操作系统原理与实践教程

第1章 操作系统概论

1.1 操作系统的概念

1.1.1 操作系统的定义

1.1.2 操作系统的特征

1.1.3 操作系统的功能

1.1.4 操作系统的设计目标

1.1.5 操作系统的性能指标

1.2 操作系统的形成和发展

1.2.1 人工操作阶段

1.2.2 单道批处理

1.2.3 多道批处理

1.2.4 分时操作系统

1.2.5 个人计算机操作系统

1.2.6 实时操作系统

1.2.7 网络操作系统

1.2.8 分布式操作系统

1.2.9 操作系统的进一步发展

1.3 操作系统的结构

1.3.1 整体结构

1.3.2 分层结构

1.3.3 虚拟机

1.3.4 外核

1.3.5 客户机／服务器结构

1.4 常用操作系统简介

1.4.1 Windows系列操作系统

1.4.2 UNIX和Linux系统

1.5 小结

1.6 思考练习

第2章 操作系统的界面

2.1 用户工作环境

2.1.1 用户环境

2.1.2 系统的生成与引导

2.1.3 实例分析：Linux系统启动

2.2 操作系统的用户接口

2.2.1 命令接口

2.2.2 图形用户接口

2.2.3 程序接口

2.3 操作系统提供的服务

2.3.1 操作系统提供的基本服务

2.3.2 操作系统提供的公共函数

2.4 小结

2.5 思考练习

第3章 处理器管理

3.1 进程的引入

3.1.1 程序的顺序执行

3.1.2 程序的并发执行

3.2 进程的概念

3.2.1 进程的定义

3.2.2 进程的状态

3.2.3 进程控制块

3_3进程控制

3.3.1 进程控制的概念

3.3.2 进程控制机构

3.3.3 进程创建

3.3.4 进程撤销

3.3.5 进程阻塞

3.3.6 进程唤醒

3.4 线程

3.4.1 线程的概念

3.4.2 线程的特点与状态

3.4.3 线程的实现

3.4.4 多线程模型

3.4.5 线程池

3.5 处理器调度

3.5.1 处理器调度的层次

3.5.2 选择调度算法的准则

3.5.3 作业调度

3.5.4 进程调度

3.6 调度算法

3.6.1 先来先服务

3.6.2 短作业(进程)优先

3.6.3 优先级调度

3.6.4 时间片轮转法

3.6.5 多级队列算法

3.6.6 多级反馈队列调度

3.6.7 高响应比优先调度

3.7 多处理器调度和实时调度

3.7.1 多处理器调度

3.7.2 实时调度

3.8 小结：

3.9 思考练习

第4章 进程同步与死锁

4.1 进程的同步和互斥

4.1.1 进程的同步

4.1.2 进程互斥

4.1.3 信号量机制

4.1.4 信号量的使用方法

4.1.5 信号量的应用实例

4.2 经典同步问题

4.2.1 生产者.消费者问题

4.2.2 读者.写作者问题

4.2.3 哲学家进餐问题

4.2.4 理发师问题

4.3 管程

4.3.1 管程的基本概念

4.3.2 条件变量

4.3.3 使用管程解决生产者消费者问题

4.4 进程通信

4.4.1 进程通信的概念

4.4.2 进程通信的方式

4.4.3 消息传递系统

4.4.4 消息缓冲队列通信机制

4.4.5 管道通信方式

4.5 死锁

4.5.1 死锁的概念

4.5.2 死锁产生的原因和必要条件

4.5.3 死锁的描述——资源分配图

4.5.4 处理死锁的方法

4.6 死锁的预防和避免

4.6.1 死锁的预防

4.6.2 死锁的避免

4.7 死锁的检测和解除

4.7.1 死锁的检测

4.7.2 死锁的解除

4.8 小结

4.9 思考练习

第5章 存储管理

5.1 存储管理的概念

5.1.1 多级存储结构

5.1.2 程序的运行过程

5.1.3 存储管理的任务和功能

5.1.4 存储管理方式

5.2 连续内存分配

5.2.1 单一连续分配

5.2.2 固定分区分配

5.2.3 动态分区分配

5.2.4 可重定位分区分配

5.3 内存不足时的管理

5.3.1 覆盖

5.3.2 交换

5.4 分页存储管理

5.4.1 分页存储管理的基本原理

5.4.2 地址映射

5.4.3 页表的结构

5.4.4 页面的共享

5.5 分段存储管理

5.5.1 分段存储管理方式的引入

5.5.2 分段存储管理的基本原理

5.5.3 段的共享和保护

5.5.4 段页式存储管理

5.6 虚拟存储器

5.6.1 虚拟存储器的引入

5.6.2 虚拟存储器的实现方法

5.6.3 虚拟存储器的特征

5.7 请求分页存储管理技术

5.7.1 请求分页存储管理的硬件支持

5.7.2 页面置换算法

