本书系统地介绍操作系统的基本概念、原理和方法，主要内容包括操作系统概述、进程与线程、互斥与同步、处理机调度、内存管理、文件管理、I/O管理、操作系统安全、新型操作系统简介、操作系统设计问题。在介绍操作系统各部分基本原理和方法后，以当代最流行的操作系统UNIX、Linux和Windows为例，介绍先进操作系统的设计实现原理和特点。然后介绍先进新型操作系统概况，包括嵌入式操作系统、多媒体操作系统、分布式操作系统和虚拟化技术等。最后介绍操作系统设计所要考虑的各种问题。
本书根据操作系统课程的教学特点，从整体到局部，分层分类介绍基本概念、基本原理和实现方法，做到层次分明，通俗易懂；引入先进的操作系统相关技术实例，力求理论与实践相结合，反映操作系统的新进展；以问题为导向的设计方法介绍有助于读者对操作系统复杂工程问题解决方案的理解。
样章试读
目录
- 目录
第1章 操作系统概述 1
1.1 操作系统的定义 1
1.1.1 基本概念 1
1.1.2 计算机系统的视图 2
1.1.3 操作系统的基本功能 2
1.2 操作系统的形成和发展 4
1.3 操作系统的分类 5
1.4 操作系统的运行环境 8
1.5 操作系统的结构 9
1.6 现代操作系统 11
1.6.1 现代操作系统技术特性 11
1.6.2 UNIX技术特性 12
1.6.3 Linux技术特性 14
1.6.4 Windows Server技术特性 14
本章小结 15
习题1 16
第2章 进程与线程 17
2.1 多道程序与并发执行 17
2.1.1 单道程序的顺序执行 17
2.1.2 多道程序的并发执行 18
2.2 进程模型 20
2.2.1 进程的概念 20
2.2.2 进程的实体 22
2.2.3 进程状态和转换 24
2.2.4 进程控制 25
2.3 线程模型 27
2.3.1 线程的概念 27
2.3.2 线程与进程的比较 28
2.3.3 线程的实现 30
2.3.4 线程调度激发 32
2.4 多核、多线程与超线程 32
2.5 进程、线程管理实例 34
本章小结 35
习题2 35
第3章 互斥与同步 37
3.1 进程互斥 37
3.1.1 并发原理 37
3.1.2 临界资源与临界区 40
3.1.3 互斥的软、硬件实现方法 41
3.1.4 信号量和P、V操作 44
3.2 进程同步 47
3.2.1 进程同步概念 47
3.2.2 用P、V操作实现同步 48
3.3 进程通信 50
3.3.1 进程通信的类型 50
3.3.2 进程通信中的问题 51
3.3.3 消息传递 52
3.4 死锁 55
3.4.1 死锁的概念 55
3.4.2 死锁的必要条件 56
3.4.3 死锁的防止 57
3.4.4 死锁的避免 58
3.4.5 死锁检测与恢复 59
3.4.6 两阶段加锁 61
3.4.7 活锁 61
3.4.8 饥饿 62
3.5 经典问题 63
3.5.1 读者-写者问题 63
3.5.2 哲学家进餐问题 65
3.5.3 打瞌睡的理发师问题 66
3.6 多核环境下的进程同步 67
3.7 进程同步与通信实例 69
本章小结 69
习题3 69
第4章 处理机调度 72
4.1 处理机调度类型 72
4.1.1 长程调度 73
4.1.2 中程调度 73
4.1.3 短程调度 73
4.2 单处理机调度算法 74
4.2.1 处理机调度功能与标准 74
4.2.2 常用的处理机调度算法 75
4.3 多处理机调度 79
4.3.1 多处理机调度考虑的问题 79
4.3.2 多处理机的进程调度 81
4.3.3 多处理机的线程调度 82
4.4 实时调度 84
4.4.1 实时调度特点 84
4.4.2 常用的实时调度算法 85
4.5 处理机调度实例 87
4.6 处理机调度新进展 87
本章小结 90
习题4 91
第5章 内存管理 93
5.1 存储管理的功能 93
5.1.1 计算机系统的多级存储结构 93
5.1.2 存储管理的任务和功能 94
5.2 存储分配的几种形式与重定位 95
5.2.1 存储分配的几种形式 95
5.2.2 重定位 96
5.2.3 覆盖与交换 98
5.3 单道环境下的存储管理 99
5.4 分区存储管理 100
5.4.1 固定分区法 100
5.4.2 动态分区法 101
5.5 页式存储管理 106
5.5.1 概述 106
5.5.2 静态分页管理 107
5.5.3 虚拟页式存储管理 112
5.5.4 分页存储管理的优缺点 123
5.6 段式及段页式存储管理 123
5.6.1 段式存储管理 123
5.6.2 段式虚拟存储管理 125
5.6.3 段页式虚拟存储管理 128
5.7 内存管理实例 130
5.8 内存管理设计与实现问题 131
5.8.1 内存管理设计问题 131
5.8.2 内存管理实现问题 133
