操作系统原理与实践教程

目录
前言
第1章 操作系统概述
1.1 计算机系统概述
1.1.1 计算机硬件系统
1.1.2 计算机软件系统
1.1.3 计算机系统的层次结构
1.2 操作系统概述
1.2.1 操作系统的定义
1.2.2 操作系统的功能
1.3 操作系统的发展
1.3.1 无操作系统的计算机
1.3.2 批处理阶段
1.3.3 操作系统的形成
1.3.4 操作系统的发展方向
1.4 操作系统的分类
1.4.1 多道批处理系统
1.4.2 分时系统
1.4.3 实时系统
1.4.4 个人计算机操作系统
1.4.5 嵌入式操作系统
1.4.6 多处理机操作系统
1.4.7 网络操作系统
1.4.8 分布式操作系统
1.5 操作系统结构
1.5.1 单体结构
1.5.2 层次结构模型
1.5.3 虚拟机结构
1.5.4 客户机/服务器模型与微核结构
1.6 操作系统的特性及性能评价
1.6.1 操作系统的特性
1.6.2 操作系统的主要性能指标
小结
思考与练习题
第2章 进程与线程
2.1 进程概述
2.1.1 程序与计算
2.1.2 进程的定义
2.1.3 进程与程序的联系与区别
2.1.4 进程的特征
2.2 进程的状态和进程控制块
2.2.1 进程的状态
2.2.2 进程控制块
2.2.3 进程控制块的组织
2.3 进程控制
2.4 线程
2.4.1 线程的概念
2.4.2 线程与进程的比较
2.4.3 线程的实现
2.5 处理机调度
2.5.1 作业调度
2.5.2 交换调度
2.5.3 进程调度
小结
思考与练习题
第3章 进程同步与死锁
3.1 进程的互斥与同步
3.1.1 临界资源和临界区
3.1.2 进程互斥的实现
3.1.3 进程同步的实现
3.1.4 经典的同步与互斥问题
3.1.5 管程
3.2 进程通信
3.2.1 共享存储区
3.2.2 消息通信
3.2.3 管道通信
3.3 死锁
3.3.1 死锁的概念
3.3.2 死锁产生的原因和必要条件
3.3.3 解决死锁问题的基本方法
3.3.4 死锁的预防
3.3.5 死锁的避免
3.3.6 死锁的检测和解除
3.3.7 饥饿
小结
思考与练习题
第4章 存储管理
4.1 存储管理概述
4.1.1 计算机存储系统分层结构
4.1.2 用户程序的处理过程
4.1.3 存储管理的基本概念
4.2 分区存储管理
4.2.1 单一连续区存储管理
4.2.2 固定分区存储管理
4.2.3 可变式分区存储管理
4.2.4 内存碎片与移动
4.3 覆盖与交换
4.3.1 覆盖
4.3.2 交换
4.4 分页式存储管理
4.4.1 分页式存储器的基本原理
4.4.2 分页式存储管理的地址映射
4.4.3 联想存储器和快表
4.4.4 多级页表
4.5 请求页式存储管理
4.5.1 虚拟存储器的原理
4.5.2 请求页式原理
4.5.3 请求页式存储器的地址映射
4.5.4 页面置换算法
4.5.5 系统抖动
4.5.6 请求页式存储管理性能分析
4.6 分段式存储管理
4.6.1 分段存储器的原理
4.6.2 分段存储器地址映射
4.6.3 分段和分页的比较
4.7 段页式存储管理
小结
思考与练习题
第5章 设备管理
5.1 I/O系统的硬件
5.1.1 I/O系统的结构
5.1.2 设备的类型
5.1.3 设备控制器
5.1.4 通道
5.1.5 I/O控制方式
5.2 I/O系统的软件
5.2.1 I/O软件的设计目标
5.2.2 中断处理程序
5.2.3 设备无关性软件
5.2.4 用户空间的I/O软件
5.2.5 I/O软件的层次结构
5.3 缓冲技术
5.3.1 缓冲的引入
5.3.2 单缓冲
5.3.3 双缓冲
5.3.4 循环缓冲
5.3.5 缓冲池
5.4 设备分配
5.4.1 设备分配的原则与策略
5.4.2 设备分配的数据结构
5.4.3 设备的分配流程
5.5 I/O控制
5.5.1 I/O控制的概念
5.5.2 I/O控制的功能
5.5.3 I/O控制的实现
5.5.4 设备驱动程序
5.6 虚拟设备
5.6.1 虚拟设备的概念
5.6.2 SPOOLing系统
5.7 硬盘管理
5.7.1 硬盘的结构与原理
5.7.2 硬盘的性能参数
5.7.3 硬盘调度算法
5.7.4 磁盘调度算法的比较
5.7.5 RAID
小结
思考与练习题
第6章 文件系统
6.1 文件系统概述
6.1.1 文件的概念
6.1.2 文件系统
