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第0章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

0.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)

0.2計(jì)算機(jī)硬件

0.2.1中央處理器

0.2.2存儲器

0.2.3I/O系統(tǒng)

0.2.4總線

0.2.5啟動(dòng)計(jì)算機(jī)

0.3指令的執(zhí)行

0.3.1取指令與執(zhí)行指令

0.3.2I/O函數(shù)

0.4中斷

0.4.1中斷與指令周期

0.4.2中斷處理

0.4.3多個(gè)中斷

思考與練習(xí)題

第1章操作系統(tǒng)引論

1.1操作系統(tǒng)的定義

1.1.1資源管理的觀點(diǎn)

1.1.2用戶的觀點(diǎn)（擴(kuò)展機(jī)器的觀點(diǎn)）

1.2操作系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展

1.2.1代計(jì)算機(jī)沒有操作系統(tǒng)

1.2.2第二代計(jì)算機(jī)有了監(jiān)控系統(tǒng)

1.2.3第三代計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)得到極大的發(fā)展

1.2.4第四代計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)向多元化方向發(fā)展

1.3操作系統(tǒng)的特征

1.4操作系統(tǒng)的功能

1.4.1進(jìn)程管理

1.4.2存儲管理

1.4.3設(shè)備管理

1.4.4文件管理

1.4.5操作系統(tǒng)接口

1.5操作系統(tǒng)的類型

1.5.1批處理操作系統(tǒng)

1.5.2分時(shí)操作系統(tǒng)

1.5.3實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

1.5.4微機(jī)操作系統(tǒng)

1.5.5多處理機(jī)操作系統(tǒng)

1.5.6網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

1.5.7分布式操作系統(tǒng)

1.5.8嵌入式操作系統(tǒng)

1.6操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

1.6.1單核系統(tǒng)

1.6.2多核系統(tǒng)

1.6.3集群系統(tǒng)

思考與練習(xí)題

第2章進(jìn)程與線程

2.1進(jìn)程的引入

2.1.1單道程序的順序執(zhí)行

2.1.2多道程序的并發(fā)執(zhí)行

2.1.3程序并發(fā)執(zhí)行的條件

2.1.4進(jìn)程的概念

2.2進(jìn)程的狀態(tài)及組成

2.2.1進(jìn)程的基本狀態(tài)

2.2.2進(jìn)程的掛起狀態(tài)

2.2.3進(jìn)程控制塊

2.3進(jìn)程控制

2.3.1操作系統(tǒng)內(nèi)核

2.3.2進(jìn)程的創(chuàng)建與撤銷

2.3.3進(jìn)程的阻塞與喚醒

2.3.4進(jìn)程的掛起與激活

2.4線程

2.4.1線程的概念

2.4.2線程與進(jìn)程的比較

2.4.3線程的實(shí)現(xiàn)

2.4.4多線程問題

思考與練習(xí)題

第3章進(jìn)程同步與通信

3.1進(jìn)程同步與互斥

3.1.1并發(fā)原理

3.1.2臨界資源與臨界區(qū)

3.1.3互斥實(shí)現(xiàn)的硬件方法

3.1.4互斥實(shí)現(xiàn)的軟件方法

3.1.5信號量和P、V操作

3.2經(jīng)典進(jìn)程同步與互斥問題

3.2.1生產(chǎn)者消費(fèi)者問題

3.2.2讀者寫者問題

3.2.3哲學(xué)家進(jìn)餐問題

3.2.4打瞌睡的理發(fā)師問題

3.3AND信號量

3.3.1AND信號量的引入

3.3.2用AND信號量解決實(shí)際應(yīng)用

3.4管程

3.4.1管程的思想

3.4.2管程的結(jié)構(gòu)

3.4.3用管程解決實(shí)際應(yīng)用

3.5同步與互斥實(shí)例

3.5.1Solaris的同步與互斥

3.5.2Windows的同步與互斥

3.5.3Linux的同步與互斥

3.6進(jìn)程通信

3.6.1進(jìn)程通信的類型

3.6.2進(jìn)程通信中的問題

3.6.3消息傳遞系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.6.4客戶端服務(wù)器系統(tǒng)通信

思考與練習(xí)題

第4章調(diào)度與死鎖

4.1調(diào)度類型與準(zhǔn)則

4.1.1調(diào)度類型

4.1.2進(jìn)程調(diào)度方式

4.1.3進(jìn)程調(diào)度時(shí)機(jī)

