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第1章 概述1

1.1 计算机的定义1

1.2 计算机系统的组成1

1.2.1 计算机系统的层次结构1

1.2.2 计算机硬件系统2

1.2.3 计算机软件系统5

1.2.4 计算机硬件与软件的关系7

1.3 计算机的基本工作原理8

1.3.1 冯·诺依曼的基本思想8

1.3.2 计算机的工作过程9

1.3.3 计算机的主要性能指标9

1.4 计算机的分类与应用10

1.4.1 计算机的分类10

1.4.2 计算机的特点12

1.4.3 计算机的应用12

1.5 操作系统的概念14

1.5.1 计算机资源管理者15

1.5.2 用户接口16

1.5.3 程序和数据的集合16

1.6 操作系统的形成与发展16

1.6.1 手工操作阶段16

1.6.2 脱机输入／输出阶段17

1.6.3 单道批处理阶段17

1.6.4 多道批处理阶段18

1.6.5 操作系统形成与发展阶段18

1.7 操作系统的基本特征19

1.8 操作系统的主要功能及性能评价21

1.8.1 操作系统的主要功能21

1.8.2 操作系统的性能评价23

1.9 操作系统的类型23

1.9.1 单用户操作系统23

1.9.2 多道批处理系统24

1.9.3 分时系统24

1.9.4 实时系统25

1.9.5 网络操作系统25

1.9.6 分布式操作系统25

1.9.7 嵌入式操作系统26

本章习题27

第2章 处理机管理29

2.1 处理机分类29

2.2 CPU的功能30

2.3 CPU的组成31

2.3.1 控制器31

2.3.2 运算器33

2.3.3 寄存器34

2.4 CPU的内部总线结构35

2.5 指令系统37

2.5.1 指令系统的发展37

2.5.2 CISC与RISC指令37

2.5.3 指令格式39

2.5.4 操作码的编码方式40

2.5.5 指令的操作数41

2.5.6 常用指令类型41

2.6 进程的基本概念42

2.6.1 程序的顺序执行43

2.6.2 程序的并发执行43

2.6.3 进程的引入45

2.7 进程的状态及其组成46

2.7.1 进程的3种基本状态46

2.7.2 进程的创建状态和退出状态47

2.7.3 进程的挂起状态47

2.7.4 进程控制块（PCB）48

2.8 进程控制50

2.8.1 进程的创建与撤销50

2.8.2 进程的阻塞与唤醒52

2.8.3 进程的挂起与激活53

2.9 线程54

2.9.1 线程的引入54

2.9.2 线程的定义55

2.9.3 线程与进程的比较55

本章习题56

第3章 进程同步与通信60

3.1 进程同步与互斥60

3.1.1 并发原理60

3.1.2 临界资源和临界区62

3.1.3 信号量和P/V操作63

3.2 经典进程同步与互斥问题65

3.2.1 生产者—消费者问题65

3.2.2 读者—写者问题67

3.2.3 哲学家进餐问题68

3.3 管程机制69

3.3.1 管程的基本思想69

3.3.2 管程的结构70

3.4 进程通信71

3.4.1 进程通信的类型71

3.4.2 进程通信中的问题73

3.5 消息传递系统的实现74

本章习题75

第4章 进程调度与死锁78

4.1 调度级别与准则78

4.1.1 调度级别78

4.1.2 进程调度的时机79

4.1.3 调度准则79

4.2 调度算法80

4.3 死锁83

4.3.1 死锁的定义83

4.3.2 死锁产生的原因83

4.4 死锁的预防86

4.5 避免死锁86

4.6 死锁的检测与解除90

4.6.1 死锁的检测90

4.6.2 死锁的解除93

4.6.3 鸵鸟算法93

本章习题94

第5章 存储管理98

5.1 存储器概述98

5.1.1 存储器的分类98

5.1.2 存储器的性能指标102

5.1.3 存储器的组成与工作原理103

5.1.4 存储器的层次结构106

5.2 高速缓冲存储器108

5.2.1 Cache系统的基本结构108

5.2.2 Cache系统的工作原理109

5.3 内存分配方式113

5.3.1 连续分配存储管理方式113

5.3.2 分页式存储管理121

5.3.3 段式存储管理125

5.3.4 段页式存储管理128

5.3.5 虚拟存储管理129

5.3.6 各种存储分配策略的比较137

本章习题138

第6章 设备管理142

6.1 I/O硬件组成142

6.1.1 系统总线142

6.1.2 I/O设备146

6.1.3 设备控制器147

6.1.4 I/O通道149

6.1.5 I/O接口151

6.2 I/O控制方式153

6.2.1 程序直接控制方式153

6.2.2 中断控制方式154

6.2.3 DMA控制方式156

6.2.4 通道控制方式158

6.3 I/O设备管理159

6.3.1 I/O管理的目标159

6.3.2 I/O管理的主要功能160

6.4 I/O系统160

6.5 设备分配161

6.5.1 设备分配时应考虑的因素161

6.5.2 设备独立性162

6.5.3 设备分配中的数据结构163

6.5.4 设备分配程序164

6.5.5 SPOOLing技术166

6.6 设备处理167

6.6.1 设备驱动程序167

6.6.2 中断处理程序169

6.7 磁盘管理172

6.7.1 磁盘性能简述172

6.7.2 磁盘调度算法174

6.7.3 廉价磁盘冗余阵列176

6.8 缓冲管理178

6.8.1 缓冲的引入178

6.8.2 单缓冲179

6.8.3 双缓冲179

6.8.4 循环缓冲180

6.8.5 缓冲池181

6.8.6 磁盘高速缓存182

6.8.7 提高磁盘I/O速度的其他方法184

本章习题185

第7章 文件管理188

7.1 文件概念188

7.1.1 文件命名188

7.1.2 文件类型189

7.1.3 文件属性190

7.1.4 文件的操作191

7.2 文件结构和文件系统192

7.2.1 文件的逻辑结构192

7.2.2 文件的物理结构193

7.2.3 文件的存取方法196

7.2.4 文件系统197

7.2.5 典型文件系统介绍199

7.3 目录202

7.3.1 文件目录概念202

7.3.2 单级目录203

7.3.3 二级目录204

7.3.4 多级层次目录205

7.3.5 无环结构目录205

7.3.6 图状结构目录206

7.3.7 文件目录操作207

7.4 文件系统实现207

7.4.1 分区与文件系统207

7.4.2 磁盘空间分配策略208

7.4.3 磁盘空间管理211

7.5 文件系统的可靠性214

7.5.1 坏块管理214

7.5.2 备份215

7.5.3 文件系统一致性215

7.5.4 数据一致性控制217

本章习题218

第8章 操作系统的扩展内容221

8.1 网络操作系统简介221

8.1.1 网络操作系统功能221

8.1.2 网络操作系统提供的服务222

8.1.3 TCP/IP协议功能和作用223

8.2 系统的安全性224

8.2.1 系统安全基本知识224

8.2.2 数字加密技术227

8.2.3 用户身份验证229

8.2.4 计算机病毒防范与清除231

8.3 操作系统接口235

8.3.1 联机命令接口235

8.3 2图形用户接口237

8.3.3 系统调用240

8.4 BIOS基础244

8.4.1 BIOS的功能244

8.4.2 BIOS的种类245

8.4.3 CMOS简介245

8.4.4 BIOS和CMOS的区别和联系246

8.4.5 BIOS的设置246

8.5 操作系统未来的发展248

本章习题250

参考文献252