操作系統(tǒng)原理與實踐

第1章 操作系統(tǒng)概論 11.1 概述 11.1.1 操作系統(tǒng)的地位 11.1.2 操作系統(tǒng)的目標 31.1.3 操作系統(tǒng)的作用 31.1.4 操作系統(tǒng)的特征 41.1.5 操作系統(tǒng)的功能 61.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展 81.2.1 人工操作階段 81.2.2 管理程序階段 91.2.3 多道批處理 101.2.4 分時系統(tǒng)與實時系統(tǒng)的出現(xiàn) 121.2.5 操作系統(tǒng)的進一步發(fā)展 14案例研究：Linux和Windows操作系統(tǒng) 161.3 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 181.3.1 操作系統(tǒng)的設計 181.3.2 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的類型 19案例研究：Windows Vista和Linux系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 231.4 總結(jié)與提高 25習題1 25第2章 操作系統(tǒng)用戶工作環(huán)境的界面 262.1 操作系統(tǒng)用戶工作環(huán)境 262.1.1 操作系統(tǒng)的工作模式 272.1.2 系統(tǒng)的生成 282.1.3 系統(tǒng)的啟動 28案例研究：Linux系統(tǒng)啟動過程 291.2 操作系統(tǒng)用戶界面 312.2.1 操作系統(tǒng)提供的服務 312.2.2 命令接口 32案例研究：Linux系統(tǒng)的Shell程序 332.2.3 圖形用戶接口 34案例研究：Windows Explore VS. Linux Shell 342.2.4 程序接口 35案例研究：Linux操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用號和系統(tǒng)調(diào)用表 392.3 總結(jié)與提高 40習題2 41實驗1 向Linux內(nèi)核增加系統(tǒng)調(diào)用 41第3章 處理器管理 453.1 進程的概述 453.1.1 程序的執(zhí)行方式 453.1.2 進程的概念 463.1.3 進程的狀態(tài) 483.1.4 進程描述 50實例分析：Linux系統(tǒng)的進程 523.2 進程的控制 553.2.1 進程控制機構(gòu) 553.2.2 進程操作 56實例研究：在Linux和Windows系統(tǒng)中創(chuàng)建進程 573.3 線程 603.3.1 線程的概念 603.3.2 線程的實現(xiàn) 623.3.3 多線程模型 643.3.4 線程池 65實例研究：Windows Server 2003和Linux線程 663.4 處理器調(diào)度 693.4.1 處理器調(diào)度的層次 693.4.2 進程調(diào)度 703.4.3 選擇調(diào)度算法的準則 713.5 調(diào)度算法 723.5.1 先來先服務調(diào)度算法 723.5.2 最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法 733.5.3 優(yōu)先級調(diào)度算法 733.5.4 輪轉(zhuǎn)法調(diào)度 743.5.5 多級隊列調(diào)度 753.5.6 多級反饋隊列調(diào)度 763.5.7 高響應比優(yōu)先調(diào)度 773.6 多處理器調(diào)度和實時調(diào)度 773.6.1 多處理器調(diào)度 773.6.2 實時調(diào)度 78實例研究：Windows Server 2003 和Linux進程調(diào)度 783.7 總結(jié)與提高 82習題3 83實驗2 Shell編程 84實驗3 Windows多線程控制臺程序 87第4章 進程同步與死鎖 914.1 進程同步和互斥 914.1.1 進程的同步 924.1.2 進程的互斥 924.1.3 信號量機制 944.2 經(jīng)典同步問題 1004.2.1 生產(chǎn)者－消費者問題 1004.2.2 讀者－寫者問題 1024.2.3 哲學家進餐問題 1034.2.4 理發(fā)師問題 1044.3 管程 1054.3.1 管程的基本概念 1054.3.2 條件變量 1064.3.3 利用管程解決生產(chǎn)者－消費者問題 1074.4 操作系統(tǒng)同步實例分析 1084.4.1 Windows Server 2003中的進程同步 1094.4.2 Linux中的進程同步 1104.5 進程通信 1114.5.1 進程通信的方式 1114.5.2 消息傳遞系統(tǒng) 1124.5.3 消息緩沖隊列通信機制 1154.5.4 客戶機/服務器系統(tǒng)通信 116實例研究：Windows和Linux系統(tǒng)進程通信機制 1184.6 死鎖 1274.6.1 死鎖的概念 1274.6.2 死鎖產(chǎn)生的原因和必要條件 1284.6.3 死鎖的描述 1294.6.4 處理死鎖的方法 1314.7 死鎖的預防和避免 1314.7.1 死鎖的預防 1314.7.2 死鎖的避免 1334.8 死鎖的檢測和解除 1374.8.1 死鎖的檢測 1374.8.2 死鎖的解除 1404.9 總結(jié)與提高 141習題4 142實驗4 有限緩沖區(qū)問題 144第5章 存儲管理 1495.1 存儲管理的功能 1495.1.1 用戶程序的處理過程 1505.1.2 存儲管理的功能 1515.2 連續(xù)內(nèi)存分配技術(shù) 1555.2.1 分區(qū)管理基本原理 