

3.2.2 预防死锁95

3.2.3 避免死锁96

3.2.4 检测和解除死锁100

习题三102

第4章 存储管理105

4.1 程序的链接和装入105

4.1.1 逻辑地址、物理地址和虚拟地址105

4.1.2 程序链接106

4.1.3 程序装入107

4.2 分区式存储管理109

4.2.1 单一连续分区存储管理109

4.2.2 固定分区存储管理110

4.2.3 可变分区存储管理112

4.2.4 覆盖与交换技术115

4.3 分页式存储管理117

4.3.1 分页式存储管理概述118

4.3.2 分页式存储管理的地址变换机构119

4.3.3 两级和多级页表121

4.3.4 内存块的分配与回收123

4.4 分段式存储管理124

4.4.1 分段式存储管理概述124

4.4.2 分段式存储管理的地址变换机构125

4.4.3 段的共享与保护126

4.4.4 分段与分页系统的区别127

4.5 段页式存储管理127

4.5.1 段页式存储管理的基本思想128

4.5.2 段页式存储管理的地址变换机构128

4.6 虚拟存储管理129

4.6.1 虚拟存储器概念130

4.6.2 请求分页虚拟存储管理131

4.6.3 请求分段虚拟存储管理137

4.6.4 请求段页式虚拟存储管理139

习题四140

第5章 设备管理142

5.1 输入／输出系统142

5.1.1 计算机设备分类142

5.1.2 设备控制器143

5.1.3 通道144

5.2 输入／输出控制方式146

5.2.1 程序直接输入／输出控制方式146

5.2.2 中断输入／输出控制方式147

5.2.3 DMA输入／输出控制方式149

5.2.4 通道输入／输出控制方式150

5.3 缓冲技术151

5.3.1 单缓冲和双缓冲151

5.3.2 循环缓冲152

5.3.3 缓冲池153

5.4 设备分配154

5.4.1 用于设备分配的数据结构154

5.4.2 设备分配策略156

5.5 输入／输出软件159

5.5.1 用户层输入／输出软件159

5.5.2 设备无关软件160

5.5.3 设备驱动程序161

5.5.4 输入／输出中断处理程序162

5.6 虚拟设备163

5.7 磁盘存储器管理165

5.7.1 存储设备概述165

5.7.2 磁盘调度166

5.7.3 独立磁盘冗余阵列168

5.7.4 提高磁盘输入／输出速度的方法169

习题五170

第6章 文件管理172

6.1 概述172

6.1.1 文件和文件系统172

6.1.2 文件分类173

6.1.3 文件操作174

6.2 文件数据的组织和存储175

6.2.1 文件的逻辑结构176

6.2.2 文件的物理结构177

6.3 文件目录183

6.3.1 文件控制块183

6.3.2 索引结点184

6.3.3 目录结构185

6.3.4 目录检索技术186

6.4 文件存储空间管理187

6.4.1 空闲区表法187

6.4.2 空闲块链表法187

6.4.3 位示图法188

6.4.4 成组链接法189

6.5 文件共享190

6.6 文件系统的数据一致性191

习题六194

第7章 多处理机、网络和分布式操作系统195

7.1 多处理机操作系统195

7.1.1 多处理机系统概述195

7.1.2 多处理机调度199

7.1.3 多处理机同步202

7.2 网络操作系统204

7.2.1 网络操作系统概述204

7.2.2 网络操作系统实例介绍205

7.3 分布式操作系统210

7.3.1 分布式操作系统概述210

7.3.2 分布式资源管理211

7.3.3 分布式进程通信212

7.3.4 分布式进程的互斥与同步215

7.3.5 分布式文件系统218

7.3.6 进程迁移220

7.3.7 分布式系统中的死锁222

习题七224

第8章 操作系统的安全性226

8.1 系统安全性概述226

8.1.1 系统安全性的内涵226

8.1.2 影响系统安全的因素227

8.2 操作系统的安全机制229

8.2.1 身份鉴别229

8.2.2 存取控制230

8.2.3 最小特权管理232

8.2.4 硬件保护233

8.2.5 安全审计234

8.2.6 入侵检测235

8.2.7 数据加密技术236

8.3 系统安全评测标准239

习题八241

第9章 Linux程序开发工具242

9.1 GNU工具链242

9.1.1 编译过程243

9.1.2 常用选项245

9.2 GDB调试工具247

9.2.1 启动GDB247

9.2.2 断点248

9.2.3 单步执行250

9.2.4 查看运行时数据250

9.3 make程序维护工具253

9.3.1 make工作机制253

9.3.2 makefile基本结构253

9.3.3 makefile变量254

9.3.4 环境变量和预定义变量255

9.3.5 隐含规则255

9.3.6 makefile范例256

9.3.7 运行make257

9.4 Linux内核开发简介257

9.4.1 获取内核源码257

9.4.2 配置内核257

9.4.3 编译内核258

9.4.4 安装内核259

附录 Linux常用命令260

参考文献271