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第1章　操作系统概论1

1.1　操作系统的作用1

1.1.1　硬件系统和应用程序间的界面1

目录1

1.1.2　资源管理者2

1.1.3　推动操作系统发展的因素3

1.2.1 串行处理系统4

1.2.2　简单批处理系统4

1.2　操作系统的演变4

1.2.3　多道程序批处理系统7

1.2.4　分时系统9

1.2.5　实时系统11

1.3　操作系统的主要成就12

1.3.1 进程12

1.3.2　存储管理15

1.3.3　信息保护和安全性16

1.3.4　调度和资源管理17

1.3.5 系统结构18

1.4　操作系统举例20

1.4.1 Windows NT20

1.4.2　UNIX System V23

1.4.3　MVS24

1.5　操作系统的主要研究课题28

小结28

习题28

2.1　进程状态30

第2章　进程描述与控制30

2.1.1　进程产生和终止32

2.1.2　进程状态模型34

2.1.3　进程挂起38

2.2　进程描述42

2.2.1　操作系统控制结构43

2.2.2　进程控制结构44

2.2.3　进程属性44

2.3.2　进程创建47

2.3.1　执行模式47

2.3　进程控制47

2.3.3　进程切换48

2.3.4　上下文切换49

2.3.5　操作系统的运行49

2.3.6　微核51

2.4　线程和SMP51

2.4.1　线程及其管理51

2.4.2　多线程的实现53

2.4.4　SMP55

2.4.3　进程与线程的关系55

2.5　系统举例57

2.5.1 UNIX System V57

2.5.2　Windows NT60

2.5.3　MVS65

2.5.4 Linux67

小结69

习题69

第3章 并发控制——互斥与同步72

3.1　并发原理73

3.1.1　进程间的相互作用75

3.1.2　进程间的相互竞争76

3.1.3　进程间的相互合作78

3.1.4　互斥的要求79

3.2　互斥——软件解决方法79

3.2.1　Dekker算法79

3.2.2　Peterson算法83

3.3.1 禁止中断84

3.3　互斥——硬件解决方法84

3.3.2　使用机器指令85

3.4　信号量87

3.4.1　用信号量解决互斥问题89

3.4.2　用信号量解决生产者／消费者问题90

3.4.3　信号量的实现94

3.4.4　用信号量解决理发店问题94

3.5　管程98

3.5.1　带信号量的管程98

3.5.2　用管程解决生产者／消费者问题100

3.6　消息传递101

3.6.1　消息传递原语101

3.6.2　用消息传递实现同步102

3.6.3 寻址方式103

3.6.4　消息格式104

3.6.5　排队规则104

3.6.6　用消息传递实现互斥104

3.7.1　读者优先106

3.7　读者／写者问题106

3.7.2　写者优先107

3.8　系统举例110

3.8.1　UNIX System V110

3.8.2　Windows NT112

3.8.3　MVS113

小结115

习题115

4.1.1　可重用资源118

4.1　死锁问题概述118

第4章　死锁处理118

4.1.2　消耗型资源119

4.1.3　产生死锁的条件121

4.2　死锁处理121

4.2.1　死锁预防121

4.2.2　死锁避免122

4.2.3　死锁检测126

4.2.4　死锁恢复127

4.2.5　处理死锁的综合方法128

4.3　哲学家用餐问题129

小结130

习题130

第5章　内存管理132

5.1　概述132

5.1.1　基本概念132

5.1.2　虚拟存储器134

5.1.3　重定位135

5.2.1　分区法137

5.2　存储管理的基本技术137

5.2.2　可重定位分区法139

5.2.3　覆盖技术141

5.2.4　交换技术142

5.3　分页存储管理143

5.3.1　基本概念143

5.3.2　纯分页系统146

5.3.3　请求式分页系统148

5.3.4　硬件支持及缺页处理148

5.3.5　页的共享和保护150

5.4　分段存储管理151

5.4.1　基本概念151

5.4.2　基本原理152

5.4.3　硬件支持和缺段处理152

5.4.4　段的共享和保护154

5.5　段页式存储管理156

5.5.1　基本概念156

5.5.2　地址转换157

5.6　虚拟内存的置换算法158

5.5.3　管理算法158

5.6.1　先进先出页面置换算法159

5.6.2　最佳页面置换算法159

5.6.3　最近最少使用页面置换算法160

5.6.4　第2次机会页面置换算法161

5.6.5　时钟页面置换算法161

5.6.6　其他页面置换算法162

5.7 系统举例163

5.7.1　UNIX系统中的存储管理技术163

5.7.2　Linux系统中的存储管理技术167

小结168

习题169

第6章　处理机调度170

6.1　调度类型170

6.1.1　长程调度172

6.1.2 中程调度172

6.1.3　短程调度172

6.2.1　短程调度标准173

6.2　调度算法173

6.2.2　优先权的使用174

6.2.3　调度策略175

6.2.4　性能比较183

6.2.5　模拟模型185

