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第1章　操作系统概论1

1.1　操作系统的形成与发展1

1.2　操作系统的基本概念2

1.2.1　计算机系统的层次结构2

1.2.2　计算机的软件3

1.2.3　计算机系统视图3

1.2.4　操作系统的定义4

1.2.5　操作系统的特性6

1.3　操作系统的功能8

1.3.1　处理器管理8

1.3.2　存储管理9

1.3.3　文件管理9

1.3.4　作业管理10

1.3.5　设备管理10

1.4　操作系统的分类11

1.4.1　多道批处理操作系统11

1.4.2　分时操作系统11

1.4.3　实时操作系统12

1.4.4　个人计算机操作系统13

1.4.5　网络操作系统13

1.4.6　分布式操作系统15

1.5　现代主流操作系统简介15

1.5.1　DOS与Windows操作系统15

1.5.2　UNIX操作系统16

1.5.3　Linux操作系统18

1.6　习题22

第2章　操作系统的硬件环境23

2.1　中央处理器23

2.1.1　CPU的构成与基本工作方式23

2.1.2　特权指令和非特权指令25

2.1.3　处理器的状态25

2.1.4　程序状态字26

2.2　存储系统27

2.2.1　存储器的类型28

2.2.2　存储器的层次结构28

2.2.3　存储分块29

2.2.4　存储保护30

2.3　缓冲技术30

2.4　中断技术32

2.4.1　中断的概念32

2.4.2　中断系统34

2.4.3　中断逻辑与中断寄存器35

2.4.4　多级中断和中断屏蔽35

2.4.5　中断响应36

2.4.6　中断处理36

2.5　I/O端口技术39

2.5.1　程序控制I/O技术40

2.5.2　中断驱动I/O技术40

2.5.3　DMA技术40

2.5.4　通道技术41

2.6　时钟42

2.7　习题42

第3章　用户接口与作业管理43

3.1　用户接口概述43

3.1.1　程序的启动与结束43

3.1.2　用户与操作系统接口44

3.1.3　作业的基本概念44

3.2　批处理系统的作业管理46

3.2.1　批处理作业控制语言与作业说明书46

3.2.2　作业控制块与作业表47

3.2.3　批处理作业的状态及转换47

3.2.4　作业的建立49

3.2.5　批处理作业的调度50

3.2.6　批处理作业的控制55

3.2.7　Spooling系统55

3.3　交互式系统的作业管理56

3.3.1　命令驱动方式56

3.3.2　窗口系统与菜单驱动方式57

3.3.3　命令文件方式58

3.4　系统调用58

3.4.1　系统调用的定义58

3.4.2　系统调用的分类59

3.4.3　系统调用的处理过程61

3.5　习题62

第4章　进程管理63

4.1　多道程序设计63

4.1.1　程序的顺序执行63

4.1.2　多道程序设计64

4.1.3　程序的并发执行69

4.2　进程70

4.2.1　进程的概念70

4.2.2　进程的特性71

4.2.3　进程的状态及其状态转换72

4.2.4　进程控制块75

4.2.5　进程控制78

4.3　进程同步与互斥80

4.3.1　与时间有关的错误81

4.3.2　进程间的相互作用81

4.3.3　进程同步机制——信号灯与P、V操作84

4.3.4　经典进程同步与互斥问题分析87

4.4　进程间的通信91

4.4.1　进程通信的模式91

4.4.2　消息机制92

4.4.3　管道通信95

4.5　进程调度96

4.5.1　进程调度的主要功能96

4.5.2　进程调度的时机97

4.5.3　进程调度的算法97

4.6　线程的基本概念99

4.6.1　线程99

4.6.2　线程与进程的比较101

4.6.3　线程实现机制102

4.7　死锁问题103

4.7.1　死锁的基本概念103

4.7.2　死锁预防105

4.7.3　死锁避免107

4.7.4　死锁检测与解除112

4.7.5　资源分配图115

4.8　Windows 2000的进程管理117

4.8.1　Windows 2000的进程管理118

4.8.2　Windows 2000的线程调度120

4.9　习题124

第5章　存储管理126

5.1　存储管理功能126

5.1.1　存储体系126

5.1.2　存储管理的目的和任务127

5.1.3　单用户存储管理方案130

5.2　内存划分与分配技术130

5.2.1　静态划分130

5.2.2　动态划分132

5.3　存储管理方式135

5.3.1　页式存储管理135

5.3.2　段式存储管理140

5.3.3　段页式存储管理143

5.4　交换技术145

5.5　虚拟存储系统147

5.5.1　虚拟存储技术147

5.5.2　虚拟页式存储管理148

5.5.3　虚拟段式存储管理153

5.6　Windows 2000的存储管理155

5.6.1　地址空间的布局155

5.6.2　地址转换机制155

5.6.3　Windows 2000的内存分配技术157

5.6.4　Windows 2000的页面调度策略158

5.6.5　Windows 2000的高速缓存管理158

5.7　习题159

第6章　设备管理161

6.1　设备管理概述161

