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原理篇3

第1章 引言3

1.1 操作系统的概念3

1.1.1 操作系统的地位和作用3

1.1.2 操作系统的管理目标和主要功能4

1.1.3 操作系统的定义5

1.2 操作系统的历史回顾5

1.2.1 操作系统的产生5

1.2.2 操作系统的完善6

1.2.3 操作系统的发展7

1.3 操作系统的类型7

1.3.1 批处理操作系统7

1.3.2 分时操作系统8

1.3.3 实时操作系统10

1.3.4 单用户操作系统11

1.3.5 网络操作系统11

1.3.6 分布式操作系统11

1.4 操作系统的特征12

1.4.1 并发性13

1.4.2 共享性13

1.4.3 虚拟性14

1.4.4 异步性14

1.5 操作系统与用户的接口14

1.5.1 命令接口14

1.5.2 程序接口15

1.5.3 图形用户接口15

1.6 操作系统的结构15

1.6.1 整体式系统16

1.6.2 层次式系统16

1.6.3 虚拟机系统16

1.6.4 客户-服务器系统17

1.7 操作系统的硬件环境17

1.7.1 CPU与外设并行工作17

1.7.2 I/O中断的作用18

1.7.3 管态与目态18

1.7.4 存储结构19

1.7.5 存储保护19

习题119

第2章 处理机管理22

2.1 多道程序设计22

2.1.1 程序的顺序执行22

2.1.2 程序的并发执行23

2.1.3 并发程序执行的条件24

2.2 进程的描述25

2.2.1 进程的定义26

2.2.2 进程的特性及与程序的区别26

2.2.3 进程的基本状态及其转换27

2.2.4 进程控制块PCB29

2.2.5 进程的队列30

2.3 进程的控制31

2.3.1 进程控制机构32

2.3.2 进程控制原语32

2.4 进程的互斥33

2.4.1 互斥的定义34

2.4.2 互斥的软件实现方法35

2.4.3 上锁和开锁原语35

2.4.4 用上锁和开锁原语实现进程的互斥36

2.5 信号量机制37

2.5.1 信号量的概念37

2.5.2 P、V操作原语37

2.5.3 用P、V操作原语实现进程的互斥39

2.6 进程的同步41

2.6.1 同步的定义41

2 6.2 用P、V操作原语实现进程的同步42

2.7 进程的通信50

2.7.1 进程通信的定义51

2.7.2 发送和接收原语51

2.7.3 消息缓冲通信方式51

2.7.4 信箱通信方式53

2.8 死锁问题55

2.8.1 死锁的定义55

2.8.2 产生死锁的原因57

2.8.3 产生死锁的必要条件57

2.8.4 死锁的预防58

2.8.5 死锁的避免58

2.8.6 死锁的检测63

2.8.7 鸵鸟算法64

2.9 处理机调度64

2.9.1 三级调度的概念65

2.9.2 调度算法65

2.9.3 调度时机68

2.9.4 调度过程68

2.10 线程的概念69

2.10.1 线程的定义69

2.10.2 线程与进程的比较70

2.10.3 线程、进程、作业、程序之间的关联71

习题271

第3章 存储器管理76

3.1 存储管理的概念76

3.1.1 存储系统的分类76

3.1.2 物理地址和逻辑地址77

3.1.3 静态重定位和动态重定位77

3.1.4 存储管理的功能78

3.1.5 内存扩充技术79

3.1.6 存储管理的分类81

3.2 分区存储管理82

3.2.1 固定分区存储管理82

3.2.2 可变分区存储管理85

3.2.3 伙伴系统90

3.3 页式存储管理90

3.3.1 实分页式存储管理91

3.3.2 虚拟页式存储管理97

3.4 段式存储管理103

3.4.1 实分段式存储管理104

3.4.2 虚拟段式存储管理107

3.5 段页式存储管理111

习题3111

第4章 设备管理116

4.1 设备管理概述116

4.1.1 设备的分类116

4.1.2 设备管理的目标117

4.1.3 设备管理的功能117

4.1.4 设备管理结构118

4.1.5 设备控制器和I/O通道119

4.2 I/O控制方式119

4.2.1 程序直接控制方式119

4.2.2 中断控制方式120

4.2.3 DMA控制方式120

4.2.4 通道控制方式122

4.3 中断技术124

4.3.1 中断的基本概念124

4.3.2 中断分类与优先级125

4.3.3 中断处理过程126

4.4 缓冲技术126

4.4.1 缓冲技术的基本思想127

4.4.2 缓冲的分类127