6.2.6　公平分享调度策略186

6.3　多处理机调度188

6.3.1　粒度189

6.3.2　设计要点190

6.3.3　调度策略191

6.4　实时调度196

6.4.1　实时操作系统的特性196

6.4.2　实时调度199

6.4.3　期限调度200

6.4.4　比率单调调度203

6.5　响应时间205

6.6.1　UNIX System V206

6.6　系统举例206

6.6.2　Windows NT207

6.6.3　MVS209

小结210

习题210

第7章　I/O设备管理213

7.1　I/O系统硬件213

7.1.1　I/O设备213

7.1.2　设备控制器214

7.1.3　I/O技术216

7.2　I/O软件222

7.2.1　中断处理程序222

7.2.2　设备驱动程序223

7.2.3　与设备无关的I/O软件224

7.2.4　用户空间的I/O软件226

7.2.5　缓冲技术227

7.3　磁盘调度232

7.3.1　调度策略232

7.3.2　磁盘高速缓存236

7.4　系统举例238

7.4.1 UNIX System V238

7.4.2　Windows NTI/O分析240

小结244

习题245

第8章　文件管理247

8.1　文件与文件系统247

8.1.1　文件及其分类247

8.1.2　文件系统及其功能249

8.2　文件的结构及其存取方式250

8.2.1　文件的逻辑结构及其存取方式250

8.2.2　文件的物理结构及其存储设备252

8.3　文件管理258

8.3.1　文件目录结构258

8.3.2　文件目录管理264

8.4　文件存储空间的分配与管理265

8.4.1　文件存储空间的分配265

8.4.2　磁盘空间管理267

8.5.1 PE可移动执行的文件格式270

8.5　系统举例——Windows NT270

8.5.2 PE文件首部272

8.5.3　块表数据结构及辅助信息块275

小结277

习题277

9.1　客户／服务器模式278

9.1.1　客户／服务器模式的概念278

第9章　分布计算278

9.1.2　客户／服务器模式的应用280

9.1.3 中间件283

9.2　分布式消息传递285

9.2.1　分布式消息传递的方法285

9.2.2　分布式消息传递的可靠性286

9.3　远程过程调用286

小结288

习题289

10.1　进程迁移290

10.1.1　进程迁移的原因290

第10章　分布式进程管理290

10.1.2　进程迁移的机制291

10.1.3　进程迁移的协商293

10.1.4　进程驱逐294

10.1.5　抢占及非抢占进程的迁移295

10.2　分布式全局状态295

10.2.1　全局状态及分布式快照295

10.2.2　分布式快照算法297

10.3.1　分布式互斥问题299

10.3　分布式进程管理——互斥299

10.3.2　分布式系统的事件定序——时戳方法301

10.3.3　分布式互斥算法302

10.4　分布式死锁处理306

10.4.1　资源分配中的死锁307

10.4.2　死锁预防307

10.4.3　死锁避免309

10.4.4　死锁检测309

10.4.5　消息通信中的死锁312

小结314

习题315

第11章　操作系统的安全性316

11.1　安全性概述316

11.1.1　安全性的内涵316

11.1.2　操作系统的安全性317

11.1.3　操作系统的安全性级别320

11.2　安全保护机制321

11.2.1　进程支持321

11.2.2　内存及地址保护322

11.2.3　存取控制325

11.2.4　文件保护329

11.2.5　用户身份鉴别331

11.3　病毒及其防御334

11.3.1　病毒概述334

11.3.2　病毒的防御机制335

11.3.3　特洛伊木马程序及其防御336

11.4　加密技术337

11.4.1　传统加密方法337

11.4.2　公开密钥加密方法338

11.4.3　密钥的管理339

11.5　安全操作系统的设计341

11.5.1　安全模型342

11.5.2　安全操作系统的设计策略344

11.6　系统举例——Windows2000的安全性分析348

小结350

习题351

第12章 网格操作系统的一个雏形——Globus353

12.1.1　网格的特点355

12.1 网格简介355

12.1.2　网格的体系结构356

12.1.3　网格技术361

12.2　Globus初探362

12.2.1　Globus工具包363

12.2.2　Globus与5层沙漏模型369

12.2.3　Globus与OGSA模型370

小结372

习题373

13.1.1 MINIX的组成结构374

第13章　一个小型操作系统的实现374

13.1　MINIX概述374

13.1.2 头文件377

13.2　进程379

13.2.1　概述379

13.2.2　具体实现381

13.3　I/O任务387

13.3.1　I/O任务概述387

13.3.2　设备驱动程序的实现389

13.4.1　内存管理概述393

13.4　内存管理393

13.4.2　实现396

13.5　文件系统400

13.5.1　文件系统概述400

13.5.2　实现403

小结407

习题408

词汇索引409