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第1章 引论1

1.1 操作系统的概念1

1.1.1 什么是操作系统1

1.1.2 操作系统的主要功能4

1.1.3 操作系统的基本特征6

1.2 操作系统的逻辑结构和运行模型8

1.2.1 用户态和内核态的划分8

1.2.2 操作系统的逻辑结构9

1.2.3 操作系统的运行模型11

1.3 操作系统的形成与发展12

1.3.1 操作系统的形成时期12

1.3.2 操作系统的成熟时期15

1.3.3 操作系统的进一步发展时期17

1.4 主要操作系统的类型19

1.4.1 批处理操作系统19

1.4.2 分时操作系统20

1.4.3 实时操作系统21

1.4.4 微机操作系统23

1.4.5 网络操作系统24

1.4.6 多CPU操作系统25

1.4.7 分布式操作系统27

1.4.8 嵌入式操作系统29

1.5 操作系统安全性概述30

1.5.1 操作系统安全的重要性30

1.5.2 操作系统的安全观点31

1.5.3 实现操作系统安全性的基本技术31

1.6 操作系统运行基础32

1.6.1 处理器及工作模式32

1.6.2 中断技术36

1.6.3 系统调用40

习题142

第2章 处理器管理47

2.1 进程的概念47

2.1.1 程序的顺序执行47

2.1.2 程序的并发执行48

2.1.3 进程50

2.2 进程的状态及转换53

2.2.1 两状态进程模型53

2.2.2 进程的三态模型53

2.2.3 进程的五态模型55

2.2.4 进程的挂起56

2.2.5 进程控制块58

2.3 进程控制60

2.3.1 进程切换60

2.3.2 进程控制原语62

2.4 处理器调度65

2.4.1 作业与进程的关系66

2.4.2 CPU的三级调度67

2.4.3 处理器调度队列模型69

2.4.4 进程调度的方式和时机71

2.5 单处理器调度算法73

2.5.1 调度原则73

2.5.2 常用调度算法75

2.5.3 实时调度80

2.6 线程82

2.6.1 线程的引入82

2.6.2 线程的概念83

2.6.3 线程与传统进程的比较84

2.6.4 线程实现原理85

习题286

第3章 进程同步与通信93

3.1 进程同步的基本概念93

3.1.1 并发进程的关系93

3.1.2 进程的互斥与同步94

3.1.3 临界资源与临界区95

3.2 进程互斥方法97

3.2.1 实现进程互斥的硬件方法97

3.2.2 实现进程互斥的软件方法99

3.3 信号量机制101

3.3.1 信号量101

3.3.2 使用信号量实现进程互斥103

3.3.3 使用信号量实现进程同步105

3.4 经典互斥与同步问题108

3.4.1 生产者－消费者问题108

3.4.2 哲学家进餐问题111

3.4.3 读者－写者问题114

3.4.4 睡眠理发师问题117

3.5 经典互斥与同步问题的应用119

3.5.1 缓冲区数据传送问题119

3.5.2 吃水果问题120

3.5.3 汽车过桥问题122

3.6 管程机制123

3.6.1 条件变量与管程结构123

3.6.2 生产者－消费者问题的管程解决方法125

3.6.3 哲学家进餐问题的管程解决方法127

3.6.4 读者－写者问题的管程解决方法128

3.6.5 睡眠理发师问题的管程解决方法129

3.6.6 吃水果问题的管程解决方法131

3.7 进程通信132

3.7.1 进程通信的概念132

3.7.2 共享内存通信方式133

3.7.3 消息缓冲通信方式134

3.7.4 信箱通信方式137

3.7.5 管道通信方式139

3.8 死锁140

3.8.1 产生死锁的原因和必要条件141

3.8.2 死锁的预防145

3.8.3 死锁的避免146

3.8.4 死锁的检测与解除152

习题3155

第4章 存储管理163

4.1 程序的链接和装入163

4.1.1 逻辑地址和物理地址164

4.1.2 程序链接164

4.1.3 程序装入165

4.2 存储器及存储管理的基本功能168

4.2.1 多级存储器体系169

4.2.2 内存的分配与回收以及地址转换170

4.2.3 内存的共享、保护及扩充171

4.3 分区式存储管理173

4.3.1 单一连续分区存储管理173

4.3.2 固定分区存储管理175

4.3.3 可变分区存储管理177

4.3.4 覆盖与交换技术182

4.4 分页存储管理184

4.4.1 分页存储管理的基本原理184

4.4.2 分页存储管理的地址转换与存储保护186

4.4.3 两级页表和多级页表189

4.4.4 内存物理块的分配与回收191

4.5 分段存储管理192

4.5.1 分段存储管理的基本原理192

4.5.2 分段存储管理的地址转换与存储保护194

4.5.3 分段存储管理的优缺点197

4.6 段页式存储管理198

4.6.1 段页式存储管理的基本原理198

4.6.2 段页式存储管理的地址转换与特点199

4.7 虚拟存储管理201

4.7.1 虚拟存储器的概念201

4.7.2 请求分页存储管理203

4.7.3 请求分段存储管理212

4.7.4 请求段页式存储管理216

习题4218

第5章 设备管理225

5.1 设备管理概述225

5.1.1 设备的分类225

5.1.2 设备管理的目标和功能226

5.2 I/O设备管理系统的组成228

5.2.1 I/O系统的硬件组织228

5.2.2 I/O系统的软件组织233

5.3 I/O设备控制方式238

5.3.1 程序直接I/O控制方式238

5.3.2 程序中断I/O控制方式239

5.3.3 直接存储器存取I/O控制方式240

5.3.4 I/O通道控制方式242

5.3.5 4种I/O控制方式的对比245

5.4 缓冲技术与虚拟设备技术246

5.4.1 缓冲技术246

5.4.2 虚拟设备技术250

5.5 设备的分配与回收252

5.5.1 用于设备分配的数据结构252

5.5.2 设备分配254

5.5.3 设备回收258

5.6 磁盘存储器管理259

5.6.1 存储设备概述259

5.6.2 磁盘调度260

5.6.3 提高磁盘I/O速度的方法264

5.6.4 磁盘阵列（RAID）266

习题5270

第6章 文件管理274

6.1 文件系统基本概念274

6.1.1 文件系统的引入274

6.1.2 文件与文件系统275

6.1.3 文件操作278

6.2 文件的组织结构280

6.2.1 文件的逻辑结构280

6.2.2 文件的物理结构282

6.3 文件目录288

6.3.1 文件控制块与索引节点289

6.3.2 目录结构290

6.3.3 文件目录查找292

6.4 文件存储空间管理293

6.4.1 空闲分区表法294

6.4.2 空闲块链法294

6.4.3 位示图法296

6.5 文件共享与文件安全296

6.5.1 早期的文件共享方法297

6.5.2 目前常用的文件共享方法298

6.5.3 文件系统的安全300

6.5.4 文件系统的可靠性301

6.5.5 文件保护303

习题6305

参考文献309