操作系统原理与设计

    前言
教学建议
第1章计算机概述
1.1计算机硬件
1.1.1处理器
1.1.2存储器
1.1.3I/O设备
1.1.4时钟部件
1.1.5计算机总线
1.1.6各功能部件组织结构
1.2计算机软件
1.2.1固化软件
1.2.2系统软件
1.2.3工具软件
1.2.4应用软件
1.3机器指令与程序执行
1.3.1指令集
1.3.2指令执行与指令周期
1.4中断机制
1.4.1中断的作用
1.4.2中断查询机制
1.4.3中断管理程序
1.4.4中断类型及中断处理
1.4.5多中断处理技术
1.5高速缓存技术
1.5.1高速缓存在系统中的作用
1.5.2具有高速缓存的主存储器访问机制
1.6I/O访问方式
1.7本章小结
习题

第2章操作系统概述
2.1操作系统的作用与功能
2.1.1用户对操作系统的需求
2.1.2操作系统的作用
2.1.3操作系统的功能
2.2操作系统的发展历程
2.3操作系统分类
2.3.1批处理操作系统
2.3.2分时操作系统
2.3.3实时操作系统
2.3.4多处理器的操作系统
2.3.5网络操作系统
2.3.6分布式操作系统
2.3.7个人计算机操作系统
2.3.8嵌入式操作系统
2.4操作系统设计
2.4.1操作系统设计难点
2.4.2软件工程思想的应用
2.5操作系统中的核心技术
2.5.1并行管理技术
2.5.2存储管理技术
2.5.3文件与I/O管理技术
2.5.4调度算法与信息安全控制
2.6操作系统体系结构
2.6.1无结构系统
2.6.2层次结构
2.6.3虚拟机结构
2.6.4微内核结构
2.7典型操作系统
2.7.1MS-DOS
2.7.2MicrosoftWindows
2.7.3UNIX操作系统
2.8本章小结
习题

第3章进程与进程管理
3.1什么是进程
3.1.1多道环境中的程序执行
3.1.2进程的定义
3.1.3进程的特性
3.1.4进程与程序的区别
3.2进程的派生机制
3.3进程的状态
3.3.1进程执行
3.3.2两状态进程
3.3.35状态进程
3.3.4挂起进程模型
3.4进程描述
3.4.1进程描述内容
3.4.2进程控制块
3.4.3进程映像
3.5进程控制
3.5.1进程管理
3.5.2进程控制操作
3.6本章小结
习题

第4章进程通信及处理器调度
4.1程序顺序执行与进程并发
4.1.1程序顺序执行
4.1.2进程并发条件
4.1.3构造进程并发环境
4.2进程的同步与互斥
4.2.1进程交互方式
4.2.2进程互斥的实现
4.2.3进程同步问题
4.2.4用信号量管理进程的同步与互斥
4.2.5管程
4.3进程通信机制
4.3.1消息传递通信
4.3.2消息通信应用
4.3.3经典IPC问题：读者-写者问题
4.3.4经典IPC问题：哲学家就餐问题
4.4处理器调度
4.4.1调度中应关注的问题
4.4.2调度方式与操作系统分类
4.4.3处理器分级调度
4.4.4调度的衡量标准
4.4.5处理器调度算法
4.4.6调度算法的性能分析
4.5UNIX进程调度分析
4.5.1调度时机安排
4.5.2调度标志设置
4.5.3进程调度策略及优先数的计算
4.5.4进程调度实现
4.6本章小结
习题

第5章存储管理
5.1计算机存储结构
5.1.1存储器配置方式
5.1.2常见PC机存储结构
5.2地址重定位及内存访问保护
5.2.1地址空间
5.2.2地址重定位
5.2.3地址重定位及存储信息保护
5.3存储管理中的分配技术
5.3.1进程交换的意义
5.3.2用位示图法控制存储分配
5.3.3用链表法实现内存分配管理
5.4分区存储管理技术
5.4.1单一分区内存管理
5.4.2固定大小的多分区管理
5.4.3动态分区管理
5.5分区分配算法
5.5.1分区分配算法描述
5.5.2分配算法使用特性
5.6页式管理
5.6.1分页的基本思想
5.6.2静态页式管理
5.6.3动态页式管理
5.7段式管理
5.7.1段式管理基本原理
5.7.2段式管理的地址变换机制
5.8段页式存储管理
5.8.1分页与分段管理的特点
5.8.2段页式管理方式
5.9虚拟存储技术
5.9.1局部性原理
5.9.2虚拟存储的基础
5.9.3用分页管理实现虚拟存储
5.9.4虚拟存储页面置换算法
5.10本章小结
习题

第6章线程管理
6.1线程基本概念
6.1.1线程定义
6.1.2进程与线程的分工
6.2基于线程并发的优势
6.2.1线程切换优势
6.2.2操作系统对线程支持的综合优势
6.3包含线程的进程描述模型
6.4线程管理实现机制
6.4.1线程执行状态
6.4.2用户级线程管理模式
6.4.3核心级线程管理模式
6.4.4混合型线程管理模式
6.5适合多线程的应用
6.5.1用多线程解决实际问题
6.5.2线程控制语句
6.5.3关于多线程标准库
6.5.4多线程编程规则
6.6多线程程序设计实例
6.6.1用多线程提高程序执行效率
6.6.2用线程实现数据库查询
6.6.3用多线程完成文件复制
6.7本章小结
习题

