操作系统

　　本教材理论与实际相结合，全面系统地介绍现代操作系统的基本理论和最新技术。全书共分14章：第1章概述操作系统的定义、功能、特征、发展历程和结构；第2章至第7章分别讲述进程和线程管理、死锁、调度、存储管理、文件管理和输入/输出管理；第8章讲述中断和信号机制，通过示例简单介绍操作系统的协调工作；第9章介绍网络操作系统；第10章讲述分布式操作系统；第11章讲述系统的安全与保护；第12章至第14章分别介绍UNIX， Linux和Windows 2000三个常用操作系统的实现技术。附录中提供习题参考答案，并为教师提供教学资源。本书是北京市高等教育精品教材建设重点项目，可作为大学本科及专科计算机专业教材或考研参考书，也可作为计算机工作者的自学用书。

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第1章 操作系统引论
1.1 计算机系统概述
1.1.1 处理器
1.1.2 存储器
1.1.3 I/O设备
1.1.4 总线
1.2 什么是操作系统
1.2.1 操作系统概念
1.2.2 操作系统的主要功能
1.2.3 操作系统的地位
1.2.4 操作系统的服务与服务方式
1.3 操作系统的发展历程
1.3.1 操作系统的形成
1.3.2 操作系统的发展
1.3.3 推动操作系统发展的动力
1.4 操作系统的类型
1.4.1 多道批处理系统
1.4.2 分时系统
1.4.3 实时系统
1.4.4 个人机（PC）系统
1.4.5 多处理器操作系统
1.4.6 嵌入式操作系统
1.4.7 网络操作系统
1.4.8 分布式操作系统
1.5 操作系统的特征
1.6 操作系统的结构
1.6.1 整体系统
1.6.2 层次式系统
1.6.3 虚拟机
1.6.4 客户-服务器系统
1.7 本章小结
习题
第2章 进程和线程
2.1 进程概念
2.1.1 多道程序设计
2.1.2 进程概念
2.2 进程的状态和组成
2.2.1 进程的状态及其转换
2.2.2 进程描述
2.2.3 进程队列
2.3 进程管理
2.3.1 进程图
2.3.2 进程创建
2.3.3 进程终止
2.3.4 进程阻塞
2.3.5 进程唤醒
2.4 线程
2.4.1 线程概念
2.4.2 在用户空间实现线程
2.4.3 在核心空间实现线程
2.4.4 组合方式
2.4.5 线程池
2.5 进程的同步和通信
2.5.1 进程的同步与互斥
2.5.2 临界资源和临界区
2.5.3 互斥实现方式
2.5.4 信号量
2.5.5 信号量的一般应用
2.6 经典进程同步问题
2.7 管程
2.8 进程通信
2.8.1 消息传递系统
2.8.2 客户-服务器系统中的通信
2.9 本章小结
习题
第3章 死锁
3.1 资源
3.1.1 资源使用模式
3.1.2 可剥夺资源与不可剥夺资源
3.2 死锁概念
3.2.1 什么是死锁
3.2.2 死锁的条件
3.2.3 资源分配图
3.2.4 处理死锁的方法
3.3 死锁的预防
3.3.1 破坏互斥条件
3.3.2 破坏占有且等待条件
3.3.3 破坏非抢占条件
3.3.4 破坏循环等待条件
3.4 死锁的避免
3.4.1 安全状态
3.4.2 资源分配图算法
3.4.3 银行家算法
3.5 死锁的检测和恢复
3.5.1 对单体资源类的死锁检测
3.5.2 对多体资源类的死锁检测
3.5.3 从死锁中恢复
3.5.4 “饥饿”状态
3.6 处理死锁的综合方式
3.7 本章小结
习题
第4章 调度
4.1 调度类型
4.2 作业调度
4.2.1 作业状态
4.2.2 作业控制块和作业调度的功能
4.3 进程调度
4.3.1 进程调度的功能
4.3.2 进程调度的时机
4.3.3 进程调度的基本方式
4.3.4 交互式系统中常用的调度算法
4.3.5 两级调度模型
4.4 调度准则
4.4.1 影响调度算法选择的主要因素
4.4.2 调度性能评价准则
4.5 调度算法
4.5.1 先来先服务法
4.5.2 短作业优先法
4.5.3 最短剩余时间优先法
4.5.4 优先级法
4.5.5 轮转法
4.5.6 多级队列法
4.5.7 多级反馈队列法