4.1.4調(diào)度的性能準(zhǔn)則

4.2調(diào)度算法

4.2.1先來先服務(wù)調(diào)度算法

4.2.2短作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先調(diào)度算法

4.2.3時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法

4.2.4優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法

4.2.5多級反饋隊(duì)列調(diào)度算法

4.2.6多種調(diào)度算法的比較

4.3死鎖的基本概念

4.3.1死鎖的定義

4.3.2死鎖產(chǎn)生的原因

4.3.3可重復(fù)使用資源和可消耗資源

4.3.4死鎖產(chǎn)生的必要條件

4.4死鎖的預(yù)防與避免

4.4.1死鎖的預(yù)防

4.4.2死鎖的避免

4.4.3銀行家算法

4.5死鎖的檢測與解除

4.5.1資源分配圖

4.5.2死鎖的解除

4.5.3鴕鳥算法

思考與練習(xí)題

第5章存儲管理

5.1程序的裝入和鏈接

5.1.1重定位

5.1.2鏈接

5.2連續(xù)分配存儲管理方式

5.2.1單一連續(xù)分區(qū)

5.2.2固定分區(qū)

5.2.3可變分區(qū)

5.2.4動(dòng)態(tài)重定位分區(qū)

5.3頁式存儲管理

5.3.1頁式存儲管理的基本原理

5.3.2頁式存儲管理的地址變換

5.3.3頁表的硬件實(shí)現(xiàn)

5.3.4頁表的組織

5.4段式存儲管理

5.4.1段式存儲管理的基本原理

5.4.2段式存儲管理系統(tǒng)的地址變換

5.4.3分段和分頁的區(qū)別

5.4.4段的共享與保護(hù)

5.5段頁式存儲管理

5.5.1段頁式存儲管理的基本原理

5.5.2段頁式存儲管理的地址變換

5.5.3段頁式存儲管理系統(tǒng)舉例

思考與練習(xí)題

第6章虛擬存儲管理

6.1虛擬存儲器的引入

6.1.1局部性原理

6.1.2虛擬存儲器

6.1.3虛擬存儲器的特征

6.2請求頁式存儲管理

6.2.1請求頁式存儲管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

6.2.2請求頁式存儲管理駐留集管理

6.2.3請求頁式存儲管理的調(diào)入策略

6.2.4請求頁式存儲管理的頁面置換算法

6.2.5請求頁式存儲管理系統(tǒng)的性能

6.3請求段式存儲管理

6.3.1請求段式存儲管理的地址實(shí)現(xiàn)

6.3.2動(dòng)態(tài)鏈接

思考與練習(xí)題

第7章設(shè)備管理

7.1I/O管理概述

7.1.1I/O管理的功能

7.1.2I/O硬件組成

7.1.3I/O設(shè)備

7.1.4設(shè)備控制器

7.1.5設(shè)備通道

7.2I/O控制方式

7.2.1程序直接控制方式

7.2.2中斷控制方式

7.2.3DMA控制方式

7.2.4通道控制方式

7.3I/O系統(tǒng)

7.3.1設(shè)備分配

7.3.2SPOOLing技術(shù)

7.3.3設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

7.3.4中斷處理程序

7.4磁盤管理

7.4.1磁盤結(jié)構(gòu)和管理

7.4.2磁盤調(diào)度

7.4.3獨(dú)立磁盤冗余陣列

7.4.4非易失性存儲器

7.5緩沖管理

7.5.1緩沖

7.5.2磁盤高速緩存

7.5.3提高磁盤I/O速度的其他方法

思考與練習(xí)題

第8章文件管理

8.1文件概述

8.1.1文件類型

8.1.2文件屬性

8.1.3文件的操作

8.1.4文件訪問方式

8.2文件結(jié)構(gòu)和文件系統(tǒng)

8.2.1文件結(jié)構(gòu)

8.2.2有結(jié)構(gòu)文件的組織

8.2.3文件系統(tǒng)

8.3目錄

8.3.1文件控制塊和索引節(jié)點(diǎn)

8.3.2單級目錄

8.3.3兩級目錄

8.3.4樹形目錄

8.3.5目錄的查詢

8.3.6文件的共享

8.4文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

8.4.1文件系統(tǒng)的格式

8.4.2文件的存儲結(jié)構(gòu)

8.4.3空閑存儲空間的管理

8.5文件系統(tǒng)的可靠性

8.5.1壞塊管理

8.5.2備份

8.5.3文件系統(tǒng)一致性問題

8.5.4數(shù)據(jù)一致性控制

8.6保護(hù)機(jī)制

8.6.1保護(hù)域

8.6.2保護(hù)矩陣的實(shí)現(xiàn)

