操作系統

《操作系統》全面系統地介紹了操作系統的原理和相關實現技術。全書共分9章。前6章在介紹操作系統的基本概念、功能、特徵基礎上，詳細介紹了操作系統涉及的處理機管理、存儲器管理、設備管理、文件管理、死鎖等基本內容。第7章介紹多處理機、網絡以及分佈式操作系統的基本原理。第8章介紹操作系統的安全性。第9章是開發工具和開發過程簡介。全書從教學實際出發，章節安排上注意讀者的閲讀習慣，儘量採用通俗易懂的語言，突出基礎，注意應用。

《操作系統》可以作為高等院校計算機本科專業的操作系統課程教材，亦可以供計算機應用開發人員參考。各章內容有相對獨立的部分，在實際教學過程中，授課教師可以針對學生的專業特點和不同層次按需要組織教學。

第1章 操作系統概論

1.1 操作系統的概念

1.2 操作系統的主要功能

1.3 操作系統的基本特徵

1.4 操作系統的邏輯結構和運行模型

1.5 操作系統的形成與發展

1.6 主要操作系統類型

1.7 流行操作系統簡介

1.7.1 Windows操作系統

1.7.2 UNIX操作系統

1.7.3 Linux操作系統

1.8 操作系統涉及的一些相關概念簡介

1.8.1 中斷和異常

1.8.2 系統調用

習題一

第2章 進程管理

2.1 進程的概念

2.1.1 進程的引入

2.1.2 進程控制塊

2.1.3 進程的狀態及其轉換

2.2 進程控制

2.2.1 進程的創建與撤銷

2.2.2 進程的阻塞與喚醒

2.2.3 進程的掛起與激活

2.3 進程的互斥與同步

2.3.1 基本概念

2.3.2 實現進程互斥的硬件方法

2.3.3 實現進程互斥的軟件方法

2.3.4 信號量機制

2.3.5 經典互斥與同步問題

2.3.6 管程機制

2.4 進程間通信

2.4.1 共享內存通信方式

2.4.2 消息緩衝通信方式

2.4.3 信箱通信方式

2.4.4 管道通信方式

2.5 線程

2.5.1 引入線程的目的

2.5.2 線程的概念

2.5.3 線程與傳統進程比較

2.5.4 線程實現機制

習題二

第3章 處理機調度與死鎖

3.1 處理機調度

3.1.1 處理機調度的基本概念

3.1.2 選擇調度算法的原則

3.1.3 調度算法

3.1.4 實時調度

3.1.5 進程切換

3.2 死鎖

3.2.1 產生死鎖的原因和必要條件

3.2.2 預防死鎖

3.2.3 避免死鎖

3.2.4 檢測和解除死鎖

習題三

第4章 存儲管理

4.1 程序的鏈接和裝入

4.1.1 邏輯地址、物理地址和虛擬地址

4.1.2 程序鏈接

4.1.3 程序裝入

4.2 分區式存儲管理

4.2.1 單一連續分區存儲管理

4.2.2 固定分區存儲管理

4.2.3 可變分區存儲管理

4.2.4 覆蓋與交換技術

4.3 分頁式存儲管理

4.3.1 分頁式存儲管理概述

4.3.2 分頁式存儲管理的地址變換機構

4.3.3 兩級和多級頁表

4.3.4 內存塊的分配與回收

4.4 分段式存儲管理

4.4.1 分段式存儲管理概述

4.4.2 分段式存儲管理的地址變換機構

4.4.3 段的共享與保護

4.4.4 分段與分頁系統的區別

4.5 段頁式存儲管理

4.5.1 段頁式存儲管理的基本思想

4.5.2 段頁式存儲管理的地址變換機構

4.6 虛擬存儲管理

4.6.1 虛擬存儲器概念

4.6.2 請求分頁虛擬存儲管理

4.6.3 請求分段虛擬存儲管理

4.6.4 請求段頁式虛擬存儲管理

習題四

第5章 設備管理

5.1 輸入／輸出系統

5.1.1 計算機設備分類

5.1.2 設備控制器

5.1.3 通道

5.2 輸入／輸出控制方式

5.2.1 程序直接輸入／輸出控制方式

5.2.2 中斷輸入／輸出控制方式

5.2.3 DMA輸入／輸出控制方式

5.2.4 通道輸入／輸出控制方式

5.3 緩衝技術

5.3.1 單緩衝和雙緩衝

5.3.2 循環緩衝

5.3.3 緩衝池

5.4 設備分配

5.4.1 用於設備分配的數據結構

5.4.2 設備分配策略

5.5 輸入／輸出軟件

5.5.1 用户層輸入／輸出軟件

5.5.2 設備無關軟件

5.5.3 設備驅動程序

5.5.4 輸入／輸出中斷處理程序

5.6 虛擬設備

5.7 磁盤存儲器管理

5.7.1 存儲設備概述

5.7.2 磁盤調度

5.7.3 獨立磁盤冗餘陣列

5.7.4 提高磁盤輸入／輸出速度的方法

習題五

第6章 文件管理

6.1 概述

6.1.1 文件和文件系統

6.1.2 文件分類

6.1.3 文件操作

6.2 文件數據的組織和存儲

6.2.1 文件的邏輯結構

6.2.2 文件的物理結構

6.3 文件目錄

6.3.1 文件控制塊

6.3.2 索引結點

6.3.3 目錄結構

6.3.4 目錄檢索技術

6.4 文件存儲空間管理

6.4.1 空閒區表法

6.4.2 空閒塊鏈表法

6.4.3 位示圖法

6.4.4 成組鏈接法

6.5 文件共享

6.6 文件系統的數據一致性

習題六

第7章 多處理機、網絡和分佈式操作系統

7.1 多處理機操作系統

7.1.1 多處理機系統概述

7.1.2 多處理機調度

7.1.3 多處理機同步

7.2 網絡操作系統

7.2.1 網絡操作系統概述

7.2.2 網絡操作系統實例介紹

7.3 分佈式操作系統

7.3.1 分佈式操作系統概述

7.3.2 分佈式資源管理

7.3.3 分佈式進程通信

7.3.4 分佈式進程的互斥與同步

7.3.5 分佈式文件系統

7.3.6 進程遷移

7.3.7 分佈式系統中的死鎖

習題七

第8章 操作系統的安全性

8.1 系統安全性概述

8.1.1 系統安全性的內涵

8.1.2 影響系統安全的因素

8.2 操作系統的安全機制

8.2.1 身份鑑別

8.2.2 存取控制

8.2.3 最小特權管理

8.2.4 硬件保護

8.2.5 安全審計

8.2.6 入侵檢測

8.2.7 數據加密技術

8.3 系統安全評測標準

習題八

第9章 Linux程序開發工具

9.1 GNU工具鏈

9.1.1 編譯過程

9.1.2 常用選項

9.2 GDB調試工具

9.2.1 啓動GDB

9.2.2 斷點

9.2.3 單步執行

9.2.4 查看運行時數據

9.3 make程序維護工具

9.3.1 make工作機制

9.3.2 makefile基本結構

9.3.3 makefile變量

9.3.4 環境變量和預定義變量

9.3.5 隱含規則

9.3.6 makefile範例

9.3.7 運行make

9.4 Linux內核開發簡介

9.4.1 獲取內核源碼

9.4.2 配置內核

9.4.3 編譯內核

9.4.4 安裝內核

附錄 Linux常用命令

參考文獻