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第1章 操作系统概述1

1.1 操作系统的概念2

1.1.1 操作系统的地位2

1.1.2 操作系统的作用2

1.2 操作系统的发展与分类3

1.2.1 无操作系统的计算机系统3

1.2.2 批处理系统5

1.2.3 分时系统7

1.2.4 实时系统8

1.2.5 网络操作系统9

1.2.6 分布式操作系统10

1.2.7 云计算10

1.2.8 嵌入式操作系统11

1.3 操作系统的特征12

1.3.1 并发性12

1.3.2 共享性12

1.3.3 异步性13

1.3.4 虚拟性13

1.4 操作系统的功能13

1.4.1 处理器管理14

1.4.2 存储器管理14

1.4.3 设备管理15

1.4.4 文件管理15

1.4.5 用户接口16

1.5 操作系统结构设计17

1.5.1 层次结构17

1.5.2 微内核结构18

1.6 现代主流操作系统简介19

1.6.1 MS-DOS及Windows系列19

1.6.2 UNIX大家族23

1.6.3 自由软件Linux24

本章小结26

习题126

第2章 进程管理28

2.1 进程的引入29

2.1.1 程序的顺序执行29

2.1.2 程序的并发执行30

2.1.3 进程31

2.1.4 进程的状态及转换33

2.1.5 进程控制块35

2.2 进程控制37

2.2.1 原语37

2.2.2 进程的创建与撤销37

2.2.3 进程的阻塞与唤醒38

2.2.4 进程的挂起与激活39

2.3 进程同步与互斥40

2.3.1 临界资源与临界区40

2.3.2 信号量及P、V操作41

2.3.3 经典的进程同步互斥问题46

2.3.4 管程50

2.4 进程通信53

2.4.1 共享存储53

2.4.2 消息传递53

2.4.3 共享文件56

2.5 进程调度56

2.5.1 调度的层次56

2.5.2 调度算法的评价标准58

2.5.3 调度算法59

2.6 死锁61

2.6.1 死锁的概念62

2.6.2 死锁的预防63

2.6.3 死锁的避免63

2.6.4 死锁的检测68

2.6.5 死锁的解除69

2.7 线程69

2.7.1 线程的引入69

2.7.2 进程与线程的关系70

2.7.3 线程调度与通信70

本章小结71

实训72

实训1 Windows Server 2003的任务与进程管理器72

实训2 Linux的安装、启动、退出与系统设置78

实训3 Linux中的进程管理84

习题288

第3章 存储器管理92

3.1 存储体系93

3.1.1 存储管理的功能94

3.1.2 存储分配方式94

3.1.3 存储空间的管理94

3.1.4 地址重定位95

3.1.5 存储保护97

3.2 连续分配存储管理98

3.2.1 单一连续分配方式98

3.2.2 分区分配方式98

3.2.3 紧凑和对换技术103

3.3 离散分配存储管理104

3.3.1 分页存储管理104

3.3.2 分段存储管理方式109

3.3.3 段页式存储管理方式112

3.4 虚拟存储器114

3.4.1 程序局部性原理114

3.4.2 虚拟存储器的概念115

3.4.3 请求分页存储管理方式116

3.4.4 页面置换算法119

3.4.5 请求分段存储管理方式121

本章小结123

实训123

实训1 Windows Server 2003的系统监视器123

实训2 Windows Server 2003的存储管理129

实训3 Linux中内存交换空间（swap）的构建132

习题3134

第4章 设备管理137

4.1 设备管理概述137

4.1.1 设备的分类137

4.1.2 设备管理的目标与功能138

4.2 I/O系统139

4.2.1 I/O系统的硬件组织139

4.2.2 I/O系统的软件组织143

4.2.3 输入／输出控制方式147

4.3 设备的分配与回收151

4.3.1 设备分配中的数据结构151

4.3.2 设备的分配与回收152

4.4 虚拟技术和缓冲技术155

4.4.1 SPOOLing技术155

4.4.2 缓冲技术的引入156

4.4.3 单缓冲157

4.4.4 双缓冲157

4.4.5 缓冲池158

4.5 I/O磁盘调度159

4.5.1 磁盘传输性能159

4.5.2 磁盘调度算法162

4.6 RAID技术164

4.6.1 RAID基本原理165

4.6.2 RAID配置等级166

4.7 其他I/O技术简介168

4.7.1 USB技术168

4.7.2 即插即用技术170

4.7.3 缓存170

本章小结174

实训175

实训1 Windows Server 2003的设备管理175

实训2 Windows Server 2003的注册表管理180

实训3 Linux的设备管理185

习题4190

第5章 文件管理192

5.1 文件系统概述193

5.1.1 文件和文件系统193

5.1.2 文件类型195

5.2 文件的结构196

5.2.1 文件的逻辑结构196

5.2.2 顺序文件197

5.2.3 索引文件199

5.2.4 索引顺序文件199

5.3 外存分配方式200

5.3.1 连续分配200

5.3.2 链接分配202

5.3.3 索引分配203

5.4 文件目录管理206

5.4.1 文件目录的内容206

5.4.2 目录结构208

5.4.3 文件目录操作211

5.4.4 目录查询技术212

5.5 文件存储空间的管理213

5.5.1 空闲表法和空闲链表法213

5.5.2 位示图法214

5.5.3 成组链接法215

5.6 文件操作和文件的存取控制216

5.6.1 文件操作217

5.6.2 文件的存取控制218

5.7 文件的共享与安全220

5.7.1 文件的共享221

5.7.2 文件系统的安全224

5.8 文件系统性能的改善225

本章小结228

实训228

实训1 Windows Server 2003磁盘文件系统的管理与维护228

实训2 Linux的文件管理237

习题5243

第6章 Linux操作系统实例分析246

6.1 Linux的基本结构247

6.1.1 Linux的体系结构247

6.1.2 Linux内核源代码组织结构248

6.2 Linux的进程管理248

6.2.1 Linux的进程和线程管理249

6.2.2 Linux的进程调度251

6.2.3 Linux进程间的通信253

6.3 Linux的存储管理256

6.3.1 Linux虚拟内存的抽象模型256

6.3.2 Linux的高速缓存机构258

6.3.3 管理内存空间的数据结构259

6.3.4 内存区的分配和页面淘汰策略260

6.4 Linux的文件管理262

6.4.1 Linux文件系统的构成262

6.4.2 EXT2对磁盘的组织264

6.4.3 EXT2文件的物理结构266

6.4.4 EXT3文件系统267

6.4.5 虚拟文件系统VFS269

6.5 Linux的设备管理270

6.5.1 Linux设备管理概述270

6.5.2 Linux中的设备驱动272

6.5.3 设备管理实例273

6.6 Linux的Shell274

6.6.1 Shell的工作原理275

6.6.2 Shell的种类276

6.6.3 Bash Shell的命令276

6.6.4 Bash Shell编程281

6.7 Linux的安全机制283

6.7.1 标识与鉴别284

6.7.2 存取控制284

6.7.3 审计与加密285

6.7.4 网络安全286

6.7.5 备份与恢复287

本章小结287

实训288

实训1 Windows Server 2003的用户管理288

实训2 Linux的用户管理290

习题6295

附录 各章习题参考答案296

参考文献298