6.2 文件的结构与存取方法
6.2.1 文件的逻辑结构
6.2.2 文件的物理结构
6.2.3 文件的存取方法
6.3 辅存空间管理
6.3.1 辅存空间分配
6.3.2 空闲空间管理
6.4 文件目录管理
6.4.1 文件目录概念
6.4.2 文件目录结构
6.4.3 文件目录操作
6.5 文件的共享与保护
6.5.1 文件的共享
6.5.2 文件的保护
6.6 文件系统的用户接口
小结
思考与练习题
第7章 操作系统安全
7.1 操作系统安全概述
7.1.1 操作系统的威胁源
7.1.2 操作系统安全的含义
7.1.3 操作系统的安全功能
7.1.4 操作系统漏洞扫描与安全评测的概念
7.1.5 操作系统安全评测方法
7.1.6 操作系统安全评测准则
7.2 操作系统的安全机制
7.2.1 硬件安全
7.2.2 标识与鉴别
7.2.3 访问控制
7.2.4 密码技术
7.2.5 监控与审计日志
小结
思考与练习题
第8章 引导程序的设计
8.1 PC机启动过程
8.2 引导程序的设计
8.2.1 FAT文件系统
8.2.2 内存的布局
8.2.3 引导程序的设计
8.2.4 引导程序的设计实践
8.2.5 在虚拟机环境中引导系统
8.3 一个简单的命令处理程序设计
8.3.1 .EXE可执行文件格式
8.3.2 .EXE启动代码
8.3.3 MOS命令处理程序的处理过程
8.3.4 MOS命令处理程序的实践
8.4 MOS操作系统的层次结构
小结
实践题
第9章 进程管理实践
9.1 MOS系统进程管理概述
9.1.1 进程的调度算法
9.1.2 进程状态的变化及进程控制块
9.1.3 实现进程控制的全局变量
9.1.4 系统调用的实现
9.1.5 进程上下文切换
9.1.6 进程堆栈初始化
9.1.7 MOS系统进程控制
9.1.8 IDLE进程的设计
9.1.9 用户进程优先级
9.2 时钟中断处理程序
9.2.1 与时钟相关的概念
9.2.2 8253/8254可编程定时/计数器
9.2.3 时钟中断处理程序的设计
9.2.4 与时间相关的函数介绍
9.2.5 进程管理初始化
9.3 进程状态变迁实践
9.3.1 用户系统调用接口
9.3.2 用户应用程序的设计
9.3.3 用户应用程序的实践
9.4 进程的同步与互斥
9.4.1 信号量的实现
9.4.2 用户系统调用接口
9.4.3 利用信号量实现进程互斥的实践
9.4.4 利用信号量实现进程同步的实践
小结
实践题
第10章 存储管理实践
10.1 MOS存储管理概述
10.1.1 MOS系统存储管理
10.1.2 MOS系统内存管理系统调用
10.1.3 内存管理初始化
10.2 MOS存储管理实践
10.2.1 用户系统调用接口
10.2.2 内存分配与回收实践
小结
实践题
第11章 文件系统实践
11.1 MOS文件系统概述
11.1.1 MOS文件系统数据结构的定义
11.1.2 文件系统调用功能
11.2 MOS文件系统实践
11.2.1 用户系统调用接口
11.2.2 写文件应用程序的实践
11.2.3 读文件应用程序的实践
小结
实践题
第12章 设备管理实践
12.1 PC机中断系统简介
12.1.1 中断原理
12.1.2 PC机中断子系统
12.1.3 中断向量表
12.2 异步串行通信适配器INS 8250简介
12.3 MOS系统的异步串行通信
12.3.1 设备管理数据结构
12.3.2 串行通信设备的初始化及串口中断处理程序
12.3.3 串行通信设备管理系统调用
12.4 MOS系统的异步串行通信实践
12.4.1 用户系统调用接口
12.4.2 异步通信实践
小结
实践题
附录A 常用工具的用法
A.1 NASM汇编器
A.1.1 NASM汇编器的介绍
A.1.2 NASM用法与MASM的区别
A.2 Bochs介绍
A.2.1 Bochs的安装
A.2.2 设置Bochs系统
A.2.3 Bochs常用调试命令
A.3 MOS系统中用到的Borland C++函数介绍
附录B MOS系统开发环境的建立
B.1 MOS软硬件环境
B.2 软件的安装
B.3 创建映像文件
B.3.1 利用Bochs软件自带的Image生成工具
B.3.2 利用WinImage创建DOS格式的软盘映像文件
附录C MOS软件包目录结构
附录D BIOS功能调用
D.1 INT0x 10视频服务功能表
D.2 INT0x 13磁盘服务功能
主要参考文献