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第1章　引论1

1.1　计算机系统组成1

1.1.1　计算机硬件系统结构1

1.1.2　计算机软件系统3

1.1.3　计算机系统结构3

1.2　操作系统的作用和定义3

1.2.1　操作系统的作用3

1.2.2　操作系统的定义5

1.3　操作系统的发展过程5

1.4　操作系统的分类7

1.4.1　批处理系统8

1.4.2　分时操作系统10

1.4.3　实时操作系统11

1.4.4　多模式操作系统12

1.4.5　微机操作系统12

1.4.6　网络操作系统13

1.4.7　分布式操作系统15

1.4.8　嵌入式操作系统16

1.4.9　智能卡操作系统17

1.5　操作系统的功能和特性17

1.5.1　操作系统的功能17

1.5.2　操作系统的特性19

1.6　操作系统的结构模型20

1.6.1　整体式模型20

1.6.2　层次式模型21

1.6.3　客户／服务器系统模型22

1.6.4　面向对象的程序设计23

本章小结23

习题24

第2章　用户与操作系统的接口26

2.1　作业控制级接口26

2.1.1 作业26

2.1.2　作业的类型27

2.1.3　联机用户接口27

2.1.4　脱机用户接口29

2.2　程序级接口30

2.2.1　用户态和核心态30

2.2.2　特权指令和访管指令30

2.2.3 系统调用31

2.2.4　系统调用的使用和执行过程32

本章小结32

习题33

第3章　进程的描述与控制35

3.1　程序执行方式35

3.1.1　程序顺序执行35

3.1.2　程序并发执行36

3.2　进程描述39

3.2.1　进程定义39

3.2.2　进程特性39

3.2.3　进程与程序的区别40

3.2.4　进程控制块40

3.3　进程状态42

3.3.1　进程执行42

3.3.2　进程的基本状态42

3.3.3　进程的挂起44

3.4　进程控制45

3.4.1 内核45

3.4.2　微内核46

3.4.3　进程控制47

3.5　线程48

3.5.1 线程引入49

3.5.2　线程定义49

3.5.3　线程的状态50

3.5.4　线程和进程的比较50

3.5.5　线程分类51

3.5.6　线程的模型52

3.6　Linux进程管理53

3.6.1　Linux进程状态53

3.6.2　task struct结构54

3.6.3　Linux进程的创建55

3.6.4　进程使用的虚拟内存57

3.6.5　Linux的进程调度58

3.7 Windows的进程管理58

3.7.1 Windows的进程和线程模型总述59

3.7.2 Windows中进程的实现59

3.7.3 Windows中线程的实现59

3.7.4 Windows的线程调度60

本章小结64

习题65

第4章　进程通信67

4.1　进程的同步与互斥67

4.1.1　进程合作67

4.1.2　共享资源68

4.1.3　与时间有关的错误68

4.1.4　临界资源与临界区70

4.1.5　同步机构设计准则71

4.2　互斥的软件方法71

4.3　硬件指令机制75

4.3.1　测试与设置技术75

4.3.2　TS指令75

4.3.3　利用TS实现进程互斥75

4.4　信号量机制76

4.4.1　整型信号量77

4.4.2　结构型信号量77

4.4.3　AND型信号量集78

4.5　用信号量机制实现互斥与同步79

4.5.1　用信号量实现互斥79

4.5.2　用信号量实现同步79

4.6　经典进程同步问题81

4.6.1　生产者—消费者问题82

4.6.2　哲学家就餐问题83

4.6.3　读者—写者问题85

4.6.4　睡眠的理发师问题88

4.7　进程通信方式89

4.7.1　共享存储区系统89

4.7.2　管道通信系统90

4.7.3 消息传递系统91

本章小结94

习题95

第5章　处理器调度98

5.1　三级调度的概念98

5.1.1　作业的状态及其转换98

5.1.2　调度的层次100

5.1.3　调度模型100

5.1.4　作业和进程的关系102

5.2　作业调度102

5.2.1　作业调度的功能103

5.2.2　作业调度的目标与性能衡量103

5.3　进程调度105

5.3.1　进程调度的功能105

5.3.2　进程调度的方式106

5.3.3　进程调度的时机107

5.4　常用的调度算法107

5.4.1　先来先服务调度算法107

5.4.2　短作业（进程）优先调度算法109

5.4.3　时间片轮转调度算法110

5.4.4　高优先权优先调度算法112

5.4.5　最高响应比优先调度算法113

5.4.6　多级队列调度算法114

5.4.7　多级反馈队列调度算法114

5.5 实例分析：UNIX进程调度115

5.5.1　调度时机115

5.5.2　调度标记设置116

5.5.3　优先数计算116

5.5.4　调度的实现116

本章小结117

习题117

第6章　死锁120

6.1　死锁的基本概念120

6.1.1　死锁的定义120

6.1.2　死锁产生的原因120

6.1.3　死锁的必要条件122

6.1.4　处理死锁的策略123

6.2　死锁预防123

6.3　死锁避免125

6.3.1 安全状态和不安全状态125

6.3.2 利用银行家算法避免死锁126

6.4　死锁检测129

6.5 死锁解除131

6.6　死锁综合处理132

本章小结132

习题133

第7章　实存储管理技术135

7.1　存储管理的基本概念135

7.1.1　存储管理要解决的问题135

