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第1章 操作系统概述1

1. 1操作系统的概念1

1.1.1计算机系统资源1

1.1.2操作系统的地位3

1. 1. 3操作系统的定义4

1.1.4操作系统的设计目标5

1.2操作系统的发展与分类6

1. 2. 1操作系统发展历史6

1. 2. 2操作系统分类9

1. 3操作系统的主要功能18

1.3.1处理机管理功能18

1.3.2存储器管理功能19

1.3.3设备管理功能19

1.3.4文件管理功能20

1.3.5用户接口管理功能20

1.4操作系统的主要特征21

1.4.1并发执行22

1.4.2资源共享22

1. 4. 3一切皆虚拟23

1.4. 4异步性24

1.5操作系统的结构设计24

1.5.1无结构操作系统24

1.5.2模块化结构操作系统24

1.5.3分层式结构操作系统25

1. 5.4虚拟机结构操作系统25

1.5.5微内核结构操作系统27

1. 6操作系统的运行环境28

1. 6. 1硬件运行环境28

1.6.2与其他系统软件关系33

习题133

第2章 进程（线程）管理37

2. 1进程的基本概念37

2. 1. 1程序执行过程37

2.1.2进程的定义和特征41

2. 1.3进程状态和状态转换43

2.1.4进程控制块及其组织方式47

2.2进程控制50

2.2.1进程创建51

2.2.2进程执行与进程切换52

2. 2. 3进程阻塞与唤醒53

2.2.4进程挂起与激活53

2. 2. 5进程撤销54

2. 3进程同步54

2. 3. 1进程同步的基本概念54

2. 3. 2信号量机制62

2.3.3典型进程同步问题67

2. 3. 4管程机制72

2.4进程通信75

2.4.1高级通信分类75

2.4. 2消息传递系统76

2. 5线程79

2. 5. 1进程的局限性80

2. 5.2线程及其属性80

2. 5. 3线程状态与控制83

2.5.4线程间同步和通信84

2. 5. 5线程的实现85

2. 5. 6线程模型86

习题287

3章 处理机调度91

3. 1三级调度体系91

3. 1. 1高级调度91

3. 1. 2中级调度93

3. 1. 3低级调度94

3. 1.4三级调度关系95

3.2进程调度目标和调度方式96

3. 2. 1进程调度目标96

3. 2. 2进程调度方式96

3. 3调度算法的评价准则98

3. 3. 1面向用户的评价准则98

3.3.2面向系统的评价准则99

3. 4典型进程调度算法100

3.4.1先来先服务调度算法100

3.4.2短作业（进程）优先调度算法101

3.4. 3最短剩余时间优先调度算法102

3. 4.4时间片轮转调度算法102

3.4. 5优先级调度算法104

3.4. 6高响应比优先调度算法105

3.4. 7多级反馈队列调度算法107

3. 5线程调度算法109

3. 5. 1用户级线程调度109

3. 5.2核心级线程调度109

3. 6实时调度算法110

3. 6. 1实时调度目标和所需必要信息110

3. 6. 2抢占调度和快速切换机制111

3. 6. 3典型实时调度算法111

习题3112

第4章 死锁116

4.1死锁的概念和产生原因116

4.1.1死锁的基本概念116

4.1.2产生死锁的原因118

4.2死锁的必要条件122

4. 3死锁的处理122

4.3. 1死锁的处理方法122

4. 3. 2资源分配图123

4.4死锁的静态预防124

4. 4. 1破坏互斥条件124

4.4. 2破坏请求和保持条件125

4.4.3破坏不剥夺条件125

4.4.4破坏环路等待条件126

4. 5死锁的动态避免127

4.5.1系统安全状态127

4. 5. 2银行家算法128

4. 6死锁的检测和解除131

4. 6. 1等待图检测死锁131

4.6.2多体资源类死锁检测算法132

4. 6. 3死锁解除133

4. 7线程死锁134

习题4135

第5章 存储管理138

5. 1存储管理概述138

5.1.1存储器层次138

5. 1. 2存储管理任务139

5.1.3存储管理目标140

5. 2程序的装入和链接141

5.2. 1几个基本概念141

5.2. 2程序的装入142

5. 2. 3程序的链接144

5. 3连续分配方式145

5.3. 1单一连续分配145

5.3. 2固定分区分配146

5.3. 3可变分区分配147

5.3.4动态可重定位分区分配153

5.4基本分页存储管理方式154

5.4. 1基本概念155

5.4. 2基本分页管理的地址变换机构156

5.4. 3两级和多级页表158

5. 4. 4页面的共享160

5.4. 5基本分页存储管理优缺点160

5. 5基本分段存储管理方式161

