操作系統(tǒng)實(shí)用教程（第2版）

第1章　緒論 1
1.1　什么是操作系統(tǒng) 1
1.1.1　引入操作系統(tǒng)的目標(biāo) 1
1.1.2　操作系統(tǒng)的定義與功能 2
1.1.3　操作系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu) 5
1.2　操作系統(tǒng)的基本特征 5
1.2.1　并發(fā)性 5
1.2.2　共享性 6
1.2.3　虛擬性 6
1.2.4　異步性 6
1.3　操作系統(tǒng)的類型 7
1.3.1　批處理操作系統(tǒng) 7
1.3.2　分時(shí)操作系統(tǒng) 8
1.3.3　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 8
1.3.4　單用戶操作系統(tǒng) 9
1.3.5　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 9
1.3.6　分布式操作系統(tǒng) 9
1.3.7　并行操作系統(tǒng) 10
1.3.8　嵌入式操作系統(tǒng) 10
1.4　操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史 11
1.4.1　手工操作時(shí)期 11
1.4.2　監(jiān)控程序時(shí)期 11
1.4.3　多道程序與操作系統(tǒng)成熟時(shí)期 12
1.4.4　軟件工程與操作系統(tǒng)的發(fā)展時(shí)期 14
1.5　實(shí)用操作系統(tǒng)介紹 15
1.5.1　Windows 操作系統(tǒng) 15
1.5.2　UNIX操作系統(tǒng) 17
1.5.3　Linux操作系統(tǒng) 19
1.6　操作系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境 21
1.6.1　Intel x86 CPU 21
1.6.2　IA32寄存器 22
1.6.3　存儲器 24
1.6.4　中斷 26
1.6.5　時(shí)鐘 28
1.7　如何學(xué)習(xí)操作系統(tǒng) 29
1.7.1　學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的目的 29
1.7.2　學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的幾個(gè)觀點(diǎn) 30
1.7.3　學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的方法 32
本章小結(jié) 32
習(xí)題1 33
第2章　作業(yè)管理與用戶接口 34
2.1　作業(yè)的概念 34
2.1.1　作業(yè)與作業(yè)步 34
2.1.2　作業(yè)的類型 35
2.1.3　作業(yè)控制語言與作業(yè)說明書 36
2.1.4　Linux中的作業(yè)示例 36
2.2　作業(yè)管理的功能 37
2.2.1　作業(yè)的建立 37
2.2.2　作業(yè)控制塊 39
2.2.3　作業(yè)的狀態(tài)變遷 39
2.2.4　作業(yè)調(diào)度 40
2.3　操作系統(tǒng)的用戶接口 42
2.3.1　用戶接口的功能與類型 42
2.3.2　命令接口 42
2.3.3　程序接口 44
2.3.4　用戶接口的發(fā)展 46
2.4　Windows 2000/XP的用戶接口 47
2.4.1　Windows 2000/XP的系統(tǒng)命令 47
2.4.2　Windows 2000/XP的GUI 48
2.4.3　Win32 API函數(shù) 50
2.5　Linux的用戶接口 52
2.5.1　Linux的shell 52
2.5.2　Linux的系統(tǒng)調(diào)用 56
2.6　DOS系統(tǒng)調(diào)用 58
2.6.1　BIOS調(diào)用 58
2.6.2　DOS系統(tǒng)功能調(diào)用 58
本章小結(jié) 59
習(xí)題2 59
第3章　進(jìn)程管理 61
3.1　進(jìn)程的引入 61
3.1.1　順序程序與并發(fā)程序 61
3.1.2　進(jìn)程的定義及特性 63
3.1.3　進(jìn)程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 65
3.1.4　Linux的進(jìn)程狀態(tài) 67
3.2　進(jìn)程的結(jié)構(gòu) 68
3.2.1　進(jìn)程的實(shí)體 68
