操作系統原理與實踐

第1章 操作系統概論 11.1 概述 11.1.1 操作系統的地位 11.1.2 操作系統的目標 31.1.3 操作系統的作用 31.1.4 操作系統的特征 41.1.5 操作系統的功能 61.2 操作系統的形成和發(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 分時系統與實時系統的出現 121.2.5 操作系統的進一步發(fā)展 14案例研究：Linux和Windows操作系統 161.3 操作系統結構 181.3.1 操作系統的設計 181.3.2 操作系統結構的類型 19案例研究：Windows Vista和Linux系統結構 231.4 總結與提高 25習題1 25第2章 操作系統用戶工作環(huán)境的界面 262.1 操作系統用戶工作環(huán)境 262.1.1 操作系統的工作模式 272.1.2 系統的生成 282.1.3 系統的啟動 28案例研究：Linux系統啟動過程 291.2 操作系統用戶界面 312.2.1 操作系統提供的服務 312.2.2 命令接口 32案例研究：Linux系統的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操作系統的系統調用號和系統調用表 392.3 總結與提高 40習題2 41實驗1 向Linux內核增加系統調用 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系統的進程 523.2 進程的控制 553.2.1 進程控制機構 553.2.2 進程操作 56實例研究：在Linux和Windows系統中創(chuàng)建進程 573.3 線程 603.3.1 線程的概念 603.3.2 線程的實現 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 處理器調度 693.4.1 處理器調度的層次 693.4.2 進程調度 703.4.3 選擇調度算法的準則 713.5 調度算法 723.5.1 先來先服務調度算法 723.5.2 最短作業(yè)優(yōu)先調度算法 733.5.3 優(yōu)先級調度算法 733.5.4 輪轉法調度 743.5.5 多級隊列調度 753.5.6 多級反饋隊列調度 763.5.7 高響應比優(yōu)先調度 773.6 多處理器調度和實時調度 773.6.1 多處理器調度 773.6.2 實時調度 78實例研究：Windows Server 2003 和Linux進程調度 783.7 總結與提高 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 經典同步問題 1004.2.1 生產者－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 利用管程解決生產者－消費者問題 1074.4 操作系統同步實例分析 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 1124.5.3 消息緩沖隊列通信機制 1154.5.4 客戶機/服務器系統通信 116實例研究：Windows和Linux系統進程通信機制 1184.6 死鎖 1274.6.1 死鎖的概念 1274.6.2 死鎖產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)內存分配技術 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 1625.4 基本分頁存儲管理技術 1625.4.1 分頁存儲管理的基本原理 1635.4.2 地址映射 1645.4.3 頁表的結構 1665.4.4 頁面的共享 1675.5 分段存儲管理技術 1685.5.1 分段存儲管理的基本原理 1685.5.2 地址轉換 1695.5.3 段的共享和保護 1695.5.4 段頁式存儲管理 171段頁式技術實例：Intel Pentium處理器 1735.6 虛擬存儲器 1745.6.1 虛擬內存 1755.6.2 虛擬內存的特征 1765.7 請求分頁存儲管理技術 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內存管理 1875.8.2 Linux操作系統的存儲管理 1915.9 總結與提高 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 目錄結構 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的目錄結構 2116.2.5 目錄的實現 2126.3 文件和目錄操作 2136.3.1 文件操作 213實例研究：Linux和Windows 系統的文件操作 2146.3.2 目錄操作 2186.4 文件系統實現 2186.4.1 文件系統結構 2196.4.2 文件系統的實現 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 文件系統的可靠性 2326.6 Windows和Linux的文件系統 2336.6.1 Windows Server 2003文件管理 2336.6.2 Linux文件管理 2396.7 總結與提高 244習題6 245實驗5 簡單文件系統的實現 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系統結構 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 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 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 設備分配的數據結構 2667.5.2 設備分配的原則和策略 2677.5.3 設備分配技術 2697.5.4 SPOOLing系統 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 設備驅動程序 2717.6.4 與硬件無關的I/O軟件 2737.6.5 用戶空間的I/O軟件 2747.7 磁盤調度和管理 2757.7.1 磁盤的結構 2757.7.2 磁盤調度 2767.7.3 磁盤管理 2807.8 Windows I/O系統和Linux 的設備管理 2817.8.1 Windows Server 2003的I/O系統 2817.8.2 Linux的設備管理 2857.9 總結與提高 287習題7 288實驗6 軟盤驅動程序 289第8章 操作系統安全和保護 2958.2 操作系統和計算機系統安全 2958.1.1 計算機系統安全 2958.1.2 操作系統安全 2968.1.3 安全威脅及其分類 2978.2 操作系統安全策略 2998.2.1 安全策略和機制 2998.2.2 身份認證機制 299Kerberos網絡身份認證 3008.2.3 授權機制 3018.2.4 加密機制 3028.2.5 審計 3028.3 操作系統的內部保護機制 3028.3.1 操作系統保護層次 3028.3.2 內存儲器的保護 3038.3.3 面向用戶的訪問控制 3038.3.4 面向數據的訪問控制 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 3078.5 總結與提高 308習題8 308參考文獻 309