6.1.1　设备管理的主要功能161

6.1.2　设备管理的分层模型164

6.1.3　设备管理的工作流程164

6.2　设备的类型165

6.2.1　输入／输出设备与存储类型设备165

6.2.2　块型设备与字符型设备166

6.2.3　独占型设备与共享型设备166

6.3　通道技术166

6.3.1　多通路配置166

6.3.2　通道的类型167

6.3.3　通道程序168

6.3.4　CPU与通道间的通信170

6.4　设备驱动程序171

6.4.1　设备驱动程序的功能171

6.4.2　设备驱动程序的特性171

6.4.3　设备驱动程序的结构171

6.4.4　设备驱动程序层的内部策略172

6.5　设备的分配与去配173

6.5.1　相关数据结构173

6.5.2　设备分配与去配算法173

6.5.3　独占型设备的分配174

6.5.4　共享型设备的分配175

6.6　虚拟设备与Spooling系统175

6.6.1　虚拟设备的引入175

6.6.2　虚拟设备的实现176

6.6.3　Spooling系统177

6.7 Windows 2000的设备管理178

6.7.1　Windows 2000 I/O设计目标178

6.7.2　Windows 2000 I/O系统结构和模型179

6.7.3　Windows 2000设备驱动程序180

6.7.4　Windows 2000 I/O处理183

6.8　习题186

第7章　文件系统187

7.1　文件系统概述187

7.1.1　文件的概念188

7.1.2　文件系统188

7.1.3　文件分类189

7.2　文件的逻辑组织与访问191

7.2.1　文件的逻辑结构191

7.2.2　文件的访问方式192

7.3　文件的物理组织193

7.3.1　顺序结构193

7.3.2　链接结构194

7.3.3　索引结构195

7.3.4　i节点197

7.3.5　文件结构、存储设备与存取方式之间的关系197

7.4　文件目录198

7.4.1　文件目录的组成198

7.4.2　多级目录的结构199

7.4.3　文件目录的检索201

7.5　文件系统的实现203

7.5.1　文件存储空间的管理203

7.5.2　文件寻址206

7.5.3　实现文件的表目207

7.6　文件的共享208

7.6.1　文件共享的控制208

7.6.2　文件共享的实现210

7.7　文件的存取控制211

7.7.1　文件存取控制法212

7.7.2　安全性管理215

7.8　文件系统和用户间的接口216

7.8.1　文件的创建和删除216

7.8.2　文件的打开和关闭216

7.8.3　文件的读写操作217

7.9　Windows 2000的文件系统218

7.9.1　文件分配表218

7.9.2　NTFS文件系统219

7.9.3　NTFS磁盘结构221

7.9.4　NTFS文件的可靠性223

7.9.5　NTFS安全性支持223

7.10　习题224

第8章　网络操作系统226

8.1 网络概述226

8.2　网络技术的发展227

8.3　网络结构简介227

8.3.1　网络的拓扑结构227

8.3.2　局域网、城域网、广域网和互联网的分类230

8.3.3　广播式网络与点对点式网络230

8.4　网络层次结构231

8.4.1　ISO结构231

8.4.2　TCP/IP模型233

8.5　IP地址简介233

8.5.1　IP地址的定义233

8.5.2　IP地址的结构234

8.5.3　IP地址的类型234

8.5.4　子网及其划分237

8.5.5　子网掩码237

8.5.6　计算子网地址及主机地址238

8.6　网络操作系统简介238

8.6.1　常见的网络操作系统238

8.6.2　网络操作系统的特点239

8.6.3　网络操作系统的功能239

8.6.4　网络操作系统的分类240

8.7　Windows 2000的网络服务240

8.7.1　DNS域名解析服务241

8.7.2　DHCP动态主机IP地址配置协议241

8.7.3　RAS远程访问服务242

8.7.4　VPN隧道技术242

8.7.5　RADIUS技术243

8.8　习题243

第9章　操作系统的安全性244

9.1　计算机系统的安全性245

9.1.1　计算机系统安全的脆弱性245

9.1.2　计算机系统的安全性246

9.1.3　计算机安全级别分类247

9.2　访问控制策略250

9.2.1　安全策略250

9.2.2　基于身份的身份安全策略251

9.2.3　基于规则的安全策略252

9.3　操作系统运行的安全与保护252

9.3.1　保护域253

9.3.2　存取矩阵254

9.3.3　存取矩阵的实现255

9.3.4　保护模型256

9.3.5　内存的保护256

9.4　防火墙技术的特点257

9.4.1　防火墙257

9.4.2　防火墙的分类260

9.5　安全防范与实施270

9.5.1　恶意威胁270

9.5.2　监控和审计日志272

9.5.3　加密技术273

9.5.4　备份274

9.5.5　Windows操作系统的维护275

9.6　习题276

附录277

附录A　Windows多操作系统的安装与卸载277

附录B　基于Ghost备份软件的计算机系统恢复287

参考文献293