7.1.2　存储管理的分类135

7.1.3　地址重定位137

7.2　连续分配存储管理方式139

7.2.1　单一连续分配方式139

7.2.2　固定分区存储管理方式139

7.2.3　可变分区存储管理方式141

7.3 离散分配存储管理方式147

7.3.1　分页存储管理方式148

7.3.2　分段存储管理方式154

7.3.3　段页式存储管理方式158

本章小结160

习题161

第8章　虚拟存储管理技术164

8.1　虚拟存储器的基本概念164

8.1.1　局部性原理164

8.1.2　虚拟存储器165

8.2　请求分页式存储管理方式165

8.2.1　请求分页式存储管理的基本概念166

8.2.2　页面分配策略168

8.2.3　页面调入时机169

8.2.4　页面置换算法169

8.2.5　请求分页系统的性能分析173

8.3　请求分段式存储管理方式175

8.3.1　请求分段式存储管理的基本概念175

8.3.2　分段共享与保护177

8.4　Linux存储管理178

8.4.1 Linux的内存空间178

8.4.2 Linux的页表机制178

8.4.3 Linux内存页的分配178

8.4.4 Linux内存页的置换算法179

8.5 Windows存储管理179

8.5.1 Windows的虚拟地址空间179

8.5.2 页面状态180

8.5.3 地址转换机制180

8.5.4 页面目录、页表和PTE的结构182

8.5.5 页面调度策略与工作集管理183

8.5.6 Windows的存储保护184

本章小结184

习题184

第9章 设备管理187

9.1 I/O设备管理的基本概念187

9.2 I/O系统的组成188

9.2.1 I/O设备概述188

9.2.2 设备控制器189

9.2.3 I/O通道190

9.3 I/O控制方式191

9.3.1 程序I/O方式191

9.3.2 中断驱动I/O方式191

9.3.3 直接存储器存取方式192

9.3.4 I/O通道方式193

9.4 缓冲管理193

9.4.1 缓冲的引入193

9.4.2 缓冲区及其管理194

9.5 设备分配197

9.5.1　设备分配中的数据结构197

9.5.2　设备分配策略198

9.5.3　设备独立性199

9.5.4　独占设备分配方法200

9.5.5　SPOOLing技术202

9.6　I/O软件的组成203

9.6.1　中断处理程序204

9.6.2　设备驱动程序206

9.6.3　与设备无关的系统软件208

9.6.4　用户空间的I/O软件209

9.7　磁盘I/O210

9.7.1　磁盘性能概述210

9.7.2　数据的组织210

9.7.3　磁盘访问时间211

9.7.4　磁盘调度算法212

9.8　Linux的设备管理214

9.8.1　设备和设备特殊文件214

9.8.2　设备驱动程序的动态安装215

9.8.3　设备驱动程序215

9.8.4　设备文件的存取权限和系统安全217

9.9 Windows的设备管理218

9.9.1 Windows的I/O设计目标218

9.9.2 Windows的I/O结构218

9.9.3 Windows的设备驱动程序219

9.9.4 Windows的I/O处理222

本章小结222

习题223

第10章　文件系统225

10.1　文件和文件系统225

10.1.1　文件225

10.1.2　文件系统226

10.1.3　文件的分类227

10.1.4　文件系统的功能和基本操作228

10.2　文件的逻辑结构229

10.2.1　文件的逻辑结构229

10.2.2　文件的组织和存取230

10.3　外存分配233

10.3.1　文件的物理结构233

10.3.2　连续分配234

10.3.3　链接分配234

10.3.4　索引分配235

10.3.5　文件分配表FAT237

10.4　文件目录240

10.4.1　文件控制块240

10.4.2　索引结点241

10.4.3　单级目录结构242

10.4.4　二级目录结构242

10.4.5　多级目录结构243

10.4.6　目录查询技术244

10.5　文件存储空间的管理245

10.5.1　空闲表法245

10.5.2　空闲链表法246

10.5.3　位示图246

10.5.4　成组链接法248

10.6　文件的共享249

10.6.1 目录结构中的共享249

10.6.2　打开文件结构中的共享251

10.6.3　管道文件252

10.7　文件系统的安全性254

10.7.1　文件的存取控制254

10.7.2　文件的转储和恢复257

10.8 Linux文件系统257

10.9 Windows NTFS259

10.9.1 NTFS的重要特征259

10.9.2 NTFS的磁盘组织260

10.9.3 NTFS的文件组织260

10.9.4 NTFS的可恢复性261

本章小结262

习题263

第11章　操作系统的安全性265

11.1　操作系统安全性概述265

11.1.1　操作系统安全性的内容266

11.1.2　操作系统安全性的特性267

11.2　操作系统的安全管理与保护267

11.3　数据的安全管理与保护271

11.3.1　文件的存取控制271

11.3.2　数据加密技术271

11.3.3　认证技术275

11.4　计算机病毒277

11.4.1　计算机病毒概述277

11.4.2　计算机病毒的分类278

11.4.3　常用反病毒技术279

11.4.4　未来计算机病毒的发展趋势280

本章小结281

习题281

参考文献282