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第1章 绪论1

1.1操作系统概述1

1.1.1计算机系统的组成1

1.1.2计算机系统的层次结构3

1.1.3操作系统的定义和目标3

1.1.4操作系统的作用5

1.2操作系统的形成和发展6

1.2.1人工操作阶段6

1.2.2单道批处理系统7

1.2.3多道程序设计与操作系统的形成8

1.2.4操作系统的分类11

1.3操作系统的发展现状15

1.3.1 Windows操作系统15

1.3.2 Linux操作系统17

1.3.3并行操作系统19

1.3.4网络操作系统19

1.3.5分布式操作系统20

1.3.6嵌入式操作系统21

1.4操作系统的特性22

1.4.1并发性22

1.4.2共享性23

1.4.3异步性23

1.4.4虚拟性24

1.5操作系统的功能24

1.5.1处理机管理24

1.5.2存储管理25

1.5.3设备管理26

1.5.4文件管理27

1.5.5用户接口27

本章小结28

习题29

第2章 进程与线程32

2.1进程的概念32

2.1.1进程的引入32

2.1.2进程的定义34

2.1.3进程状态36

2.1.4进程控制块38

2.1.5进程控制39

2.2线程41

2.2.1概述42

2.2.2线程与进程的关系42

2.2.3线程的状态43

2.2.4多线程的实现43

2.3进程同步44

2.3.1临界资源和临界区45

2.3.2同步与互斥的概念46

2.3.3信号量47

2.4经典同步问题50

2.4.1生产者—消费者问题50

2.4.2读者—写者问题52

2.4.3哲学家就餐问题53

2.5进程通信54

2.5.1共享存储器通信机制54

2.5.2消息传递机制55

2.5.3管道通信机制58

本章小结59

习题59

第3章 调度和死锁64

3.1调度的层次64

3.1.1高级调度64

3.1.2低级调度67

3.1.3中级调度70

3.2调度模型和调度准则70

3.2.1调度模型70

3.2.2选择调度算法的原则71

3.3调度算法73

3.3.1先来先服务调度算法73

3.3.2短作业（进程）优先调度算法74

3.3.3高优先权优先调度算法75

3.3.4高响应比优先调度算法76

3.3.5时间片轮转调度算法77

3.3.6多级反馈队列调度算法79

3.4死锁的基本概念80

3.4.1产生死锁的原因81

3.4.2产生死锁的必要条件82

3.4.3资源分配图83

3.4.4处理死锁的方法84

3.5预防死锁85

3.5.1破坏“请求和保持”条件85

3.5.2破坏“不剥夺”条件86

3.5.3破坏“环路等待”条件86

3.6避免死锁87

3.6.1安全状态87

3.6.2银行家算法88

3.7死锁的检测和解除92

3.7.1死锁的检测92

3.7.2死锁的解除93

本章小结94

习题95

第4章 存储管理99

4.1存储器体系99

4.1.1存储器的层次99

4.1.2存储器的分类100

4.2地址转换101

4.2.1编译和链接101

4.2.2程序的装入102

4.3连续内存分配104

4.3.1单一连续分配104

4.3.2固定分区分配105

4.3.3动态分区分配106

4.4分页存储管理114

4.4.1基本思想114

4.4.2地址变换机构116

4.4.3快表117

4.4.4多级页表118

4.5分段存储管理119

4.5.1分段存储的引入120

4.5.2分段系统的基本原理120

4.5.3分页和分段的主要区别122

4.6段页式存储管理122

4.6.1基本原理122

4.6.2地址变换过程123

4.7虚拟存储器124

4.7.1虚拟存储器的引入125

4.7.2虚拟存储器的实现方法126

4.8请求分页存储管理127

4.8.1请求分页存储管理的硬件支持127

4.8.2页面分配策略131

4.8.3调页策略132

4.9页面置换算法132

4.9.1先进先出置换算法133

4.9.2最佳置换算法134

4.9.3最近最久未使用算法135

4.9.4 Clock置换算法136

4.9.5综合实例138

4.10请求分段存储管理139

4.10.1请求分段中的硬件支持139

4.10.2分段共享与保护140

本章小结143

习题144

第5章 设备管理148

5.1 I/O硬件148

5.1.1 I/O设备的分类148

5.1.2设备控制器149

5.1.3 I/O控制方式150

5.2 I/O软件155

5.2.1中断处理程序155

5.2.2 I/O设备驱动程序157

5.2.3设备独立性软件158

5.2.4用户空间的I/O罗件160

5.3缓冲管理161

5.3.1单缓冲和双缓冲161

5.3.2循环缓冲162

5.3.3缓冲池162

5.4设备分配164

5.4.1设备分配的数据结构164

5.4.2设备分配原则165

5.4.3设备分配166

5.5虚拟设备168

5.5.1虚拟设备的引入168

5.5.2 SPOOLing的设计与实现169

5.5.3共享打印机170

5.6磁盘存储器的管理170

5.6.1存储设备的物理结构170

5.6.2磁盘调度172

5.6.3磁盘高速缓存175

5.6.4提高磁盘I/O速度的其他方法176

5.6.5独立磁盘冗余阵列177

本章小结178

习题179

第6章 文件管理181

6.1文件和文件系统181

6.1.1文件、记录和数据项181

6.1.2文件的分类183

6.1.3文件系统184

6.1.4文件操作185

6.2文件的逻辑结构与存取方法186

6.2.1文件的逻辑结构186

6.2.2存取方法187

6.3文件的物理结构190

6.3.1连续分配190

6.3.2链接分配191

6.3.3索引分配193

6.4目录管理195

6.4.1文件控制块和索引节点195

6.4.2 目录结构196

6.5文件存储空间的管理199

6.5.1空闲链表法199

6.5.2位示图法201

6.6文件共享与文件保护202

6.6.1文件共享202

6.6.2文件保护203

本章小结205

习题206

第7章系统安全208

7.1概述208

7.1.1系统安全属性208

7.1.2系统安全的威胁209

7.1.3操作系统存在的安全问题210

7.2加密技术211

7.2.1数据加密的基本概念211

7.2.2对称加密算法与非对称加密算法212

7.2.3数字签名和数字证书215

7.3认证技术216

7.3.1基于口令的身份认证技术216

7.3.2基于对称密码的认证技术219

7.3.3基于公钥密码的认证技术221

7.3.4基于物理标志的认证技术223

7.3.5基于生物标志的认证技术224

7.4访问控制226

7.4.1访问控制的基本概念226

7.4.2访问控制的基本原则227

7.4.3基于角色的访问控制227

7.5计算机病毒231

7.5.1计算机病毒的基本概念231

7.5.2计算机病毒的类型233

7.5.3病毒的预防与检测234

本章小结236

习题237

参考答案239

参考文献252