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第1章 操作系统概述 1

1.1 存储程序式计算机 1

1.1.1 存储程序式计算机的系统结构 1

1.1.2 作为扩展计算机功能的操作系统 2

1.1.3 作为资源管理的操作系统 2

1.1.4 操作系统的工作框架 2

1.2 操作系统的发展 3

1.2.1 手工操作阶段 3

1.2.2 单道与多道批处理系统 3

1.2.3 分时系统 6

1.2.4 实时系统 7

1.2.5 网络操作系统与分布式操作系统 8

1.2.6 嵌入式操作系统 9

1.3 操作系统的基本概念 10

1.3.1 操作系统的定义 10

1.3.2 操作系统的基本功能 10

1.3.3 操作系统的特征 14

1.4 操作系统的硬件介绍 15

1.4.1 中央处理器（CPU） 15

1.4.2 存储系统 16

1.4.3 中断机制 17

1.4.4 I/O设备 19

1.4.5 时钟 19

1.5 操作系统的逻辑模型 20

1.6 操作系统简介 20

1.6.1 DOS操作系统 20

1.6.2 MS-Windows操作系统 21

1.6.3 UNIX操作系统 21

本章小结 21

习题1 22

第2章 作业管理 24

2.1 作业的基本概念 24

2.1.1 作业的形成过程 24

2.1.2 批处理系统作业运行前的准备——作业控制语言 25

2.1.3 分时系统作业控制方法——键盘命令 27

2.2 操作系统向作业提供的程序级接口——系统调用 28

2.2.1 系统功能调用的分类 29

2.2.2 系统功能调用的实现过程描述 29

2.3 单道批处理系统的作业调度 30

2.3.1 作业调度性能的衡量指标 31

2.3.2 先来先服务作业调度算法 31

2.3.3 短作业优先调度算法 32

2.3.4 高响应比优先作业调度算法 32

2.4 多道批处理系统作业调度应考虑的因素 33

本章小结 34

习题2 34

第3章 进程管理 36

3.1 进程的概述 36

3.2 进程的引入和定义 37

3.2.1 进程的引入 37

3.2.2 进程的定义 40

3.3 进程的状态和进程控制块 41

3.3.1 进程的状态及状态变化图 41

3.3.2 进程的结构、进程控制块及组织方式 43

3.4 进程控制 45

3.4.1 原语 46

3.4.2 进程控制原语 46

3.5 线程的基本概念 47

3.5.1 线程的引入 47

3.5.2 线程与进程的关系 48

3.5.3 线程的类型 49

3.5.4 线程的特点 50

3.6 进程调度 50

3.6.1 进程调度的职能 50

3.6.2 进程调度所用的主要数据结构 51

3.6.3 进程调度的方式 51

3.6.4 进程调度算法 51

3.6.5 综合的调度策略——调度用的进程状态切换图 55

3.7 进程同步与互斥 56

3.7.1 进程互斥 56

3.7.2 互斥用的硬件机制 56

3.7.3 进程同步 57

3.7.4 用信号量实现进程同步 57

3.7.5 三个经典的同步／互斥问题 59

3.7.6 结构化的同步／互斥机制——管程 64

3.8 进程通信 66

3.8.1 共享存储区通信机制 66

3.8.2 消息系统 67

3.8.3 管道通信 69

3.9 死锁问题 70

3.9.1 死锁产生的原因和必要条件 70

3.9.2 预防死锁 72

3.9.3 避免死锁 73

3.9.4 检测与解除死锁 75

本章小结 77

习题3 78

第4章 存储管理 82

4.1 存储管理的功能 83

4.1.1 内存的分配与回收 83

4.1.2 地址重定位 84

4.1.3 存储保护 86

4.1.4 虚拟存储器 87

4.2 实存管理 87

4.2.1 固定分区存储管理 87

4.2.2 可变式分区存储管理 88

4.2.3 纯分页存储管理 94

4.2.4 纯分段存储管理 98

4.3 虚拟存储器管理 100

4.3.1 虚拟存储器的概念 100

4.3.2 请求式分页存储管理 101

4.3.3 页面置换算法 105

4.3.4 请求式分页存储管理性能分析举例 108

4.3.5 请求式分段存储管理与动态地址重定位 111

4.3.6 段页式存储管理与动态地址重定位 114

4.4 碎片与抖动问题 115

本章小结 116

习题4 118

第5章 设备管理 121

5.1 设备管理概述 121

5.1.1 设备类型 121

5.1.2 设备管理的任务和功能 122

5.1.3 设备控制块（DCB） 123