3.2.2　進(jìn)程控制塊 69
3.2.3　Linux中的進(jìn)程 71
3.2.4　Windows 2000/XP中的進(jìn)程 73
3.3　進(jìn)程控制 75
3.3.1　進(jìn)程的創(chuàng)建與撤銷 75
3.3.2　進(jìn)程的阻塞與喚醒 77
3.3.3　進(jìn)程的掛起與激活 78
3.3.4　Linux的進(jìn)程控制 78
3.4　進(jìn)程的同步與互斥 79
3.4.1　基本概念 79
3.4.2　實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥的硬件方法 81
3.4.3　實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥的軟件方法 83
3.4.4　信號量與P、V操作 84
3.4.5　用P、V操作實(shí)現(xiàn)互斥 85
3.4.6　用P、V操作實(shí)現(xiàn)同步 86
3.4.7　經(jīng)典同步與互斥問題 87
3.5　進(jìn)程間通信 90
3.5.1　消息緩沖 90
3.5.2　信箱方式 92
3.5.3　共享內(nèi)存 93
3.5.4　管道通信 94
3.5.5　Linux的進(jìn)程通信 95
3.6　進(jìn)程調(diào)度 98
3.6.1　進(jìn)程調(diào)度的方式 98
3.6.2　進(jìn)程調(diào)度算法 99
3.6.3　Linux的進(jìn)程調(diào)度 104
3.7　死鎖 104
3.7.1　死鎖的概念 104
3.7.2　死鎖的預(yù)防 106
3.7.3　死鎖的避免 107
3.7.4　死鎖的檢測和解除 112
3.8　線程 115
3.8.1　線程的引入 115
3.8.2　線程的基本概念 115
3.8.3　線程的實(shí)現(xiàn) 117
3.8.4　Windows 2000/XP的線程 118
本章小結(jié) 121
習(xí)題3 122　
第4章　內(nèi)存管理 125
4.1　內(nèi)存管理功能 125
4.1.1　內(nèi)存的分配與回收 125
4.1.2　地址重定位 126
4.1.3　內(nèi)存的共享和保護(hù) 128
4.1.4　虛擬存儲器 128
4.2　分區(qū)管理 129
4.2.1　單分區(qū) 129
4.2.2　固定分區(qū) 130
4.2.3　可變分區(qū) 131
4.2.4　碎片問題及其解決方法 134
4.2.5　覆蓋與交換 135
4.3　頁式管理 136
4.3.1　頁式管理概述 136
4.3.2　靜態(tài)頁式管理 137
4.3.3　頁式虛存管理 142
4.3.4　Windows 2000/XP的頁式虛存管理 149
4.4　段式管理 151
4.4.1　段式管理概述 151
4.4.2　地址轉(zhuǎn)換 153
4.4.3　段的共享和保護(hù) 153
4.4.4　段式虛存管理 154
4.4.5　段式、頁式管理的比較 155
4.5　段頁式管理 155
4.5.1　基本思想 155
4.5.2　地址轉(zhuǎn)換 156
4.5.3　段頁式虛存管理 157
4.5.4　Linux的內(nèi)存管理 157
本章小結(jié) 160
習(xí)題4 161
第5章　設(shè)備管理 163
5.1　設(shè)備管理概述 163
5.1.1　設(shè)備及其分類 163
5.1.2　設(shè)備控制器 164
5.1.3　通道 166
5.1.4　設(shè)備管理的目標(biāo)與功能 167
5.2　I/O控制方式 167
5.2.1　程序直接控制方式 167
5.2.2　中斷控制方式 168
5.2.3　DMA方式 169
5.2.4　通道方式 170
5.3　設(shè)備管理技術(shù) 171
5.3.1　緩沖技術(shù) 171
5.3.2　磁盤驅(qū)動調(diào)度技術(shù) 174
5.3.3　虛擬設(shè)備與SPOOLing技術(shù) 176
5.3.4　Windows 2000/XP中的共享打印機(jī) 177
5.4　設(shè)備的分配 178
5.4.1　設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 178
5.4.2　設(shè)備分配策略 179
5.4.3　設(shè)備獨(dú)立性 181
5.4.4　獨(dú)占設(shè)備的分配過程 182
5.5　I/O軟件 183
5.5.1　用戶級I/O軟件 183
5.5.2　設(shè)備無關(guān)軟件 184
5.5.3　設(shè)備驅(qū)動程序 185
5.5.4　中斷處理程序 186
