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目录1

第1章 操作系统概述1

1.1 操作系统的概念1

1.1.1 操作系统的地位1

1.1.2 操作系统的管理目标和主要功能2

1.1.3 操作系统的定义2

1.2 操作系统的历史回顾2

1.2.1 操作系统的产生3

1.2.2 操作系统的完善3

1.2.3 操作系统的发展4

1.3 操作系统的类型4

1.3.1 多道批处理操作系统4

1.3.2 分时操作系统5

1.3.3 实时操作系统6

1.3.6 分布式操作系统7

1.3.5 网络操作系统7

1.3.4 单用户操作系统7

1.4 操作系统的特征8

1.4.1 并发性8

1.4.2 共享性9

1.4.3 虚拟性9

1.4.4 异步性9

1.5 操作系统与用户接口10

1.5.1 命令接口10

1.5.2 程序接口10

1.5.3 图形用户接口10

1.6 操作系统的结构11

1.6.1 整体式系统11

1.6.2 层次式系统11

1.6.3 虚拟机系统11

1.7.1 CPU与外设并行工作12

1.7 操作系统的硬件环境12

1.6.4 客户—服务器系统12

1.7.2 I/O中断的作用13

1.7.3 管态与目态13

1.7.4 存储结构13

1.7.5 存储保护14

综合练习题一14

第2章 处理器管理17

2.1 多道程序设计17

2.1.1 程序的顺序执行17

2.1.2 程序的并发执行18

2.1.3 并发程序执行的条件19

2.2 进程的描述20

2.2.1 进程的定义20

2.2.2 进程的特性及与程序的区别21

2.2.3 进程的基本状态及其转换22

2.2.4 进程控制块——PCB23

2.2.5 进程队列24

2.3 进程控制25

2.3.1 进程控制机构25

2.3.2 进程控制原语25

2.4 进程互斥26

2.4.1 互斥的定义26

2.4.2 上锁和开锁原语27

2.4.3 用上锁和开锁原语实现进程的互斥27

2.5 信号量机制28

2.5.1 信号量的概念28

2.5.2 P、V操作原语29

2.5.3 用P、V操作原语实现进程的互斥29

2.6 进程同步31

2.6.1 同步的定义31

2.6.2 用P、V操作原语实现进程的同步32

2.7.1 进程通信的定义39

2.7.2 发送和接收原语39

2.7 进程通信39

2.7.3 消息缓冲通信方式40

2.7.4 信箱通信方式41

2.8 死锁问题43

2.8.1 死锁的定义43

2.8.2 产生死锁的原因45

2.8.3 产生死锁的必要条件45

2.8.4 死锁的预防45

2.8.5 死锁的避免46

2.8.6 死锁的检测与解除50

2.8.7 鸵鸟算法51

2.9 处理器调度51

2.9.1 调度算法51

2.9.2 调度时机53

2.9.3 调度过程53

2.10.2 线程与进程的比较54

2.10.1 线程的定义54

2.10 线程的概念54

综合练习题二55

第3章 存储器管理59

3.1 存储管理的概念59

3.1.1 存储系统的分类59

3.1.2 物理地址和逻辑地址59

3.1.3 静态重定位和动态重定位60

3.1.4 存储管理的功能60

3.1.5 内存扩充技术61

3.1.6 存储管理的分类63

3.2 分区存储管理64

3.2.1 固定分区存储管理64

3.2.2 可变分区存储管理66

3.2.3 伙伴系统70

3.3 页式存储管理71

3.3.1 实分页式存储管理71

3.3.2 虚拟页式存储管理76

3.4 段式存储管理82

3.4.1 实分段式存储管理82

3.4.2 虚拟段式存储管理85

3.5 段页式存储管理88

综合练习题三88

第4章 文件管理92

4.1 文件系统概述92

4.1.1 基本概念93

4.1.2 文件分类94

4.1.3 文件的逻辑结构及文件的存取方式95

4.1.4 文件操作98

4.2 文件目录99

4.2.1 目录内容100

4.2.2 目录结构100

4.2.3 目录检索技术104

4.2.4 目录操作105

4.3.1 文件的实现106

4.3 文件系统的实现106

4.3.2 目录的实现110

4.3.3 文件共享的实现111

4.3.4 磁盘空间管理113

4.3.5 文件系统的一致性117

综合练习题四120

第5章 操作系统安全性124

5.1 安全性概述124

5.2 影响系统安全性的因素125

5.3 实现系统安全性的基本技术126

5.3.1 认证机制126

5.3.2 授权机制131

5.3.3 备份、转储与恢复机制134

5.3.4 加密机制136

5.3.5 审计机制141

5.3.6 防火墙机制141

5.3.7 反病毒机制145

5.4 安全性的设计原则146

5.5 职业道德教育与法制建设147

综合练习题五148

第6章 设备管理150

6.1 设备管理概述150

6.1.1 设备的分类150

6.1.2 设备管理的目标151

6.1.3 设备管理的功能151

6.1.4 设备管理结构152

6.1.5 设备控制器和I/O通道152

6.2 I/O控制方式152

6.2.1 程序直接控制方式153

6.2.2 中断控制方式153

6.2.3 DMA控制方式153

6.2.4 通道控制方式154