1555.2.2 分區(qū)的分配與回收 1575.2.3 碎片問題 1595.3 內(nèi)存不足時的管理 1605.3.1 覆蓋 1605.3.2 交換 161實例分析：UNIX和Windows 2000中的交換技術(shù) 1625.4 基本分頁存儲管理技術(shù) 1625.4.1 分頁存儲管理的基本原理 1635.4.2 地址映射 1645.4.3 頁表的結(jié)構(gòu) 1665.4.4 頁面的共享 1675.5 分段存儲管理技術(shù) 1685.5.1 分段存儲管理的基本原理 1685.5.2 地址轉(zhuǎn)換 1695.5.3 段的共享和保護 1695.5.4 段頁式存儲管理 171段頁式技術(shù)實例：Intel Pentium處理器 1735.6 虛擬存儲器 1745.6.1 虛擬內(nèi)存 1755.6.2 虛擬內(nèi)存的特征 1765.7 請求分頁存儲管理技術(shù) 1765.7.1 請求分頁存儲管理基本原理 1765.7.2 頁面置換算法 1785.7.3 頁面分配和置換 1845.7.4 工作集模型 1865.8 存儲管理實例 1875.8.1 Windows Server 2003內(nèi)存管理 1875.8.2 Linux操作系統(tǒng)的存儲管理 1915.9 總結(jié)與提高 198習題5 198第6章 文件管理 2016.1 文件的概念 2016.1.1 文件及其分類 2016.1.2 文件屬性 2036.1.3 文件組織 2036.1.4 文件訪問方法 2056.2 目錄結(jié)構(gòu) 2066.2.1 文件控制塊和文件目錄 2066.2.2 單級目錄 2086.2.3 二級目錄 2086.2.4 樹形目錄 209實例研究：DOS和UNIX的目錄結(jié)構(gòu) 2116.2.5 目錄的實現(xiàn) 2126.3 文件和目錄操作 2136.3.1 文件操作 213實例研究：Linux和Windows 系統(tǒng)的文件操作 2146.3.2 目錄操作 2186.4 文件系統(tǒng)實現(xiàn) 2186.4.1 文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2196.4.2 文件系統(tǒng)的實現(xiàn) 2206.4.3 文件存儲空間的分配 2216.4.4 空閑空間的管理 2266.5 文件共享和保護 2286.5.1 文件的共享 229實例研究：Linux中的文件共享 2306.5.2 文件的保護 2316.5.3 文件系統(tǒng)的可靠性 2326.6 Windows和Linux的文件系統(tǒng) 2336.6.1 Windows Server 2003文件管理 2336.6.2 Linux文件管理 2396.7 總結(jié)與提高 244習題6 245實驗5 簡單文件系統(tǒng)的實現(xiàn) 246第7章 設備管理 2507.1 設備管理的概念 2507.1.1 設備的分類 2507.1.2 設備管理的功能和任務 2517.1.3 I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2527.1.4 設備控制器 2527.2 I/O控制方式 2547.2.1 輪詢方式 2547.2.2 中斷方式 2557.2.3 DMA方式 2567.2.4 通道控制方式 2587.3 中斷技術(shù) 2607.3.1 中斷的基本概念 2607.3.2 中斷的分類與優(yōu)先級 2617.3.3 軟中斷 2617.3.4 中斷處理過程 2627.4 緩沖技術(shù) 2637.4.1 緩沖的引入 2637.4.2 緩沖的種類 2637.4.3 緩沖池的管理 2647.5 設備分配 2667.5.1 設備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2667.5.2 設備分配的原則和策略 2677.5.3 設備分配技術(shù) 2697.5.4 SPOOLing系統(tǒng) 2697.6 I/O軟件原理 2707.6.1 I/O軟件的設計目標和原則 2717.6.2 I/O中斷處理程序 2717.6.3 設備驅(qū)動程序 2717.6.4 與硬件無關(guān)的I/O軟件 2737.6.5 用戶空間的I/O軟件 2747.7 磁盤調(diào)度和管理 2757.7.1 磁盤的結(jié)構(gòu) 2757.7.2 磁盤調(diào)度 2767.7.3 磁盤管理 2807.8 Windows I/O系統(tǒng)和Linux 的設備管理 2817.8.1 Windows Server 2003的I/O系統(tǒng) 2817.8.2 Linux的設備管理 2857.9 總結(jié)與提高 287習題7 288實驗6 軟盤驅(qū)動程序 289第8章 操作系統(tǒng)安全和保護 2958.2 操作系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)安全 2958.1.1 計算機系統(tǒng)安全 2958.1.2 操作系統(tǒng)安全 2968.1.3 安全威脅及其分類 2978.2 操作系統(tǒng)安全策略 2998.2.1 安全策略和機制 2998.2.2 身份認證機制 299Kerberos網(wǎng)絡身份認證 3008.2.3 授權(quán)機制 3018.2.4 加密機制 3028.2.5 審計 3028.3 操作系統(tǒng)的內(nèi)部保護機制 3028.3.1 操作系統(tǒng)保護層次 3028.3.2 內(nèi)存儲器的保護 3038.3.3 面向用戶的訪問控制 3038.3.4 面向數(shù)據(jù)的訪問控制 3048.4 訪問控制機制 3048.4.1 保護域 3048.4.2 訪問矩陣 3068.4.3 訪問矩陣的實現(xiàn) 3078.5 總結(jié)與提高 308習題8 308參考文獻 309