操作系统

第1章 操作系统的基本概念

1.1 定义

1.2 操作系统在计算机系统中的地位

1.3 操作系统的功能

1.3.1 用户接口

1.3.2 进程管理

1.3.3 存储器管理

1.3.4 设备管理

1.3.5 文件管理

1.3.6 网络功能

1.3.7 信息保护和安全功能

1.4 操作系统的主要性能指标

1.4.1 系统的可靠性、可维修性、可用性

1.4.2 系统吞吐量

1.4.3 系统响应时间

1.4.4 系统资源利用率

1.4.5 可维护性

1.4.6 可移植性

1.5 操作系统的特性

1.5.1 并发

1.5.2 共享

1.5.3 虚拟

习题

第2章 操作系统的形成与发展

2.1 手工操作时期

2.2 监控程序

2.3 多道批处理操作系统

2.4 分时操作系统

2.5 实时操作系统

2.6 个人操作系统

2.7 网络操作系统

2.8 分布式操作系统

2.9 嵌入式操作系统

2.9.1 概述

2.9.2 手机操作系统

2.9.3 其他嵌入式操作系统

2.10 现代操作系统的发展

2.10.1 微内核结构

2.10.2 多线程

2.10.3 对称多处理

2.10.4 面向对象

习题

第3章 几种流行的操作系统

3.1 UNIX

3.1.1 概述

3.1.2 历史

3.1.3 UNIX的结构

3.1.4 UNIX的主要应用版本

3.2 Linux

3.2.1 Linux的诞生

3.2.2 Linux特性综述

3.2.3 Linux的发行版本

3.2.4 Linux操作系统的结构

3.3 DOS、Windows

3.3.1 MS-DOS

3.3.2 Microsoft Windows

3.4 Mac OS

习题

第4章 网络环境中的操作系统

4.1 网络计算环境

4.2 服务器

4.3 服务器操作系统

习题

第5章 作业管理及批处理作业

5.1 操作系统接口概述

5.2 作业、作业步和作业流

5.3 作业管理的功能

5.4 作业的状态及其转换

5.5 批处理作业

5.5.1 程序接口

5.5.2 批量型作业的组织结构

5.5.3 作业控制

5.5.4 作业的输入与输出

5.5.5 作业调度

习题

第6章 交互型作业

6.1 交互型作业的特点

6.2 联机命令接口

6.3 Linux系统中的联机命令

6.4 X Window

6.4.1 X Window系统的安装与配置

6.4.2 桌面环境

6.4.3 X Window编程

习题

第7章 程序和进程

7.1 并发进程

7.1.1 程序顺序执行及其特点

7.1.2 程序并发执行及其特点

7.2 进程的描述

7.2.1 进程的引入和定义

7.2.2 进程控制块（PCB）

7.2.3 Linux的进程控制块

7.3 进程的状态及其转换

7.3.1 进程的不同状态

7.3.2 状态转换模型

7.3.3 Linux的进程状态

7.4 进程的控制

7.4.1 原语操作

7.4.2 Linux中的进程控制（编程实现）

7.5 线程

7.5.1 线程的引入

7.5.2 线程的概念

7.5.3 引入线程的优点

7.5.4 线程和进程的关系

7.5.5 线程的状态及其转换

7.5.6 Java中线程的状态及其转换

7.5.7 用户级线程和内核级线程

习题

第8章 互斥和同步

8.1 进程间的相互作用

8.1.1 互斥

8.1.2 临界资源和临界区

8.1.3 互斥的解决方案

8.1.4 信号量和P、V操作

8.1.5 用P、V操作实现互斥

8.1.6 同步

8.1.7 用信号量实现进程同步

8.1.8 经典的进程同步和互斥问题

8.2 管程

8.2.1 管程的引出

8.2.2 管程的概念

8.2.3 用管程实现同步

习题

第9章 死锁及饿死

9.1 死锁的形成

9.2 死锁的必要条件

9.3 死锁的预防

9.4 死锁的避免

9.5 死锁的检测

9.6 饿死的问题

习题

第10章 处理机调度

10.1 概念

10.1.1 进程调度的概念

10.1.2 进程调度的功能

10.1.3 引起进程调度的原因

10.1.4 选择进程调度算法的因素

10.1.5 进程调度的性能评价

10.2 处理机调度的类型

10.2.1 长程调度

10.2.2 中程调度

10.2.3 短程调度

10.3 进程调度算法

10.3.1 先来先服务调度算法

10.3.2 优先级调度算法

10.3.3 时间片轮转调度算法

10.3.4 最短进程优先调度算法

10.3.5 多级反馈队列调度算法

10.4 多处理机调度

10.4.1 多处理机系统简介

10.4.2 多处理机操作系统

10.4.3 多处理机调度

10.5 Linux的进程调度

10.5.1 Linux进程调度的时机

10.5.2 进程的权值

10.5.3 进程调度的实现

10.5.4 进程调度的策略

习题