4.5.8 高响应比优先法
4.5.9 公平共享法
4.5.10 几种常用调度算法的比较
4.6 线程调度
4.7 多处理器调度
4.7.1 多处理器系统的类型
4.7.2 多处理器调度方法
4.8 实时调度
4.8.1 实时任务类型
4.8.2 实时调度算法
4.9 Linux系统进程调度
4.9.1 Linux进程调度
4.9.2 shell基本工作原理
4.10 本章小结
习题
第5章 存储管理
5.1 引言
5.1.1 用户程序的主要处理阶段
5.1.2 重定位
5.2 分区法
5.2.1 固定分区法
5.2.2 动态分区法
5.3 可重定位分区分配
5.3.1 碎片问题
5.3.2 紧缩
5.3.3 动态重定位
5.3.4 可重定位分区法的优缺点
5.4 对换技术
5.5 分页技术
5.5.1 分页存储管理的基本概念
5.5.2 分页系统中的地址映射
5.5.3 页面尺寸
5.5.4 硬件支持
5.5.5 保护方式
5.5.6 页表的构造
5.5.7 页面共享
5.6 分段技术
5.6.1 分段存储管理的基本概念
5.6.2 地址转换
5.6.3 段的共享和保护
5.7 段页式技术
5.7.1 段页式存储管理的基本原理
5.7.2 地址转换过程
5.7.3 段页式技术实例：Intel Pentium处理器
5.8 虚拟存储器
5.8.1 虚拟存储器的概念
5.8.2 虚拟存储器的特征
5.9 请求分页技术
5.9.1 请求分页存储管理的基本思想
5.9.2 硬件支持及缺页处理
5.9.3 请求分页技术的性能
5.10 页面置换算法
5.10.1 页面置换
5.10.2 先进先出法（FIFO）
5.10.3 最佳置换法（OPT）
5.10.4 最近最少使用置换法（LRU）
5.10.5 第二次机会置换法（SCR）
5.10.6 时钟置换法（Clock）
5.10.7 最少使用置换法（LFU）
5.10.8 页面缓冲算法（Page Buffering）
5.11 内存块的分配和抖动问题
5.11.1 内存块的分配
5.11.2 抖动问题
5.12 请求分段技术
5.12.1 请求分段存储管理的硬件支持
5.12.2 动态链接和链接中断处理
5.13 Linux系统的存储管理
5.13.1 Linux的多级页表结构
5.13.2 内存页的分配与释放
5.13.3 内存交换
5.14 本章小结
习题
第6章 文件系统
6.1 概述
6.1.1 文件及其分类
6.1.2 文件命名
6.1.3 文件属性
6.1.4 文件存取方法
6.1.5 文件结构
6.2 文件系统的功能和结构
6.2.1 文件系统的功能
6.2.2 文件系统的结构
6.3 目录结构和目录查询
6.3.1 文件控制块和文件目录
6.3.2 单级目录结构
6.3.3 二级目录结构
6.3.4 树形目录结构
6.3.5 非循环图目录结构
6.3.6 目录查询方法
6.4 文件和目录操作
6.4.1 文件操作
6.4.2 目录操作
6.5 文件系统的实现
6.5.1 文件系统的格式
6.5.2 文件存储分配
6.5.3 空闲存储空间的管理
6.6 管道文件
6.7 文件系统的可靠性
6.7.1 磁盘坏块管理
6.7.2 后备
6.7.3 文件系统和一致性
6.8 本章小结
习题
第7章 输入/输出管理
7.1 I/O管理概述
7.1.1 I/O设备分类和标识
7.1.2 I/O系统结构
7.1.3 设备控制器
7.1.4 I/O系统的控制方式
7.1.5 I/O管理的功能
7.2 设备分配
7.2.1 与设备分配相关的因素
7.2.2 设备分配技术
7.2.3 设备分配算法
7.2.4 SPOOLing系统
7.3 I/O软件层次
7.3.1 中断处理程序
7.3.2 设备驱动程序
7.3.3 与设备无关的操作系统I/O软件
7.3.4 用户级I/O软件
7.4 磁盘调度和管理
7.4.1 磁盘硬件
7.4.2 磁盘调度
7.4.3 磁盘管理
7.5 本章小结
习题
第8章 中断和信号机制
8.1 中断处理
8.1.1 中断概述
8.1.2 中断的处理过程
8.1.3 中断优先级和多重中断
8.2 系统调用处理