5.2 数据传送控制方式 123

5.2.1 程序直接控制方式 124

5.2.2 中断控制方式 124

5.2.3 DMA方式 125

5.2.4 通道控制方式 126

5.3 I/O应用接口 128

5.4 缓冲技术与高速缓存 130

5.4.1 缓冲的引入 130

5.4.2 单缓冲 130

5.4.3 双缓冲 131

5.4.4 环形缓冲 131

5.4.5 缓冲池 132

5.4.6 高速缓存 133

5.5 设备分配技术 134

5.5.1 独享设备的分配 134

5.5.2 共享设备的分配 134

5.5.3 虚拟设备的分配与Spooling技术 135

5.6 I/O进程控制 136

5.6.1 用户进程的输入输出请求 136

5.6.2 设备驱动程序 136

5.6.3 中断处理程序的处理过程 137

5.6.4 I/O调度 137

本章小结 138

习题5 139

第6章 文件管理 141

6.1 文件与文件系统 141

6.1.1 文件与文件系统的概念 141

6.1.2 文件的分类、属性及文件系统的功能 142

6.2 文件的逻辑结构 143

6.2.1 逻辑结构 143

6.2.2 存取方法 143

6.3 文件的物理结构 144

6.3.1 顺序结构 144

6.3.2 链接结构 144

6.3.3 索引结构 145

6.4 文件目录 146

6.4.1 文件控制块和索引节点 146

6.4.2 单级目录结构 148

6.4.3 二级目录结构 148

6.4.4 多级目录结构 149

6.4.5 非循环图形目录结构 150

6.5 文件和目录的操作 151

6.6 文件系统的实现 152

6.6.1 文件系统层次结构 152

6.6.2 文件实现 153

6.6.3 目录实现 156

6.7 文件的共享与保护 158

6.7.1 文件的共享 158

6.7.2 文件保护 161

6.8 文件的完整性 163

6.9 外存空间的管理 163

6.9.1 外存的主要技术参数 164

6.9.2 空闲块的管理 164

6.9.3 分配策略 166

6.10 磁盘组织与管理 166

6.10.1 磁盘结构 166

6.10.2 磁盘的驱动调度 167

6.10.3 磁盘管理 168

本章小结 170

习题6 171

第7章 常见操作系统典型功能和实现方法的举例 174

7.1 Windows NT进程、线程的特点 174

7.1.1 Windows NT进程、线程及对象之间的关系 174

7.1.2 进程管理程序 175

7.1.3 线程调度 176

7.2 UNIX进程管理 178

7.2.1 UNIX进程状态 178

7.2.2 UNIX进程描述 179

7.2.3 UNIX进程控制 180

7.2.4 UNIX进程调度 180

7.3 UNIX进程通信与同步机制 181

7.4 Windows NT文件系统 182

7.4.1 FAT文件分配表 182

7.4.2 NTFS文件系统 182

7.5 UNIX文件系统索引结构介绍 183

7.6 Linux文件系统 187

7.6.1 EXT2文件系统 187

7.6.2 EXT2索引节点 188

7.6.3 EXT2超级块 189

7.6.4 EXT2中的目录 190

7.7 UNIX NFS文件系统 190

7.8 Windows NT存储管理的二级页表结构 191

7.9 Linux系统的内存管理技术 193

7.10 UNIX内存管理技术 195

7.11 UNIX I/O设备管理 199

7.12 Linux I/O设备管理 199

本章小结 200

习题7 201

第8章 操作系统安全与保密机制 203

8.1 概述 203

8.2 访问控制技术 206

8.3 数据加密技术 210

8.4 认证技术 212

8.5 防火墙技术 215

本章小结 215

习题8 216

第9章 网络操作系统 217

9.1 网络操作系统概述 217

9.1.1 网络拓扑结构 217

9.1.2 通信与协议 218

9.1.3 网络操作系统功能 220

9.1.4 网络操作系统实现策略 221

9.2 网络通信技术 222

9.2.1 原语通信 222

9.2.2 远程过程调用 225

9.3 网络资源共享技术 228

9.3.1 硬盘共享 228

9.3.2 打印机共享 229

9.3.3 数据和软件资源共享 230

9.4 网络文件系统 231

本章小结 231

习题9 232

第10章 实践指导——典型操作系统实验范例 233

参考文献 262