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第1章 导论1

1.1 操作系统概述1

1.1.1 操作系统的概念2

1.1.2 操作系统的目标2

1.1.3 操作系统的作用3

1.1.4 研究操作系统的几种观点4

1.2 操作系统的发展历史5

1.2.1 推动操作系统发展的动力5

1.2.2 操作系统的历史演变6

1.2.3 操作系统的主要成就11

1.2.4 现代操作系统类型12

1.3 操作系统的特征和功能15

1.3.1 操作系统的特征15

1.3.2 操作系统的功能17

1.4 UNIX操作系统概述18

1.4.1 UNIX的历史18

1.4.2 UNIX的特点19

1.4.3 UNIX的体系结构20

1.4.4 UNIX的用户界面20

小结21

实训1 安装Windows 722

实训2 Windows 7系统管理23

本章习题25

第2章 操作系统结构27

2.1 操作系统服务27

2.1.1 操作系统的用户接口28

2.1.2 操作系统的程序接口29

2.2 操作系统的设计与实现32

2.2.1 设计目标32

2.2.2 设计过程32

2.2.3 设计的实现33

2.3 操作系统结构概述33

2.3.1 计算机系统组织33

2.3.2 计算机系统体系结构34

2.3.3 常见的操作系统结构35

小结38

本章习题38

第3章 进程管理40

3.1 进程的基本概念40

3.1.1 进程的引入40

3.1.2 进程的定义与特征41

3.1.3 进程的状态及其转换42

3.1.4 进程的组成44

3.1.5 进程控制块45

3.2 进程控制46

3.2.1 进程的创建47

3.2.2 生程的终止48

3.2.3 进程的阻塞与唤醒48

3.2.4 进程的挂起与激活49

3.3 进程同步49

3.3.1 进程同步的基本概念50

3.3.2 进程同步机制51

3.3.3 锁机制52

3.4 信号量机制52

3.4.1 信号量机制定义53

3.4.2 信号量机制实现互斥55

3.4.3 信号量机制实现同步56

3.4.4 信号量机制实现资源分配56

3.5 用信号量机制解决经典进程同步问题58

3.5.1 生产者-消费者问题58

3.5.2 读者-写者问题58

3.5.3 哲学家进餐问题59

3.6 管程机制60

3.6.1 管程的基本概念61

3.6.2 利用管程解决“生产者-消费者问题”61

3.7 进程通信62

3.7.1 进程通信的类型63

3.7.2 消息传递通信63

3.8 线程66

3.8.1 线程的基本概念67

3.8.2 线程间的同步和通信68

3.8.3 线程的实现69

3.9 UNIX的进程管理70

3.9.1 UNIX进程描述70

3.9.2 UNIX进程状态及其转换71

3.9.3 UNIX进程控制72

3.9.4 UNIX进程的同步与通信73

小结74

实训3 Windows 7任务管理器的进程管理75

本章习题76

第4章 处理机调度与死锁80

4.1 处理机调度的基本概念80

4.1.1 处理机调度的层次80

4.1.2 调度队列模型81

4.1.3 调度性能的评价准则83

4.2 作业调度84

4.2.1 作业的概念84

4.2.2 作业状态及转换85

4.2.3 作业调度86

4.2.4 作业调度算法87

4.3 进程调度90

4.3.1 进程调度的功能90

4.3.2 进程调度的时机90

4.3.3 进程调度性能评价91

4.3.4 进程调度算法91

4.4 死锁95

4.4.1 产生死锁的原因95

4.4.2 产生死锁的必要条件96

4.4.3 处理死锁的基本方法96

4.4.4 预防死锁97

4.5 资源分配图与死锁定理98

4.5.1 资源分配图98

4.5.2 死锁定理98

4.6 避免死锁99

4.6.1 系统资源的分配状态100

4.6.2 单种资源的银行家算法100

4.6.3 多种资源的银行家算法102

4.7 死锁的检测与恢复103

4.7.1 死锁的检测时机104

4.7.2 死锁的检测方法104

4.7.3 死锁的解除105

4.7.4 处理死锁的综合方法106

4.8 UNIX的进程调度106

小结108

本章习题108

第5章 存储器管理111

5.1 存储器管理概述111

5.1.1 存储器的层次112

5.1.2 存储管理的目的112

5.1.3 存储管理的功能112

5.2 分区存储管理115

5.2.1 单一连续分区存储管理115

5.2.2 固定分区存储管理117

5.2.3 可变分区存储管理119

5.3 分页式存储管理125

5.3.1 分页式存储管理的基本思想125

5.3.2 地址转换与存储保护127

5.3.3 内存块的组织与管理130

5.3.4 分页式存储管理的特点与缺点131

5.4 分段式存储管理132

5.4.1 分段存储管理方式的引入132

5.4.2 分段存储管理的基本思想133

5.4.3 段的共享134