8.2.1 陷入事件的处理方式
8.2.2 系统调用的处理方式
8.2.3 系统调用实现过程示例
8.3 信号机制
8.3.1 信号机制概念
8.3.2 信号的分类、产生和传送
8.3.3 信号的处理方式
8.3.4 信号的检测和处理
8.4 本章小结
习题
第9章 网络操作系统
9.1 网络操作系统概述
9.1.1 计算机网络
9.1.2 网络操作系统的功能
9.1.3 网络操作系统的特性
9.2 网络操作系统的工作模式及体系结构
9.2.1 网络操作系统的工作模式
9.2.2 网络文件系统体系结构
9.3 本章小结
习题
第10章 分布式操作系统
10.1 分布式操作系统概述
10.1.1 分布式系统概述
10.1.2 分布式操作系统简介
10.1.3 分布式系统的设计目标
10.2 分布式系统的通信
10.2.1 网络协议
10.2.2 客户-服务器模型
10.2.3 远程过程调用
10.2.4 组通信
10.3 分布式进程管理
10.3.1 进程迁移
10.3.2 分布式系统中的同步
10.3.3 互斥
10.4 分布式系统中的死锁
10.4.1 死锁的检测
10.4.2 死锁的预防
10.5 分布式文件系统
10.5.1 文件服务接口
10.5.2 目录服务器接口
10.5.3 文件共享语义
10.6 中间件
10.6.1 中间件概念
10.6.2 中间件结构
10.7 本章小结
习题1
第11章 安全性与保护机制
11.1 安全性概述
11.1.1 信息安全问题
11.1.2 安全环境
11.2 常见的安全性攻击
11.2.1 常见的攻击点
11.2.2 网络威胁
11.2.3 计算机病毒
11.3 安全对策
11.3.1 一般性安全机制
11.3.2 Linux安全问题及对策
11.4 保护机制
11.4.1 保护域
11.4.2 存取控制表
11.4.3 权力
11.4.4 可信系统
11.4.5 安全性能评测标准
11.5 本章小结
习题1
第12章 实例研究1：UNIX
12.1 UNIX历史简介
12.2 UNIX核心结构
12.3 进程管理
12.3.1 进程及其映像
12.3.2 UNIX进程管理
12.3.3 线程管理中的系统调用
12.3.4 进程调度
12.4 文件系统
12.4.1 UNIX文件系统结构
12.4.2 文件的打开与关闭
12.4.3 主要数据结构之间的联系
12.4.4 管道文件
12.5 存储管理
12.5.1 进程的数据结构
12.5.2 对换
12.5.3 请求分页
12.6 I/O管理
12.6.1 UNIX系统的缓冲技术
12.6.2 块设备管理
12.6.3 字符设备管理
12.7 本章小结
第13章 实例研究2：LINUX
13.1 Linux系统的历史和特点
13.1.1 Linux的历史
13.1.2 Linux的特点
13.1.3 Linux的版本
13.2 Linux体系结构
13.3 进程管理
13.3.1 进程状态及运行模式
13.3.2 进程的结构
13.3.3 进程的操作
13.3.4 进程的调度
13.4 文件系统
13.4.1 虚拟文件系统
13.4.2 ext2文件系统
13.4.3 管道文件
13.5 存储管理
13.5.1 进程的虚存空间
13.5.2 Linux的多级页表
13.5.3 物理内存管理
13.5.4 页面更换
13.6 I/O管理
13.6.1 设备管理概述
13.6.2 设备驱动程序和内核之间的接口
13.7 网络系统
13.7.1 socket
13.7.2 网络分层结构
13.8 本章小结
第14章 实例研究3：WINDOWS 200
14.1 Windows 2000的历史和设计原则
14.1.1 Windows 2000的历史
14.1.2 Windows 2000的设计原则
14.2 Windows 2000体系结构
14.2.1 硬件抽象层
14.2.2 内核
14.2.3 执行体
14.3 环境子系统
14.4 虚拟存储管理
14.4.1 进程的虚拟地址空间
14.4.2 虚拟分页地址转换机构
14.5 本章小结
附录 习题参考答案
参考文献