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第1章 操作系统概述1

1.1操作系统的地位、作用与目标1

1.1.1操作系统的地位1

1.1.2操作系统的作用2

1.1.3操作系统的目标4

1.2操作系统的形成与发展5

1.2.1操作系统的产生与形成5

1.2.2操作系统的定义10

1.2.3作业的概念11

1.2.4操作系统的发展13

1.3进程的引人18

1.3.1前趋图18

1.3.2程序的顺序执行19

1.3.3程序的并发执行19

1.3.4引入进程20

1.4操作系统的特征21

1.5操作系统的功能23

1.5.1处理机管理功能23

1.5.2存储器管理功能25

1.5.3设备管理功能26

1.5.4文件管理功能27

1.5.5用户接口28

1.5.6操作系统的安全性28

1.6流行操作系统简介29

1.6.1 Windows系列操作系统29

1.6.2 UNIX操作系统31

1.6.3 Mac操作系统35

1.6.4 Linux操作系统36

习题38

第2章 进程管理42

2.1进程的描述42

2.1.1进程的概念42

2.1.2进程控制块44

2.1.3进程的状态及其转换47

2.1.4 Linux中进程描述51

2.2进程控制57

2.2.1进程的创建59

2.2.2进程的撤销60

2.2.3进程的阻塞与唤醒61

2.2.4进程的挂起与激活63

2.2.5程序的执行过程64

2.3线程64

2.3.1线程的引入64

2.3.2线程的概述65

2.3.3线程的分类67

2.4进程同步68

2.4.1资源与进程68

2.4.2进程同步机制71

2.4.3信号量机制73

2.4.4信号量机制的应用77

2.5经典的进程同步问题82

2.5.1生产者—消费者问题82

2.5.2哲学家进餐问题86

2.5.3读者—写者问题89

2.5.4管程机制92

2.6进程通信96

2.6.1高级通信概述96

2.6.2进程的直接通信与间接通信98

2.6.3基于消息缓冲通信方式99

2.7 Linux进程管理101

2.7.1 Linux进程控制101

2.7.2 Linux系统中进程通信105

习题106

第3章 资源分配与死锁113

3.1资源管理与分配113

3.1.1资源管理的目的和任务113

3.1.2资源分配方式及策略113

3.1.3资源分配图114

3.2死锁概述115

3.2.1死锁的定义115

3.2.2死锁产生的原因115

3.2.3死锁产生的必要条件118

3.2.4处理死锁的方法118

3.3死锁处理方式——预防死锁119

3.4死锁处理方式——避免死锁121

3.4.1引入安全状态121

3.4.2银行家算法的数据结构123

3.4.3银行家算法的实现123

3.4.4安全性算法检查124

3.4.5银行家算法举例125

3.5死锁处理方式——检测与解除死锁128

3.5.1死锁的检测128

3.5.2死锁的解除130

习题131

第4章 任务调度管理134

4.1调度概述134

4.1.1作业处理概述134

4.1.2调度概述135

4.1.3调度算法的评价准则138

4.2批处理系统调度算法141

4.2.1先来先服务调度算法142

4.2.2短作业（进程）优先调度算法144

4.2.3高优先权优先调度算法145

4.3分时系统调度算法147

4.4实时系统调度算法和多处理机调度150

4.4.1实时系统调度150

4.4.2常用的实时调度算法151

4.4.3多处理机调度153

4.5 Linux系统调度153

习题155

第5章 存储器管理159

5.1存储器概述159

5.1.1计算机的存储体系159

5.1.2内存管理的功能161

5.2连续分配存储管理方式165

5.2.1单一连续分配方式165

5.2.2固定分区分配方式166

5.2.3可变分区分配方式167

5.2.4可重定位分区分配方式171

5.2.5伙伴系统172

5.3离散分配存储管理方式——基本分页存储管理方式173

5.3.1基本思想174

5.3.2地址变换机构175

5.3.3多级页表和反置页表178

5.3.4页的共享和保护180

5.3.5基本分页存储管理方式特点181

5.4离散分配存储管理方式——基本分段式存储管理方式182

5.4.1分段系统的基本原理182

5.4.2段的共享和保护185

5.4.3分段存储管理方式和分页存储管理方式的区别186

5.4.4段页式存储管理方式186

5.5虚拟存储器188

5.5.1常规存储器特征189

5.5.2局部性原理189

5.5.3虚拟存储器的基本原理189

5.5.4虚拟存储器的容量190

5.5.5虚拟存储器的特征190

5.6请求分页存储管理方式190

5.6.1请求分页系统的基本原理191

5.6.2页表机制191

5.6.3缺页中断机构192

5.6.4地址变换机构193

5.6.5内存分配策略193

5.6.6调页策略195

5.6.7页面置换算法196

5.6.8请求分页系统性能分析201

5.7请求分段存储管理方式203

5.7.1段表机制203

5.7.2缺段中断机构203

5.7.3段的共享与保护204

5.8 Linux虚拟存储器管理205

5.8.1 Linux内存管理概述205

5.8.2分段和分页机制206

5.8.3 Buddy算法209

5.8.4虚存空间映射210

5.8.5交换机制211

习题211

第6章 设备管理216

6.1 I/O设备管理概述216

6.1.1设备管理的功能216

6.1.2 I/O系统结构217

6.1.3 I/O设备分类217

6.1.4 I/O设备应用原理219

6.2 I/O控制方式221

6.2.1程序I/O控制方式221

6.2.2中断驱动控制方式222

6.2.3直接存储器访问I/O控制方式（DMA I/O控制方式）223

6.2.4 I/O通道控制方式224

6.3缓冲管理227

6.3.1缓冲的引入227

6.3.2缓冲区分类228

6.4 I/O软件234

6.4.1 I/O软件的层次234

6.4.2中断处理程序234

6.4.3设备驱动程序235

6.4.4设备独立性236

6.5设备分配237

6.5.1设备分配的安全性237

6.5.2设备分配策略238

6.5.3设备分配238

6.6虚拟设备242

6.6.1虚拟设备的引入242

6.6.2 SPOOLing系统的基本原理242

6.6.3共享打印机的实现243

6.7磁盘存储器管理243

6.7.1磁盘存储器结构243

6.7.2磁盘调度算法244

6.7.3磁盘高速缓存247

6.8 Linux系统设备管理247

习题248

第7章 文件管理252

7.1文件概述252

7.1.1文件分类252

7.1.2文件系统结构253

7.2文件的结构255

7.2.1文件的逻辑结构255

7.2.2文件的物理结构256

7.2.3外存空间管理261

7.3文件目录管理264

7.3.1目录管理功能264

7.3.2文件控制块264

7.3.3目录管理265

7.4文件的共享与安全性268

7.4.1文件共享268

7.4.2文件的安全性269

7.5 Linux文件系统270

7.5.1 Linux系统文件的物理结构270

7.5.2 Linux系统的文件系统271

习题278

第8章 操作系统的安全与保护282

8.1安全性概述282

8.1.1安全问题282

8.1.2安全威胁283

8.1.3安全操作系统的功能283

8.2操作系统的安全策略284

8.2.1隔离保护策略284

8.2.2分层保护策略284

8.2.3操作系统安全的评估和标准285

8.3安全保护机制285

8.3.1内存保护机制286

8.3.2访问控制技术289

8.3.3数据加密技术290

8.3.4认证机制291

8.4 Linux系统的安全机制292

习题293

参考文献294