4.4.3 缓冲的使用130

4.5 设备分配及设备处理130

4.5.1 设备分配的数据结构130

4.5.2 设备分配策略131

4.5.3 设备处理133

4.6 SPOOLing系统134

4.6.1 SPOOLing系统的概念134

4.6.2 SPOOLing系统的组成135

4.6.3 SPOOLing系统的优点及应用举例136

4.7 磁盘设备管理137

4.7.1 磁盘结构137

4.7.2 磁盘的访问时间139

4.7.3 磁盘调度算法141

4.7.4 磁盘缓存置换算法144

4.7.5 提高磁盘输入／输出速度的方法146

习题4147

第5章 文件管理150

5.1 文件系统概述150

5.1.1 基本概念151

5.1.2 文件分类153

5.1.3 文件结构154

5.1.4 文件存取方式157

5.1.5 文件结构与文件存取方式的联系158

5.1.6 文件操作158

5.2 文件目录160

5.2.1 目录内容160

5.2.2 目录结构161

5.2.3 目录检索技术166

5.2.4 目录操作167

5.3 文件系统的实现168

5.3.1 文件的实现168

5.3.2 目录的实现172

5.3.3 文件共享的实现174

5.3.4 磁盘空间管理176

5.3.5 文件系统的一致性181

习题5184

第6章 操作系统安全性188

6.1 安全性概述188

6.2 影响系统安全性的因素189

6.3 实现系统安全性的基本技术191

6.3.1 认证机制191

6.3.2 授权机制197

6.3.3 备份、转储与恢复机制201

6.3.4 加密机制203

6.3.5 审计机制209

6.3.6 防火墙机制209

6.3.7 反病毒机制215

6.4 安全性的设计原则216

6.5 职业道德教育与法制建设217

习题6218

实 训 篇223

第7章 实训基础223

7.1 Linux操作系统概述223

7.1.1 Linux的起源和历史223

7.1.2 Linux的特点225

7.1.3 Linux的基本结构226

7.1.4 Linux的源代码分布227

7.1.5 Linux用户接口228

7.1.6 Linux使用操作简介234

7.1.7 Linux进程通信机制241

7.1.8 Linux进程地址空间布局243

7.1.9 Linux中的内核模块244

7.1.10 添加Linux字符设备驱动程序247

7.1.11 Linux提供的网络服务示例256

7.2 Windows 2000/XP操作系统概述257

7.2.1 Windows 2000/XP的由来和特点257

7.2.2 Windows 2000/XP体系结构简介259

7.2.3 Windows 2000/XP的用户接口266

7.2.4 Windows 2000/XP的注册表270

7.2.5 Windows 2000/XP的任务管理器275

第8章 实训内容276

8.1 使用级276

8.1.1 安装Linux276

8.1.2 安装Windows XP286

8.1.3 Linux系统用户接口和编程界面286

8.1.4 Windows XP操作系统界面认识296

8.2 系统管理级297

8.2.1 在Linux中添加、删除用户及用户组297

8.2.2 在Windows XP中添加、删除用户299

8.2.3 在Linux中使用U盘302

8.2.4 屏蔽Windows XP桌面上的“回收站”303

8.2.5 停止Windows XP“自动升级”服务306

8.2.6 在Linux中配置FTP服务器308

8.2.7 在Linux中配置LAMP环境316

8.2.8 在Windows XP中配置IIS服务326

8.3 系统行为观察级331

8.3.1 观察Linux进程／线程的异步并发执行331

8.3.2 Linux进程间的通信335

8.3.3 在Linux中共享文件341

8.3.4 观察Linux内存分配结果342

8.3.5 观察Windows XP注册表的内容346

8.3.6 观察并分析Windows XP任务管理器显示的内容348

8.4 实现级351

8.4.1 进程调度模拟程序设计351

8.4.2 页面置换模拟程序设计355

8.4.3 文件系统模拟设计362

8.4.4 为Linux添加一个系统调用373

8.4.5 为Linux添加一个内核模块377

8.4.6 Linux中简单的字符设备驱动程序设计381

8.5 源代码阅读级392

8.5.1 Linux源代码专题分析——进程调度程序392

8.5.2 跟踪系统查找文件过程393

参考文献395