第11章 内存管理

11.1 主存储器在计算机系统中的地位

11.2 存储器的物理组织

11.3 存储管理的研究内容

11.4 存储组织、管理及策略

11.5 地址重定位

11.5.1 用户程序的主要处理阶段

11.5.2 地址重定位

11.6 分区存储管理

11.6.1 单一分区

11.6.2 固定分区

11.6.3 可变分区（Variable Partition）

11.6.4 空闲区的分配和回收

11.6.5 分区的保护

11.7 简单页式存储管理

11.7.1 分区存储组织存在的问题及解决思路

11.7.2 分页的方法

11.7.3 页式存储组织的实现

11.8 简单分段式存储管理

11.8.1 实现原理

11.8.2 逻辑地址的表示

11.8.3 段表

11.8.4 控制寄存器

11.8.5 管理过程

11.8.6 段式管理的特点

11.9 覆盖技术

11.10 交换（Swapping）技术

11.11 虚拟存储管理技术和局部性原理

11.12 虚拟页式存储管理技术

11.12.1 思路

11.12.2 扩充页表

11.12.3 缺页中断

11.12.4 置换算法

11.12.5 性能问题

11.12.6 页式管理的优缺点

11.13 虚拟分段式存储管理技术

11.14 段页式存储管理技术

11.15 伙伴系统

11.16 Linux的内存管理实现机构

11.17 Linux的分页

11.18 Linux的地址映射机制

11.19 Linux的存储管理

11.20 交换机制

习题

第12章 文件系统

12.1 概述

12.2 文件系统的引入

12.3 文件系统的有关概念

12.4 文件的逻辑结构与存取方法

12.4.1 流式文件

12.4.2 记录式文件

12.5 文件的物理结构与存储设备的特点

12.5.1 文件存储设备

12.5.2 文件的物理结构

12.6 文件存储空间管理

12.6.1 位示图法

12.6.2 空闲区表

12.6.3 空闲块链

12.7 目录管理

12.7.1 文件目录的概念

12.7.2 文件目录结构

12.7.3 文件访问的实现

12.7.4 文件的连接

12.8 文件的保护和保密

12.9 文件的使用

12.10 Linux文件系统概述

12.10.1 Linux文件系统的特点

12.10.2 Linux文件系统的结构

12.10.3 文件系统的注册

12.10.4 树型目录结构

12.10.5 文件系统的安装、卸载

12.11 Ext2文件系统

12.11.1 Ext2文件系统的磁盘布局

12.11.2 Ext2文件系统的索引节点

12.11.3 Ext2目录

12.11.4 文件查找

12.12 虚拟文件系统

12.12.1 VFS的超级块

12.12.2 VFS的索引节点

习题

第13章 设备管理

13.1 概述

13.1.1 外设的分类

13.1.2 设备管理的目标和功能

13.2 Linux的设备管理结构

13.3 I/O控制方式

13.3.1 设备控制器

13.3.2 循环测试I/O方式（程序直接控制方式）

13.3.3 中断技术及Linux的中断管理

13.3.4 直接存储器访问DMA

13.3.5 通道方式

13.4 缓冲技术

13.5 设备分配

13.5.1 设备分配用数据结构

13.5.2 设备分配策略

13.6 Linux的设备管理

13.7 Linux的设备驱动程序的框架

13.8 Linux的块设备驱动程序

13.9 Linux的字符设备驱动程序

习题

第14章 进程通信

14.1 进程通信的概念

14.2 最早的IPC方法：信号与管道

14.2.1 信号

14.2.2 管道

14.3 System V通信机制

14.3.1 消息队列

14.3.2 信号量

14.3.3 共享内存

习题

第15章 网络

15.1 概述

15.2 网络协议简介

15.3 Linux网络的分层结构

15.4 Linux的套接字及其缓冲区

15.4.1 套接字在网络中的地位

15.4.2 套接字的作用

15.4.3 Linux套接字的层次

15.4.4 套接字通信数据结构

15.5 Linux网络协议的实现

15.5.1 建立连接

15.5.2 撤销连接

15.5.3 数据发送

15.6 Linux的网络设备接口

15.6.1 结构

15.6.2 设备注册

习题

第16章 分布式处理

16.1 分布式操作系统

16.2 客户机/服务器计算

16.2.1 分布式环境的客户机/服务器模式

16.2.2 三（多）层浏览器/服务器结构

16.2.3 中间件

16.3 分布式进程通信

16.3.1 分布式消息传递

16.3.2 远过程调用

16.4 进程迁移

16.4.1 概念

16.4.2 进程迁移机制

16.5 分布式环境下的互斥及死锁

16.5.1 概念

16.5.2 逻辑钟

