目錄
第1章 操作系統(tǒng)概述 1
1.1 操作系統(tǒng)的定義 1
1.1.1 基本概念 1
1.1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的視圖 2
1.1.3 操作系統(tǒng)的基本功能 2
1.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展 4
1.3 操作系統(tǒng)的分類 5
1.4 操作系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境 8
1.5 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 9
1.6 現(xiàn)代操作系統(tǒng) 11
1.6.1 現(xiàn)代操作系統(tǒng)技術(shù)特性 11
1.6.2 UNIX技術(shù)特性 12
1.6.3 Linux技術(shù)特性 14
1.6.4 Windows Server技術(shù)特性 14
本章小結(jié) 15
習(xí)題1 16
第2章 進(jìn)程與線程 17
2.1 多道程序與并發(fā)執(zhí)行 17
2.1.1 單道程序的順序執(zhí)行 17
2.1.2 多道程序的并發(fā)執(zhí)行 18
2.2 進(jìn)程模型 20
2.2.1 進(jìn)程的概念 20
2.2.2 進(jìn)程的實(shí)體 22
2.2.3 進(jìn)程狀態(tài)和轉(zhuǎn)換 24
2.2.4 進(jìn)程控制 25
2.3 線程模型 27
2.3.1 線程的概念 27
2.3.2 線程與進(jìn)程的比較 28
2.3.3 線程的實(shí)現(xiàn) 30
2.3.4 線程調(diào)度激發(fā) 32
2.4 多核、多線程與超線程 32
2.5 進(jìn)程、線程管理實(shí)例 34
本章小結(jié) 35
習(xí)題2 35
第3章 互斥與同步 37
3.1 進(jìn)程互斥 37
3.1.1 并發(fā)原理 37
3.1.2 臨界資源與臨界區(qū) 40
3.1.3 互斥的軟、硬件實(shí)現(xiàn)方法 41
3.1.4 信號量和P、V操作 44
3.2 進(jìn)程同步 47
3.2.1 進(jìn)程同步概念 47
3.2.2 用P、V操作實(shí)現(xiàn)同步 48
3.3 進(jìn)程通信 50
3.3.1 進(jìn)程通信的類型 50
3.3.2 進(jìn)程通信中的問題 51
3.3.3 消息傳遞 52
3.4 死鎖 55
3.4.1 死鎖的概念 55
3.4.2 死鎖的必要條件 56
3.4.3 死鎖的防止 57
3.4.4 死鎖的避免 58
3.4.5 死鎖檢測與恢復(fù) 59
3.4.6 兩階段加鎖 61
3.4.7 活鎖 61
3.4.8 饑餓 62
3.5 經(jīng)典問題 63
3.5.1 讀者-寫者問題 63
3.5.2 哲學(xué)家進(jìn)餐問題 65
3.5.3 打瞌睡的理發(fā)師問題 66
3.6 多核環(huán)境下的進(jìn)程同步 67
3.7 進(jìn)程同步與通信實(shí)例 69
本章小結(jié) 69
習(xí)題3 69
第4章 處理機(jī)調(diào)度 72
4.1 處理機(jī)調(diào)度類型 72
4.1.1 長程調(diào)度 73
4.1.2 中程調(diào)度 73
4.1.3 短程調(diào)度 73
4.2 單處理機(jī)調(diào)度算法 74
4.2.1 處理機(jī)調(diào)度功能與標(biāo)準(zhǔn) 74
4.2.2 常用的處理機(jī)調(diào)度算法 75
4.3 多處理機(jī)調(diào)度 79
4.3.1 多處理機(jī)調(diào)度考慮的問題 79
4.3.2 多處理機(jī)的進(jìn)程調(diào)度 81
4.3.3 多處理機(jī)的線程調(diào)度 82
4.4 實(shí)時(shí)調(diào)度 84
4.4.1 實(shí)時(shí)調(diào)度特點(diǎn) 84
4.4.2 常用的實(shí)時(shí)調(diào)度算法 85
4.5 處理機(jī)調(diào)度實(shí)例 87
4.6 處理機(jī)調(diào)度新進(jìn)展 87
本章小結(jié) 90
習(xí)題4 91
第5章 內(nèi)存管理 93
5.1 存儲管理的功能 93
5.1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級存儲結(jié)構(gòu) 93
5.1.2 存儲管理的任務(wù)和功能 94
5.2 存儲分配的幾種形式與重定位 95
5.2.1 存儲分配的幾種形式 95
5.2.2 重定位 96
5.2.3 覆蓋與交換 98
5.3 單道環(huán)境下的存儲管理 99
5.4 分區(qū)存儲管理 100
5.4.1 固定分區(qū)法 100
5.4.2 動態(tài)分區(qū)法 101
5.5 頁式存儲管理 106
5.5.1 概述 106
5.5.2 靜態(tài)分頁管理 107
5.5.3 虛擬頁式存儲管理 112
5.5.4 分頁存儲管理的優(yōu)缺點(diǎn) 123
5.6 段式及段頁式存儲管理 123
5.6.1 段式存儲管理 123
5.6.2 段式虛擬存儲管理 125
5.6.3 段頁式虛擬存儲管理 128
5.7 內(nèi)存管理實(shí)例 130
5.8 內(nèi)存管理設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)問題 131
5.8.1 內(nèi)存管理設(shè)計(jì)問題 131
5.8.2 內(nèi)存管理實(shí)現(xiàn)問題 133
本章小結(jié) 135
習(xí)題5 136
第6章 文件管理 138
6.1 文件 138
6.1.1 文件命名 138
6.1.2 文件類型 139
6.1.3 文件屬性 139