6.3.1 中断的基本概念156

6.3 中断技术156

6.3.2 中断分类与优先级157

6.3.3 中断处理过程157

6.4. 缓冲技术158

6.4.1 缓冲技术的基本思想158

6.4.2 缓冲分类159

6.5.1 设备分配的数据结构161

6.5.2 设备分配策略161

6.5 设备分配及设备的处理程序161

6.5.3 设备处理程序163

6.6 SPOOLing系统164

6.7 磁盘设备管理166

6.7.1 磁盘结构166

6.7.2 磁盘的访问时间168

6.7.3 磁盘调度算法169

6.7.4 磁盘缓存置换算法172

综合练习题六173

6.7.5 提高磁盘输入／输出速度的方法173

7.1 Windows 2000/XP的体系结构176

第7章 Windows 2000/XP操作系统176

7.1.1 核心态操作系统组件177

7.1.2 用户进程179

7.1.3 Windows 2000/XP的对象模型181

7.2 Windows 2000/XP的处理器管理182

7.2.1 Windows 2000/XP中进程的实现183

7.2.2 Windows 2000/XP中线程的实现184

7.2.3 Windows 2000/XP中线程调度186

7.2.4 Windows 2000/XP的同步与互斥机制189

7.3 Windows 2000/XP的内存管理190

7.3.1 地址转换机制190

7.3.2 Windows 2000/XP的内存分配192

7.3.3 页面调度策略195

7.3.4 物理内存管理196

7.4.2 NTFS的卷和簇197

7.4 Windows 2000/XP的文件系统197

7.4.1 Windows 2000/XP文件系统概述197

7.4.3 主控文件表198

7.4.4 NTFS的文件实现机制199

7.4.5 NTFS的目录实现机制200

7.4.6 NTFS可恢复性支持201

7.4.7 NTFS安全性支持202

7.5 Windows 2000/XP的I/O系统203

7.5.1 Windows 2000/XP I/O系统结构和组件203

7.5.2 Windows 2000/XP I/O系统的数据结构204

7.5.3 Windows 2000/XP的设备驱动程序206

综合练习题七208

第8章 Linux系统内核结构209

8.1 Linux操作系统概述209

8.1.1 Linux的起源和历史209

8.1.2 Linux的特点209

8.1.3 Linux的基本结构211

8.2 Linux用户接口及使用212

8.2.1 Linux用户接口212

8.1.4 Linux的源代码分布212

8.2.2 Linux使用操作简介214

8.3 Linux进程管理217

8.3.1 Linux的进程217

8.3.2 Linux的进程控制块218

8.3.3 Linux的进程状态220

8.3.4 Linux的进程调度222

8.3.5 Linux的进程间通信与同步223

8.4 Linux虚拟内存管理232

8.4.1 Linux虚拟内存管理概述232

8.4.2 Linux进程的虚拟地址空间233

8.4.3 Linux物理内存空间的管理235

8.4.4 用户态内存的申请与释放236

8.4.6 交换空间、页面换入和换出237

8.4.5 内存的共享和保护237

8.4.7 缓冲机制239

8.5 Linux文件管理240

8.5.1 Linux文件系统概述240

8.5.2 Linux文件系统安装240

8.5.3 Linux虚拟文件系统242

8.5.4 Linux文件系统的缓冲机制246

8.5.5 Linux的主要文件操作248

8.5.6 Linux的EXT2及EXT3文件系统251

8.6 Linux设备管理254

8.6.1 Linux设备管理概述254

8.6.2 Linux硬盘管理255

8.6.3 Linux网络设备256

8.6.4 Linux设备驱动程序257

综合练习题八257

模拟试题1259

附录1 模拟试题259

模拟试题2262

附录2 操作系统实验265

附2.1 使用级实验265

实验1 安装Linux操作系统265

实验2 安装Windows 2000操作系统266

实验3 Linux系统的用户接口和编程界面实验266

附2.2 系统行为观察级实验267

实验4 观察Linux进程的异步并发执行267

实验5 Linux进程间的通信267

实验6 观察内存分配结果267

实验7 观察内存使用情况268

附2.3 系统管理级实验268

实验8 在Linux中使用优盘268

实验9 使用Windows 2000的注册表屏蔽桌面上的“回收站”268

实验11 跟踪系统查找文件过程269

实验10 分析Linux进程调度程序269

附2.4 源代码阅读级实验269

附2.5 实现级实验270

实验12 进程调度模拟程序设计270

实验13 页面置换模拟程序设计270

实验14 文件系统模拟设计271

附录3 习题参考答案与提示273

综合练习题一273

综合练习题二274

综合练习题三278

综合练习题四281

综合练习题五284

综合练习题六285

综合练习题七287

综合练习题八288

模拟试题1289

模拟试题2290

参考文献293