5. 5. 1分段存储管理的引入161

5. 5. 2基本概念162

5.5.3基本分段管理的地址变换机构162

5. 5.4分段共享与保护163

5. 5. 5基本分段存储管理优缺点164

5.5.6分页和分段的主要区别164

5. 6基本段页式存储管理方式165

习题5167

第6章 虚拟存储管理170

6. 1覆盖与交换技术170

6. 1. 1覆盖技术170

6. 1. 2交换技术171

6. 2虚拟存储管理172

6. 2. 1程序局部性原理173

6. 2. 2虚拟存储器及其特征174

6. 3请求分页存储管理方式174

6. 3. 1请求分页中的硬件支持175

6.3.2请求分页中的软件支持176

6. 3. 3页面置换算法177

6. 3. 4页面调度性能182

6.3. 5影响缺页率因素183

6.3.6 Belady现象184

6. 3. 7请求分页存储管理优缺点185

6.4请求分段存储管理方式185

6.4. 1请求分段存储管理方式的概念185

6.4. 2请求分段存储管理优缺点188

6. 5请求段页存储管理方式188

6. 6存储管理方案总结189

习题6190

第7章I/O设备管理194

7. 1 I/O设备管理概述194

7. 1. 1 I/O设备的分类194

7. 1. 2 I/O设备的差异性195

7. 1. 3 I/O设备管理的任务和功能196

7. 2 1/O系统197

7. 2. 1 I/O系统结构197

7. 2. 2设备控制器199

7. 2.3 I/O控制方式201

7.3 I/O软件208

7.3.1 I/O软件的设计目标208

7. 3.2 I/O软件层次209

7.3.3 I/O中断的执行流程213

7.4设备分配与回收215

7.4.1设备管理中的数据结构215

7.4. 2设备分配与回收216

7.4.3 SPOOLing系统218

7. 5缓冲管理220

7.5.1缓冲的引入220

7. 5. 2单缓冲221

7. 5. 3双缓冲221

7. 5.4循环缓冲222

7. 5. 5缓冲池224

7. 6磁盘存储器管理225

7. 6. 1磁盘及其访问225

7. 6. 2磁盘调度算法227

7. 6. 3磁盘高速缓冲231

7. 7 I/O控制232

7. 7. 1 I/O控制的引入232

7. 7. 2 I/O控制的功能233

7. 7. 3 I/O控制的实现234

习题7234

第8章 文件系统238

8. 1文件的基本概念238

8.1. 1文件的概念238

8.1.2文件属性及其分类239

8. 2文件系统240

8.2. 1文件系统的概念240

8.2.2文件系统的组成241

8.3文件结构243

8. 3. 1文件逻辑结构244

8. 3.2文件物理结构247

8.4文件目录和目录查询252

8.4. 1文件控制块与文件目录252

8. 4.2文件目录结构254

8.4.3目录查询技术257

8. 5文件存储器空间管理259

8. 5. 1文件存储空间划分259

8. 5.2文件存储空间的分配技术260

8. 5.3空闲文件存储器空间管理方法260

8. 6常见文件系统调用263

8. 6. 1文件的打开与关闭263

8. 6. 2文件的读与写265

8. 7文件的共享与保护266

8. 7. 1文件共享266

8. 7. 2文件保护268

8.8文件系统的可靠性270

8. 8. 1文件的可靠性270

8. 8. 2文件的保密性271

习题8271

第9章 操作系统安全与保护276

9. 1操作系统安全概述276

9.1.1系统安全性的三个要求277

9. 1.2系统安全性的主要威胁277

9. 1.3操作系统的安全级别278

9.1.4操作系统的安全目标279

9.2来自系统内外的攻击及其防御280

9. 2. 1特洛伊木马攻击280

9.2.2. 登录欺骗攻击280

9. 2. 3逻辑炸弹攻击281

9.2.4后门陷阱攻击281

9.2. 5缓冲区溢出攻击281

9. 2. 6计算机病毒攻击282

9. 2. 7常见计算机病毒介绍283

9.2. 8计算机病毒的防御285

9. 3用户身份认证286

9.3. 1基于口令的身份验证技术286

9. 3. 2基于实际物体的身份验证技术287

9.3.3基于生物识别的验证技术287

9. 4操作系统保护机制288

9. 4. 1进程支持288

9.4.2内存保护288

9.4.3存取控制289

9.4.4安全审计机制290

9.4.5入侵检测机制291

9. 5安全操作系统的设计原则292

9. 6 Windows 2000/ XP系统的安全机制293

9. 6. 1账户管理机制293

9. 6. 2登录验证293

9. 6. 3系统访问控制294

9. 6. 4 Windows 2000的安全策略295

习题9296

参考文献297