8.6.3分級安全管理

思考與練習(xí)題

第9章Windows操作系統(tǒng)

9.1Windows的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)

9.1.1Windows的特點(diǎn)

9.1.2Windows的結(jié)構(gòu)

9.2Windows 進(jìn)程管理

9.2.1Windows的進(jìn)程和線程

9.2.2Windows的互斥與同步

9.2.3Windows的進(jìn)程通信

9.2.4Windows的線程調(diào)度

9.3Windows內(nèi)存管理

9.3.1Windows的地址空間布局

9.3.2Windows的地址變換機(jī)制

9.3.3Windows的內(nèi)存分配

9.3.4Windows的頁面共享

9.3.5Windows的駐留集

9.3.6Windows的物理內(nèi)存管理

9.4Windows設(shè)備管理

9.4.1Windows的I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

9.4.2Windows的I/O系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

9.4.3Windows的I/O系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

9.4.4Windows的I/O處理

9.4.5Windows的磁盤管理

9.4.6Windows的高速緩存管理

9.4.7Windows的高速緩存支持的操作

9.5Windows文件管理

9.5.1Windows文件系統(tǒng)概述

9.5.2NTFS卷及其結(jié)構(gòu)

9.5.3NTFS的可恢復(fù)性、可靠性和安全性

思考與練習(xí)題

第10章Linux操作系統(tǒng)

10.1Linux內(nèi)核設(shè)計(jì)

10.1.1內(nèi)核設(shè)計(jì)目標(biāo)

10.1.2微內(nèi)核與單內(nèi)核

10.1.3Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)

10.2Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)與初始化

10.2.1初始化系統(tǒng)

10.2.2操作系統(tǒng)的初始化

10.2.3init進(jìn)程

10.3Linux進(jìn)程管理

10.3.1Linux中的進(jìn)程與線程

10.3.2進(jìn)程與線程的創(chuàng)建和撤銷

10.3.3進(jìn)程調(diào)度

10.3.4進(jìn)程通信

10.4Linux內(nèi)存管理

10.4.1虛擬內(nèi)存管理

10.4.2物理內(nèi)存管理

10.5Linux文件管理

10.5.1虛擬文件系統(tǒng)

10.5.2文件系統(tǒng)的安裝與卸載

10.5.3EXT2邏輯文件系統(tǒng)

10.6Linux設(shè)備管理

10.6.1Linux設(shè)備管理概述

10.6.2Linux設(shè)備的類型

10.6.3中斷

10.6.4緩存和刷新機(jī)制

10.6.5磁盤調(diào)度

思考與練習(xí)題

第11章操作系統(tǒng)安全

11.1操作系統(tǒng)安全概述

11.1.1操作系統(tǒng)的脆弱性

11.1.2安全操作系統(tǒng)的重要性

11.2操作系統(tǒng)的安全機(jī)制

11.2.1硬件安全機(jī)制

11.2.2軟件安全機(jī)制

11.3操作系統(tǒng)安全評測

11.3.1操作系統(tǒng)安全評測方法

11.3.2國內(nèi)外計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全評測準(zhǔn)則

11.3.3美國國防部可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測準(zhǔn)則

11.3.4CC(ISO/IEC 15408��1999)

11.3.5中國計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)等級劃分準(zhǔn)則

11.4分布式操作系統(tǒng)安全

11.4.1加密和數(shù)據(jù)簽名

11.4.2身份認(rèn)證

11.4.3防火墻

11.5Linux操作系統(tǒng)安全性

11.5.1標(biāo)識與鑒別

11.5.2存取控制

11.5.3審計(jì)與加密

11.5.4網(wǎng)絡(luò)安全

11.5.5備份

11.6Windows 2000/XP操作系統(tǒng)安全

11.6.1Windows 2000/XP安全模型

11.6.2Windows的注冊表、文件系統(tǒng)及系統(tǒng)的激活和授權(quán)機(jī)制

11.7主流操作系統(tǒng)安全機(jī)制

11.7.1Windows Vista/Windows 7/Windows 10操作系統(tǒng)

11.7.2Android操作系統(tǒng)

11.7.3Mac OS & iOS操作系統(tǒng)

11.8云操作系統(tǒng)

11.8.1Windows Azure

11.8.2Google Chrome OS

11.9要點(diǎn)及小結(jié)

思考與練習(xí)題

參考文獻(xiàn)