5.7.3 请求分页系统内存块的分配

5.7.4 工作集理论和抖动问题

5.8 小结

5.9 思考练习

第6章 文件管理

6.1 文件的概念

6.1.1 文件及其分类

6.1.2 文件的属性

6.2 文件目录

6.2.1 文件控制块和文件目录

6.2.2 文件目录结构

6.2.3 目录的实现

6.3 文件和目录操作

6.3.1 文件操作

6.3.2 目录操作

6.4 文件的逻辑结构

6.4.1 文件逻辑结构的类型

6.4.2 顺序文件

6.4.3 索引文件

6.4.4 索引顺序文件

6.5 文件的物理结构

6.5.1 连续文件

6.5.2 链接文件

6.5.3 随机文件

6.5.4 文件物理结构比较

6.6 文件存储空间的分配

6.6.1 连续分配

6.6 .2链接分配

6.6.3 索引分配

6.7 文件存储空间的管理

6.7.1 空闲文件目录

6.7.2 空闲链表法

6.7.3 位示图

6.8 文件系统

6.8.1 文件系统的结构

6.8.2 文件系统的实现

6.9 文件的共享和保护

6.9.1 文件的共享

6.9.2 文件保护

6.9.3 文件系统的可靠性

6.10 小结

6.11 思考练习

第7章 设备管理

7.1 设备管理的概念

7.1.1 设备的分类

7.1.2 设备管理的任务和功能

7.1.3 I／O系统结构

7.1.4 设备控制器

7.2 I／O控制方式

7.2.1 程序直接控制方式

7.2.2 中断方式

7.2.3 DMA方式

7.2.4 通道控制方式

7.3 中断技术

7.3.1 中断的基本概念

7.3.2 中断的作用

7.3.3 中断的分类与优先级

7.3.4 软中断

7.3.5 中断处理过程

7.4 缓冲技术

7.4.1 缓冲的引入

7.4.2 缓冲的种类

7.4.3 缓冲池的管理

7.5 设备分配

7.5.1 设备分配中的数据结构

7.5.2 设备分配的原则

7.5.3 SPOOLing系统_

7.5.4 虚拟设备—共享打印机

7.5.5 SPOOLing系统的特点_

7.6 I／O软件

7.6.1 I／O软件的设计目标和原则

7.6.2 I／O中断处理程序

7.6.3 设备驱动程序

7.6.4 设备无关软件

7.6.5 用户层I／O软件

7.7 磁盘调度和管理

7.7.1 磁盘结构

7.7.2 磁盘访问时间

7.7.3 磁盘调度

7.7.4 磁盘高速缓存

7.7.5 磁盘管理

7.7.6 廉价磁盘冗余阵列

7.8 小结

7.9 思考练习

第8章 操作系统的安全和保护

8.1 计算机系统和操作系统安全

8.1.1 计算机系统安全概述

8.1.2 操作系统安全及信息安全评价准则

8.1.3 计算机安全威胁分类

8.2 操作系统安全机制

8.2.1 数据加密的基本概念

8.2.2 数字签名和身份认证

8.2.3 授权机制

8.2.4 审计

8.3 计算机病毒

8.3.1 计算机病毒的基本概念

8.3.2 计算机病毒的类型

8.3.3 病毒的预防和检测

8.4 访问控制机制

8.4.1 保护域

8.4.2 访问矩阵

8.4.3 访问矩阵的实现

8.5 小结

8.6 思考练习

参考文献

本书全面系统地介绍了现代计算机操作系统的基本理论和最新技术。全书共分为8章，第1章介绍了操作系统的概念、特征和功能、发展历史、操作系统结构和设计的相关问题，并介绍了常用的操作系统产品；第2章介绍了操作系统的生成与引导、操作系统向用户提供的接口和服务；第3、4章详细介绍了进程和线程的概念、处理器调度、同步和通信机制、调度与死锁等问题；第5、6、7章分别介绍了操作系统的存储管理、文件管理和设备管理功能；第8章介绍了操作系统的安全和保护问题。本书可作为高等院校计算机科学与技术、软件工程、信息管理等专业本、专科生的教材和考研、考证参考书，也可供从事计算机科学、工程和应用等方面工作的科技人员参考。

操作系统是计算机系统中最重要的系统软件，它管理整个计算机系统的软件和硬件资源，是其他软件和程序的运行基础，是沟通用户与计算机硬件的桥梁。操作系统因其在计算机系统中所处的地位决定了它的重要性，它是计算机科学与技术专业的一门专业基础课，是计算机相关专业学生的必修课程。操作系统是计算机领域中最活跃的学科之一，其发展极为迅速。
《操作系统原理与实践教程-（第2版）》全面系统地讲述了现代计算机操作系统的基本理论和最新技术。主要内容包括操作系统的概念、操作系统的特征和功能、操作系统的生成与引导、操作系统向用户提供的接口和服务、进程和线程的概念、处理器调度、同步和通信机制、调度与死锁等问题、存储管理、文件管理、设备管理、操作系统的安全和保护等。