本章小结 135
习题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 文件类型 139
6.1.3 文件属性 139
6.1.4 文件的存取方法 141
6.1.5 文件操作 141
6.1.6 文件的逻辑结构 141
6.1.7 文件系统的布局 145
6.2 文件目录 145
6.2.1 文件目录内容 146
6.2.2 文件目录结构 147
6.3 文件共享与保护 151
6.3.1 文件共享 151
6.3.2 文件保护 154
6.4 文件恢复 154
6.4.1 文件系统的一致性 154
6.4.2 日志文件系统 155
6.5 文件存储空间的管理 156
6.5.1 空闲表法 156
6.5.2 空闲链表法 157
6.5.3 位示图法 157
6.5.4 链接索引表法 158
6.6 文件分配 158
6.6.1 连续分配 159
6.6.2 链接分配 159
6.6.3 索引链接分配 161
6.7 文件系统性能 162
6.7.1 高速缓存 162
6.7.2 预读取与异步写 163
6.8 文件管理实例 164
本章小结 164
习题6 164
第7章 I/O管理 167
7.1 I/O管理概述 167
7.1.1 I/O管理目标与功能 167
7.1.2 I/O系统组成 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 中断控制方式 174
7.2.3 DMA控制方式 175
7.2.4 通道控制方式 176
7.3 I/O缓冲 179
7.3.1 单缓冲 179
7.3.2 双缓冲 180
7.3.3 循环缓冲 180
7.3.4 缓冲池 181
7.3.5 缓冲的作用 182
7.4 设备驱动程序 182
7.5 设备分配 184
7.5.1 设备分配原则与分配方式 184
7.5.2 设备分配时应考虑的因素 185
7.5.3 设备分配中的数据结构 187
7.5.4 I/O设备分配的基本流程 188
7.5.5 SPOOLing技术 188
7.6 磁盘存储器的管理 190
7.6.1 磁盘性能参数 191
7.6.2 磁盘调度 192
7.6.3 磁盘阵列 195
7.7 时钟管理和电源管理 199
7.7.1 时钟管理 199
7.7.2 电源管理 202
7.8 I/O管理实例 205
本章小结 205
习题7 206
第8章 操作系统安全 208
8.1 概述 208
8.1.1 计算机系统安全性 208
8.1.2 操作系统安全性 210
8.1.3 基本概念 211
8.2 安全评估与标准 212
8.2.1 TCSEC 213
8.2.2 国标GB 17859—1999 214
8.2.3 CC标准 216
8.3 安全机制 216
8.3.1 标识与鉴别机制 217
8.3.2 访问控制 219
8.3.3 可信通路 221
8.3.4 安全审计机制 222
8.3.5 存储保护、运行保护和I/O保护 222
8.3.6 加密技术 223
8.3.7 恶意代码 224
8.3.8 备份与容错 227
8.3.9 隐通道分析与处理 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 中国墙模型 230
8.4.5 RBAC模型 230
8.5 Flask体系结构 231
8.6 安全操作系统简介 232
8.7 操作系统安全研究 232
本章小结 232
习题8 232
第9章 新型操作系统简介 233
9.1 嵌入式操作系统 233
9.1.1 EOS简介 234
9.1.2 微软的嵌入式操作系统 234
9.1.3 嵌入式Linux与安卓 235
9.1.4 TinyOS 237
9.1.5 VxWorks 238
9.1.6 嵌入式操作系统的发展方向 239
9.2 多媒体操作系统 240
9.2.1 多媒体进程的调度 240
9.2.2 多媒体的文件系统 242
9.2.3 多媒体数据的存储 242
9.2.4 多媒体数据的高速缓存 243
9.2.5 多媒体数据的磁盘调度 243
9.3 分布式操作系统 244
9.3.1 客户机/服务器计算模型 244
9.3.2 集群系统 245
9.3.3 MapReduce计算模型 246
9.4 虚拟化技术 249
本章小结 253
习题9 253
第10章 操作系统设计问题 254
10.1 操作系统设计目标 254
10.2 界面设计 255
10.3 操作系统设计实现 256
10.4 性能优化 259
10.5 项目管理 260
本章小结 262
习题10 262
参考文献 264
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