操作系統(tǒng)原理與實(shí)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(biāo) 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(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)的出現(xiàn) 121.2.5 操作系統(tǒng)的進(jìn)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(shè)計(jì) 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(xí)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(dòng) 28案例研究：Linux系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)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(wù) 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(hào)和系統(tǒng)調(diào)用表 392.3 總結(jié)與提高 40習(xí)題2 41實(shí)驗(yàn)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(jìn)程的概述 453.1.1 程序的執(zhí)行方式 453.1.2 進(jìn)程的概念 463.1.3 進(jìn)程的狀態(tài) 483.1.4 進(jìn)程描述 50實(shí)例分析：Linux系統(tǒng)的進(jìn)程 523.2 進(jìn)程的控制 553.2.1 進(jìn)程控制機(jī)構(gòu) 553.2.2 進(jìn)程操作 56實(shí)例研究：在Linux和Windows系統(tǒng)中創(chuàng)建進(jìn)程 573.3 線程 603.3.1 線程的概念 603.3.2 線程的實(shí)現(xiàn) 623.3.3 多線程模型 643.3.4 線程池 65實(shí)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(jìn)程調(diào)度 703.4.3 選擇調(diào)度算法的準(zhǔn)則 713.5 調(diào)度算法 723.5.1 先來(lái)先服務(wù)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(jí)調(diào)度算法 733.5.4 輪轉(zhuǎn)法調(diào)度 743.5.5 多級(jí)隊(duì)列調(diào)度 753.5.6 多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度 763.5.7 高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度 773.6 多處理器調(diào)度和實(shí)時(shí)調(diào)度 773.6.1 多處理器調(diào)度 773.6.2 實(shí)時(shí)調(diào)度 78實(shí)例研究：Windows Server 2003 和Linux進(jìn)程調(diào)度 783.7 總結(jié)與提高 82習(xí)題3 83實(shí)驗(yàn)2 Shell編程 84實(shí)驗(yàn)3 Windows多線程控制臺(tái)程序 87第4章 進(jìn)程同步與死鎖 914.1 進(jìn)程同步和互斥 914.1.1 進(jìn)程的同步 924.1.2 進(jìn)程的互斥 924.1.3 信號(hào)量機(jī)制 944.2 經(jīng)典同步問(wèn)題 1004.2.1 生產(chǎn)者－消費(fèi)者問(wèn)題 1004.2.2 讀者－寫(xiě)者問(wèn)題 1024.2.3 哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題 1034.2.4 理發(fā)師問(wèn)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(fèi)者問(wèn)題 1074.4 操作系統(tǒng)同步實(shí)例分析 1084.4.1 Windows Server 2003中的進(jìn)程同步 1094.4.2 Linux中的進(jìn)程同步 1104.5 進(jìn)程通信 1114.5.1 進(jìn)程通信的方式 1114.5.2 消息傳遞系統(tǒng) 1124.5.3 消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制 1154.5.4 客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)通信 116實(shí)例研究：Windows和Linux系統(tǒng)進(jìn)程通信機(jī)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(yù)防和避免 1314.7.1 死鎖的預(yù)防 1314.7.2 死鎖的避免 1334.8 死鎖的檢測(cè)和解除 1374.8.1 死鎖的檢測(cè) 1374.8.2 死鎖的解除 1404.9 總結(jié)與提高 141習(xí)題4 142實(shí)驗(yàn)4 有限緩沖區(qū)問(wèn)題 144第5章 存儲(chǔ)管理 1495.1 存儲(chǔ)管理的功能 1495.1.1 用戶程序的處理過(guò)程 1505.1.2 存儲(chǔ)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(wèn)題 1595.3 內(nèi)存不足時(shí)的管理 1605.3.1 覆蓋 1605.3.2 交換 161實(shí)例分析：UNIX和Windows 2000中的交換技術(shù) 1625.4 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理技術(shù) 1625.4.1 分頁(yè)存儲(chǔ)管理的基本原理 1635.4.2 地址映射 1645.4.3 頁(yè)表的結(jié)構(gòu) 1665.4.4 頁(yè)面的共享 1675.5 分段存儲(chǔ)管理技術(shù) 1685.5.1 分段存儲(chǔ)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(hù) 1695.5.4 段頁(yè)式存儲(chǔ)管理 171段頁(yè)式技術(shù)實(shí)例：Intel Pentium處理器 1735.6 虛擬存儲(chǔ)器 1745.6.1 虛擬內(nèi)存 1755.6.2 虛擬內(nèi)存的特征 1765.7 請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理技術(shù) 1765.7.1 請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理基本原理 1765.7.2 頁(yè)面置換算法 1785.7.3 頁(yè)面分配和置換 1845.7.4 工作集模型 1865.8 存儲(chǔ)管理實(shí)例 1875.8.1 Windows Server 2003內(nèi)存管理 1875.8.2 Linux操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理 1915.9 總結(jié)與提高 198習(xí)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(wèn)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(jí)目錄 2086.2.3 二級(jí)目錄 2086.2.4 樹(shù)形目錄 209實(shí)例研究：DOS和UNIX的目錄結(jié)構(gòu) 2116.2.5 目錄的實(shí)現(xiàn) 2126.3 文件和目錄操作 2136.3.1 文件操作 213實(shí)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(shí)現(xiàn) 2186.4.1 文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2196.4.2 文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 2206.4.3 文件存儲(chǔ)空間的分配 2216.4.4 空閑空間的管理 2266.5 文件共享和保護(hù) 2286.5.1 文件的共享 229實(shí)例研究：Linux中的文件共享 2306.5.2 文件的保護(hù) 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(xí)題6 245實(shí)驗(yàn)5 簡(jiǎn)單文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 246第7章 設(shè)備管理 2507.1 設(shè)備管理的概念 2507.1.1 設(shè)備的分類 2507.1.2 設(shè)備管理的功能和任務(wù) 2517.1.3 I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2527.1.4 設(shè)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(jí) 2617.3.3 軟中斷 2617.3.4 中斷處理過(guò)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(shè)備分配 2667.5.1 設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2667.5.2 設(shè)備分配的原則和策略 2677.5.3 設(shè)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(shè)計(jì)目標(biāo)和原則 2717.6.2 I/O中斷處理程序 2717.6.3 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 2717.6.4 與硬件無(wú)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(shè)備管理 2817.8.1 Windows Server 2003的I/O系統(tǒng) 2817.8.2 Linux的設(shè)備管理 2857.9 總結(jié)與提高 287習(xí)題7 288實(shí)驗(yàn)6 軟盤驅(qū)動(dòng)程序 289第8章 操作系統(tǒng)安全和保護(hù) 2958.2 操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全 2958.1.1 計(jì)算機(jī)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(jī)制 2998.2.2 身份認(rèn)證機(jī)制 299Kerberos網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證 3008.2.3 授權(quán)機(jī)制 3018.2.4 加密機(jī)制 3028.2.5 審計(jì) 3028.3 操作系統(tǒng)的內(nèi)部保護(hù)機(jī)制 3028.3.1 操作系統(tǒng)保護(hù)層次 3028.3.2 內(nèi)存儲(chǔ)器的保護(hù) 3038.3.3 面向用戶的訪問(wèn)控制 3038.3.4 面向數(shù)據(jù)的訪問(wèn)控制 3048.4 訪問(wèn)控制機(jī)制 3048.4.1 保護(hù)域 3048.4.2 訪問(wèn)矩陣 3068.4.3 訪問(wèn)矩陣的實(shí)現(xiàn) 3078.5 總結(jié)與提高 308習(xí)題8 308參考文獻(xiàn) 309