6.1.4 文件的存取方法 141
6.1.5 文件操作 141
6.1.6 文件的邏輯結(jié)構(gòu) 141
6.1.7 文件系統(tǒng)的布局 145
6.2 文件目錄 145
6.2.1 文件目錄內(nèi)容 146
6.2.2 文件目錄結(jié)構(gòu) 147
6.3 文件共享與保護(hù) 151
6.3.1 文件共享 151
6.3.2 文件保護(hù) 154
6.4 文件恢復(fù) 154
6.4.1 文件系統(tǒng)的一致性 154
6.4.2 日志文件系統(tǒng) 155
6.5 文件存儲空間的管理 156
6.5.1 空閑表法 156
6.5.2 空閑鏈表法 157
6.5.3 位示圖法 157
6.5.4 鏈接索引表法 158
6.6 文件分配 158
6.6.1 連續(xù)分配 159
6.6.2 鏈接分配 159
6.6.3 索引鏈接分配 161
6.7 文件系統(tǒng)性能 162
6.7.1 高速緩存 162
6.7.2 預(yù)讀取與異步寫 163
6.8 文件管理實(shí)例 164
本章小結(jié) 164
習(xí)題6 164
第7章 I/O管理 167
7.1 I/O管理概述 167
7.1.1 I/O管理目標(biāo)與功能 167
7.1.2 I/O系統(tǒng)組成 168
7.2 I/O控制方式 173
7.2.1 程序直接控制方式 173
7.2.2 中斷控制方式 174
7.2.3 DMA控制方式 175
7.2.4 通道控制方式 176
7.3 I/O緩沖 179
7.3.1 單緩沖 179
7.3.2 雙緩沖 180
7.3.3 循環(huán)緩沖 180
7.3.4 緩沖池 181
7.3.5 緩沖的作用 182
7.4 設(shè)備驅(qū)動程序 182
7.5 設(shè)備分配 184
7.5.1 設(shè)備分配原則與分配方式 184
7.5.2 設(shè)備分配時(shí)應(yīng)考慮的因素 185
7.5.3 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 187
7.5.4 I/O設(shè)備分配的基本流程 188
7.5.5 SPOOLing技術(shù) 188
7.6 磁盤存儲器的管理 190
7.6.1 磁盤性能參數(shù) 191
7.6.2 磁盤調(diào)度 192
7.6.3 磁盤陣列 195
7.7 時(shí)鐘管理和電源管理 199
7.7.1 時(shí)鐘管理 199
7.7.2 電源管理 202
7.8 I/O管理實(shí)例 205
本章小結(jié) 205
習(xí)題7 206
第8章 操作系統(tǒng)安全 208
8.1 概述 208
8.1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全性 208
8.1.2 操作系統(tǒng)安全性 210
8.1.3 基本概念 211
8.2 安全評估與標(biāo)準(zhǔn) 212
8.2.1 TCSEC 213
8.2.2 國標(biāo)GB 178591999 214
8.2.3 CC標(biāo)準(zhǔn) 216
8.3 安全機(jī)制 216
8.3.1 標(biāo)識與鑒別機(jī)制 217
8.3.2 訪問控制 219
8.3.3 可信通路 221
8.3.4 安全審計(jì)機(jī)制 222
8.3.5 存儲保護(hù)、運(yùn)行保護(hù)和I/O保護(hù) 222
8.3.6 加密技術(shù) 223
8.3.7 惡意代碼 224
8.3.8 備份與容錯(cuò) 227
8.3.9 隱通道分析與處理 227
8.4 安全模型 228
8.4.1 Bell-LaPadula模型 228
8.4.2 Biba模型 229
8.4.3 Clark-Wilson完整性模型 229
8.4.4 中國墻模型 230
8.4.5 RBAC模型 230
8.5 Flask體系結(jié)構(gòu) 231
8.6 安全操作系統(tǒng)簡介 232
8.7 操作系統(tǒng)安全研究 232
本章小結(jié) 232
習(xí)題8 232
第9章 新型操作系統(tǒng)簡介 233
9.1 嵌入式操作系統(tǒng) 233
9.1.1 EOS簡介 234
9.1.2 微軟的嵌入式操作系統(tǒng) 234
9.1.3 嵌入式Linux與安卓 235
9.1.4 TinyOS 237
9.1.5 VxWorks 238
9.1.6 嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展方向 239
9.2 多媒體操作系統(tǒng) 240
9.2.1 多媒體進(jìn)程的調(diào)度 240
9.2.2 多媒體的文件系統(tǒng) 242
9.2.3 多媒體數(shù)據(jù)的存儲 242
9.2.4 多媒體數(shù)據(jù)的高速緩存 243
9.2.5 多媒體數(shù)據(jù)的磁盤調(diào)度 243
9.3 分布式操作系統(tǒng) 244
9.3.1 客戶機(jī)/服務(wù)器計(jì)算模型 244
9.3.2 集群系統(tǒng) 245
9.3.3 MapReduce計(jì)算模型 246
9.4 虛擬化技術(shù) 249
本章小結(jié) 253
習(xí)題9 253
第10章 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題 254
10.1 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) 254
10.2 界面設(shè)計(jì) 255
10.3 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 256
10.4 性能優(yōu)化 259
10.5 項(xiàng)目管理 260
本章小結(jié) 262
習(xí)題10 262
參考文獻(xiàn) 264