5.6　實(shí)用系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動程序 186
5.6.1　Windows 2000/XP設(shè)備驅(qū)動程序 186
5.6.2　Linux設(shè)備驅(qū)動程序 189
本章小結(jié) 193
習(xí)題5 194
第6章　文件管理 195
6.1　文件與文件系統(tǒng) 195
6.1.1　文件的概念 195
6.1.2　文件的類型 196
6.1.3　文件的操作 196
6.1.4　文件系統(tǒng)的概念和功能 197
6.2　文件結(jié)構(gòu)與存儲設(shè)備 198
6.2.1　文件的邏輯結(jié)構(gòu) 198
6.2.2　文件的物理結(jié)構(gòu) 200
6.2.3　文件的存取方法 205
6.2.4　文件的存儲設(shè)備 206
6.3　文件目錄管理 208
6.3.1　文件控制塊與文件目錄 208
6.3.2　索引節(jié)點(diǎn) 209
6.3.3　目錄結(jié)構(gòu) 210
6.4　文件存儲空間管理 213
6.4.1　空閑塊表法 213
6.4.2　空閑塊鏈法 213
6.4.3　成組鏈接法 214
6.4.4　位示圖 215
6.5　文件的共享 216
6.5.1　文件共享 216
6.5.2　Linux文件的共享 217
6.6　文件系統(tǒng)實(shí)例分析 218
6.6.1　Windows 2000/XP文件系統(tǒng) 218
6.6.2　Linux文件系統(tǒng) 219
本章小結(jié) 223
習(xí)題6 223
第7章　操作系統(tǒng)的安全性 225
7.1　安全性概述 225
7.1.1　 安全性含義 225
7.1.2　影響系統(tǒng)安全性的因素 225
7.1.3　操作系統(tǒng)的安全機(jī)制 227
7.2　實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全性的基本策略 228
7.2.1　身份鑒別策略 228
7.2.2　文件保護(hù)策略 230
7.2.3　內(nèi)存保護(hù)策略 231
7.2.4　惡意代碼防御策略 232
7.3　Linux的安全性 234
7.3.1　Linux的安全策略 234
7.3.2　Linux的安全漏洞 236
7.4　Windows 2000/XP的安全策略 236
7.4.1　Windows 2000/XP安全模型 236
7.4.2　Windows 2000/XP 的注冊表 238
7.4.3　Windows 2000/XP 的組策略 241
本章小結(jié) 243
習(xí)題7 243
第8章　網(wǎng)絡(luò)和分布式操作系統(tǒng) 244
8.1　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 244
8.1.1　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 244
8.1.2　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的功能 245
8.1.3　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法 246
8.1.4　資源共享技術(shù) 247
8.2　分布式操作系統(tǒng) 248
8.2.1　分布式系統(tǒng)概述 248
8.2.2　分布式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)策略 250
8.2.3　分布式系統(tǒng)的資源管理 252
8.2.4　分布式系統(tǒng)的通信 254
本章小結(jié) 257
習(xí)題8 257
附錄A　操作系統(tǒng)上機(jī)實(shí)驗(yàn) 258
A.1　用VMware虛擬安裝Linux 258
A.2　用戶接口實(shí)驗(yàn) 260
A.3　作業(yè)調(diào)度實(shí)驗(yàn) 262
A.4　進(jìn)程創(chuàng)建與控制實(shí)驗(yàn) 262
A.5　進(jìn)程調(diào)度實(shí)驗(yàn) 264
A.6　進(jìn)程間通信實(shí)驗(yàn) 264
A.7　頁式虛擬存儲管理實(shí)驗(yàn) 266
A.8　文件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 268
A.9　設(shè)備驅(qū)動程序?qū)嶒?yàn) 271
A.10　Linux部分源代碼分析 272
參考文獻(xiàn) 273