第7章I/O技术与设备管理
7.1I/O设备的硬件
7.1.1I/O设备分类
7.1.2设备控制器
7.1.3I/O端口的描述与访问
7.1.4DMA访问机制
7.1.5I/O中断
7.2I/O软件设计
7.2.1I/O软件功能
7.2.2程序控制I/O方式
7.2.3中断驱动I/O方式
7.2.4直接存储器I/O访问方式
7.2.5I/O软件变迁过程
7.3I/O管理子系统设计
7.3.1I/O管理子系统设计特点
7.3.2I/O管理子系统结构
7.3.3中断处理程序设计
7.3.4设备驱动程序设计
7.3.5I/O管理中的设备无关性设计
7.3.6I/O缓冲技术
7.4用户层I/O软件设计
7.4.1建立I/O访问库
7.4.2虚拟设备管理
7.5磁盘管理技术
7.5.1磁盘性能参数
7.5.2磁盘调度策略
7.5.3RAID技术
7.5.4磁盘格式化问题
7.6时钟管理
7.6.1时钟硬件的组成
7.6.2时钟软件功能
7.7字符终端管理
7.7.1字符终端接口
7.7.2字符设备输入软件
7.7.3字符设备输出软件
7.8I/O子系统设计实例
7.8.1Windows2000/XP的I/O子系统
7.8.2Linux的I/O子系统
7.9本章小结
习题

第8章文件管理
8.1文件管理概述
8.1.1信息描述单元
8.1.2文件系统的作用
8.1.3文件命名规则
8.1.4文件分类
8.2文件存储结构
8.3目录管理
8.3.1文件控制块
8.3.2目录文件
8.3.3文件目录结构
8.4磁盘文件系统
8.4.1磁盘分区与格式化
8.4.2文件存盘管理
8.4.3目录存储策略
8.4.4多级目录中文件共享
8.4.5文件系统构造
8.5用于文件管理的系统调用
8.5.1系统调用功能
8.5.2UNIX文件描述符
8.5.3文件创建和文件链接
8.5.4文件打开及文件关闭
8.5.5对文件的读/写操作
8.5.6改变文件访问指针位置
8.5.7捕获文件当前指针位置
8.6文件并发访问控制
8.6.1文件并发访问机制
8.6.2文件记录加锁技术
8.6.3UNIX文件记录加锁方法
8.7文件系统实例：UNIX文件系统
8.7.1UNIX的文件与目录
8.7.2安装与卸载文件系统
8.7.3UNIX文件系统组成
8.7.4UNIX文件存储策略
8.7.5文件访问动态管理机制
8.7.6UNIX虚拟文件系统
8.8文件系统实例：Windows文件系统
8.8.1磁盘访问特点
8.8.2建立磁盘主引导区
8.8.3磁盘分区
8.8.4NTFS文件系统
8.9本章小结
习题

第9章网络与分布式操作系统
9.1计算机网络
9.1.1网络分类
9.1.2网络协议
9.1.3网络结构
9.2网络操作系统
9.2.1网络操作系统模型
9.2.2操作系统对Internet的支持
9.3分布式系统概念
9.3.1分布式基础
9.3.2分布式操作系统
9.3.3分布式程序设计语言
9.3.4分布式文件和数据库系统
9.4分布式操作系统技术
9.4.1分布式进程通信
9.4.2分布式资源管理
9.4.3分布式文件系统
9.5本章小结
习题

第10章操作系统的安全性
10.1系统安全基本知识
10.1.1对系统造成威胁的人
10.1.2安全管理的目标
10.1.3操作系统安全原则
10.1.4系统级安全措施功能
10.2数字加密技术
10.2.1数字加密
10.2.2数字签名
10.3用户身份验证
10.3.1用户口令验证
10.3.2持有物信息验证
10.3.3人体生物识别
10.4计算机病毒攻击与防范
10.4.1植入系统内部的危害
10.4.2来自系统外部的危害
10.4.3病毒引发分析
10.4.4病毒传播
10.4.5系统安全与反入侵技术
10.5本章小结
习题
附录ASolaris内存分页管理技术分析
附录BLinux设备驱动程序设计

    《操作系统原理与设计》以计算机专业21世纪教学改革为导向，以操作系统理论为依据，以当今主流操作系统实现技术为内容，全面介绍操作系统的基本理论和内核实现技术。全书共10章，主要介绍了计算机系统知识、操作系统基本理论、并行处理技术、存储管理技术、管理技术、操作系统安全知识等内容。每章后面都有本章小结及难度适宜的习题，便于读者自学或巩固所学知识。《操作系统原理与设计》适合作为高等院校计算机专业或相关专业

    《操作系统原理与设计》特点：
采用理论与实践相结合的方法，将枯燥的系统理论与实现系统的设计和应用技术相融合，针对操作系统的主要知识点进行阐述。
融入了作者多年从事操作系统本科教学的丰富经验，以及大量教学资料和疑问解答范例，同时还包含了与历届学生共同建立的实例程序。
每章都附有难度适宜的习题、教学重点总结、学习及要点掌握要求，有利于读者进行自学或巩固所学知识。电子教案请登录华章网站(wwwhzb00k．com)下载。