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第1章 引论1

1.1 操作系统的概念1

1.1.1 什么是操作系统1

1.1.2 操作系统的主要功能4

1.1.3 操作系统的基本特征6

1.2 操作系统的逻辑结构和运行模型7

1.2.1 用户态和内核态的划分7

1.2.2 操作系统的逻辑结构8

1.2.3 操作系统的运行模型11

1.3 操作系统的形成与发展12

1.3.1 操作系统的形成时期12

1.3.2 操作系统的成熟时期14

1.3.3 操作系统的进一步发展时期17

1.4 主要操作系统的类型18

1.4.1 批处理操作系统18

1.4.2 分时操作系统19

1.4.3 实时操作系统21

1.4.4 微机操作系统22

1.4.5 网络操作系统23

1.4.6 多CPU操作系统25

1.4.7 分布式操作系统26

1.4.8 嵌入式操作系统28

1.5 操作系统安全性概述29

1.5.1 操作系统安全的重要性29

1.5.2 操作系统的安全观点30

1.5.3 实现操作系统安全性的基本技术30

1.6 操作系统运行基础31

1.6.1 处理器及工作模式31

1.6.2 中断技术34

1.6.3 系统调用39

习题141

第2章 处理器管理45

2.1 进程的概念45

2.1.1 程序的顺序执行45

2.1.2 程序的并发执行46

2.1.3 进程48

2.2 进程的状态及转换50

2.2.1 两状态进程模型50

2.2.2 进程的三态模型51

2.2.3 进程的五态模型52

2.2.4 进程的挂起53

2.2.5 进程控制块55

2.3 进程控制57

2.3.1 进程切换58

2.3.2 进程控制原语59

2.4 处理器调度62

2.4.1 作业与进程的关系63

2.4.2 CPU的三级调度64

2.4.3 处理器调度队列模型66

2.4.4 进程调度的方式和时机67

2.5 单处理器调度算法70

2.5.1 调度原则70

2.5.2 常用调度算法71

2.5.3 实时调度76

2.6 线程78

2.6.1 线程的引入78

2.6.2 线程的概念79

2.6.3 线程与传统进程的比较80

2.6.4 线程实现原理81

习题282

第3章 进程同步与通信88

3.1 进程同步的基本概念88

3.1.1 并发进程的关系88

3.1.2 进程的互斥与同步89

3.1.3 临界资源与临界区90

3.2 进程互斥方法91

3.2.1 实现进程互斥的硬件方法91

3.2.2 实现进程互斥的软件方法94

3.3 信号量机制96

3.3.1 信号量96

3.3.2 使用信号量实现进程互斥98

3.3.3 使用信号量实现进程同步99

3.4 经典互斥与同步问题103

3.4.1 生产者-消费者问题103

3.4.2 哲学家进餐问题105

3.4.3 读者-写者问题109

3.4.4 睡眠理发师问题111

3.5 经典互斥与同步问题的应用113

3.5.1 缓冲区数据传送问题113

3.5.2 吃水果问题115

3.5.3 汽车过桥问题116

3.6 管程机制117

3.6.1 条件变量与管程结构118

3.6.2 管程在进程同步中的应用120

3.7 进程通信123

3.7.1 进程通信的概念123

3.7.2 共享内存通信方式124

3.7.3 消息缓冲通信方式125

3.7.4 信箱通信方式128

3.7.5 管道通信方式130

3.8 死锁131

3.8.1 产生死锁的原因和必要条件132

3.8.2 死锁的预防135

3.8.3 死锁的避免137

3.8.4 死锁的检测与解除141

习题3145

第4章 存储管理151

4.1 程序的链接和装入151

4.1.1 逻辑地址和物理地址152

4.1.2 程序链接152

4.1.3 程序装入153

4.2 存储器及存储管理的基本功能156

4.2.1 多级存储器体系156

4.2.2 内存的分配与回收以及地址转换157

4.2.3 内存的共享、保护及扩充158

4.3 分区式存储管理160

4.3.1 单一连续分区存储管理160

4.3.2 固定分区存储管理162

4.3.3 可变分区存储管理164

4.3.4 覆盖与交换技术169

4.4 分页存储管理171

4.4.1 分页存储管理的基本原理171

4.4.2 分页存储管理的地址转换与存储保护173

4.4.3 两级页表和多级页表176

4.4.4 内存物理块的分配与回收178

4.5 分段存储管理179

4.5.1 分段存储管理的基本原理179

4.5.2 地址转换与存储保护180

4.5.3 分段存储管理的优缺点183

4.6 段页式存储管理184

4.6.1 段页式存储管理的基本原理184

4.6.2 段页式存储管理的地址转换与特点185

4.7 虚拟存储管理187

4.7.1 虚拟存储器的概念187

4.7.2 请求分页存储管理189

4.7.3 请求分段存储管理199

4.7.4 请求段页式存储管理202

习题4204

第5章 设备管理211

5.1 设备管理概述211

5.1.1 设备的分类211

5.1.2 设备管理的目标和功能212

5.2 I/O设备管理系统的组成213

5.2.1 I/O系统的硬件组织214

5.2.2 I/O系统的软件组织218

5.3 I/O设备控制方式223

5.3.1 程序直接I/O控制方式223

5.3.2 程序中断I/O控制方式224

5.3.3 直接存储器存取I/O控制方式225

5.3.4 I/O通道控制方式228

5.4 缓冲技术与虚拟设备技术230

5.4.1 缓冲技术230

5.4.2 虚拟设备技术233

5.5 设备的分配与回收235

5.5.1 用于设备分配的数据结构235

5.5.2 设备分配237

5.5.3 设备回收241

5.6 磁盘存储器管理242

5.6.1 存储设备概述242

5.6.2 磁盘调度243

5.6.3 提高磁盘I/O速度的方法247

5.6.4 磁盘阵列（RAID）249

习题5251

第6章 文件管理255

6.1 文件系统基本概念255

6.1.1 文件系统的引入255

6.1.2 文件与文件系统256

6.1.3 文件操作259

6.2 文件的组织结构261

6.2.1 文件的逻辑结构261

6.2.2 文件的物理结构263

6.3 文件目录269

6.3.1 文件控制块与索引节点269

6.3.2 目录结构270

6.3.3 文件目录查找272

6.4 文件存储空间管理273

6.4.1 空闲分区表法274

6.4.2 空闲块链法274

6.4.3 位示图法275

6.5 文件共享与文件安全276

6.5.1 早期的文件共享方法276

6.5.2 目前常用的文件共享方法277

6.5.3 文件系统的安全279

6.5.4 文件系统的可靠性281

6.5.5 文件保护282

习题6284

参考文献288