5.4.4 分页与分段的比较134

5.4.5 段页式存储管理方式135

5.5 虚拟存储器的概念136

5.5.1 虚拟存储器的引入137

5.5.2 虚拟存储器的实现138

5.6 请求分页式存储管理139

5.6.1 请求分页式存储管理的基本思想139

5.6.2 缺页中断与地址变换140

5.6.3 页面淘汰算法142

5.6.4 请求分页式存储管理的优缺点146

5.7 请求分段式存储管理147

5.7.1 请求分段的实现147

5.7.2 段的共享与保护149

5.7.3 请求段页式存储管理150

5.8 UNIX的存储管理150

5.8.1 交换151

5.8.2 请求分页152

5.8.3 换页进程154

小结155

实训4 提高Windows 7的内存性能155

本章习题156

第6章 设备管理159

6.1 概述159

6.1.1 设备管理的目标和功能160

6.1.2 计算机设备的分类160

6.1.3 I/0系统的组成162

6.2 I/0的处理步骤166

6.2.1 I/0系统的层次结构166

6.2.2 I/0中断处理程序166

6.2.3 设备驱动程序167

6.2.4 I/0管理程序167

6.3 设备的分配与调度算法168

6.3.1 管理设备时的数据结构169

6.3.2 独享设备的分配169

6.3.3 共享磁盘的调度171

6.4 数据传输的方式176

6.4.1 程序循环测试方式176

6.4.2 中断驱动I/0控制方式177

6.4.3 直接存储器存取（DMA）方式179

6.4.4 通道方式180

6.5 设备管理中的若干技术181

6.5.1 I/0缓冲技术181

6.5.2 虚拟设备与Spooling技术184

6.6 UNIX的设备管理186

6.6.1 字符设备缓冲区管理186

6.6.2 块设备缓冲区管理188

小结190

本章习题191

第7章 文件管理193

7.1 文件管理概述193

7.1.1 文件系统的引入193

7.1.2 文件及其分类194

7.1.3 文件系统196

7.2 文件的结构199

7.2.1 文件的逻辑结构与存取方法199

7.2.2 文件的物理结构与存储设备201

7.3 文件管理与目录结构204

7.3.1 文件控制块与索引结点205

7.3.2 文件目录结构206

7.3.3 “按名存取”的实现208

7.4 文件存储空间的管理209

7.4.1 位示图法210

7.4.2 空闲区表法210

7.4.3 空闲链表法211

7.5 文件的共享与保护212

7.5.1 文件的共享212

7.5.2 文件的保护和保密213

7.6 UNIX的文件管理215

7.6.1 UNIX文件系统概述215

7.6.2 文件的物理结构216

7.6.3 索引结点的管理217

7.6.4 文件存储空间的管理218

7.6.5 目录管理219

小结220

实训5 优化Windows 7磁盘子系统220

本章习题222

第8章 操作系统的保护与安全224

8.1 引言224

8.1.1 系统安全性的内容和性质225

8.1.2 对系统安全威胁的类型226

8.1.3 对各类资源的威胁227

8.1.4 信息技术安全评价公共准则229

8.2 操作系统的安全机制231

8.2.1 标识与鉴别231

8.2.2 可信路径231

8.2.3 最小特权管理232

8.2.4 访问控制233

8.2.5 隐蔽通道检测与控制235

8.2.6 安全审计236

8.3 数据加密技术236

8.3.1 数据加密技术概述236

8.3.2 数字签名和数字证明书238

8.3.3 网络加密技术240

8.4 认证技术240

8.4.1 基于口令的身份认证技术240

8.4.2 基于物理标志的认证技术242

8.4.3 基于公开密钥的认证技术243

8.5 防火墙技术244

8.5.1 包过滤防火墙244

8.5.2 代理服务技术245

8.5.3 规则检查防火墙247

8.6 安全操作系统的设计与实现248

8.6.1 操作系统安全设计原理248

8.6.2 安全策略249

8.6.3 安全模型251

8.6.4 安全体系结构253

小结255

实训6 Windows 7操作系统的安全机制255

本章习题257

第9章 典型操作系统介绍259

9.1 网络操作系统259

9.1.1 网络操作系统概述259

9.1.2 网络操作系统的功能261

9.1.3 网络操作系统提供的服务263

9.2 分布式操作系统264

9.2.1 分布式系统概述264

9.2.2 分布式进程通信265

9.2.3 分布式资源管理266

9.2.4 分布式进程同步267

9.2.5 分布式系统中的死锁267

9.2.6 分布式文件系统268

9.2.7 分布式进程迁移269

9.3 嵌入式实时操作系统269

9.3.1 嵌入式系统的基本概念270

9.3.2 嵌入式操作系统271

9.3.3 μC/OS-Ⅱ简介274

小结275

本章习题275

参考文献276