16.5.3 互斥算法

16.5.4 死锁

16.6 集群

16.6.1 概念

16.6.2 集群技术的分类

16.6.3 Beowulf和Linux集群

习题

第17章 权限

17.1 概述

17.2 权限的含义

17.3 授权

17.4 文件权限

17.5 文件权限的表示

17.6 文件权限的设置

习题

第18章 安全

18.1 安全问题

18.2 安全评估

18.3 安全风险

18.4 身份验证

18.5 密码系统

18.6 入侵检测

18.6.1 入侵检测系统的分类

18.6.2 入侵检测系统的分析技术

18.6.3 入侵检测系统的设置

18.6.4 入侵检测系统的部署

18.7 安全策略

18.7.1 安全策略的内容

18.7.2 安全策略的类型

18.7.3 安全策略的制定

18.8 SELinux

18.8.1 传统Linux的缺点

18.8.2 SELinux的主要改进

18.8.3 SELinux的优点

18.8.4 SELinux的主要结构

18.8.5 SELinux的应用

习题

第19章 备份与恢复

19.1 备份策略

19.2 备份和恢复数据

19.3 备份系统的结构

19.4 磁带备份与恢复

19.4.1 磁带备份介质

19.4.2 备份内容

19.4.3 备份工具

19.5 磁盘备份与恢复

19.5.1 磁盘容错技术

19.5.2 第一级容错技术（SFT-Ⅰ）

19.5.3 第二级容错技术（SFT-Ⅱ）

19.5.4 廉价磁盘冗余阵列

19.5.5 备份与恢复

习题

第20章 操作系统实验指导

实验1 Linux操作入门

E1.1 Linux的启动

E1.2 Linux的登录

E1.3 退出

E1.4 关机

E1.5 虚拟终端

E1.6 超级用户与普通用户

E1.7 上机指导

E1.8 练习与思考

实验2 Linux的文件与目录管理

E2.1 Linux目录结构

E2.2 文件和文件名

E2.3 目录和目录名

E2.4 文件和目录管理常用命令

E2.5 上机操作

实验3 几个常用命令、重定向和管道

E3.1 几个常用命令

E3.2 重定向和管道

E3.3 上机指导

实验4 vi编辑器的使用和Linux环境下的编程

E4.1 vi编辑器

E4.2 Linux环境下的编程

E4.3 GCC编译器的使用

E4.4 调试源程序

E4.5 运行自己开发的程序

E4.6 上机指导

实验5 Linux的进程管理

E5.1 几个进程相关主要命令

E5.2 作业控制

E5.3 观察系统动态的进程控制和进程调度的工具

E5.4 上机指导

实验6 shell脚本的编制

E6.1 shell脚本的建立和执行

E6.2 上机指导

实验7 Linux文件系统

E7.1 Linux树型目录结构

E7.2 Linux的设备文件

E7.3 文件系统的挂装及卸载

E7.4 磁盘准备

E7.5 上机指导

实验8 Ext2文件系统的结构

E8.1 观察Ext2文件系统的主要数据结构源程序

E8.2 观察磁盘上的Ext2系统结构

E8.3 观察文件的Ext2结构

E8.4 观察目录的Ext2结构

E8.5 观察目录下的Ext2文件结构

E8.6 观察大文件的Ext2结构

E8.7 删除文件后的Ext2结构的变化

实验9 用户与用户管理

E9.1 用户

E9.2 用户组

E9.3 上机指导

实验10 配置和管理Internet服务

E10.1 Web服务器的建立

E10.2 MySQL数据库服务器安装和管理

实验11 安全性设置

E11.1 引导安全

E11.2 文件安全

E11.3 修改权限

E11.4 网络安全

E11.5 用户口令安全

E11.6 内核安全

实验12 Linux安装和删除

E12.1 Red Hat Linux的安装

E12.2 Linux的删除

项目1 进程创建

项目2 进程间通信

项目3 Socket通信

附录A 参考文献及参考网站

《操作系统（第2版）》共20章。第1～4章介绍操作系统的基本概念、形成与发展，几种流行的操作系统和网络环境中的操作系统。第5章、第6章介绍操作系统的作业管理及批处理作业、交互型作业。第7～10章介绍程序和进程、互斥和同步、死锁及饿死、处理机调度。第11～13章介绍内存管理、文件系统和设备管理。第14章、第15章介绍进程通信和网络。第16章介绍分布式处理。第17～19章介绍权限、安全、备份与恢复。第20章介绍12个可供Linux操作系统上机实验的内容、具体操作步骤以及3个项目。
《操作系统（第2版）》在积累了作者多年教学经验的基础上编写而成，裁减有度，可操作性强，并以Linux源程序案例和实验来印证相应理论。与《操作系统（第2版）》配套的教学资源（包括课件、实验录屏、项目源代码等）可从华信教育资源网免费下载。
《操作系统（第2版）》可作为高等院校计算机专业及相关专业的教材，也可供Linux爱好者参考。