操作系统原理

第1章 概述
1.1 操作系统的作用
1.1.1 弥补硬件和应用间的差距
1.1.2 操作系统的三种视图
1.2 操作系统的组织结构
1.2.1 结构化组织
1.2.2 硬件接口
1.2.3 编程接口
1.2.4 用户接口
1.2.5 运行时组织结构
1.3 操作系统的发展和概念
1.3.1 早期的系统
1.3.2 批处理操作系统
1.3.3 多道程序设计系统
1.3.4 交互式操作系统
1.3.5 个人计算机和工作站操作系统
1.3.6 实时操作系统
1.3.7 分布式操作系统
第1部分 进程管理和同步
第2章 基本概念：进程及其交互
2.1 进程的概念
2.2 进程定义及实例化
2.2.1 进程问的次序关系
2.2.2 进程的隐式创建
2.2.3 用fork和join显式地创建进程
2.2.4 进程声明与类集
2.3 基本的进程交互
2.3.1 竞争：临界区问题
2.3.2 协作
2.4 信号量
2.4.1 信号量操作与数据
2.4.2 使用信号量实现互斥
2.4.3 生产者／消费者情形中的信号量
2.5 事件同步
第3章 高级同步与通信
3.1 共享内存的方法
3.1.1 管程
3.1.2 受保护类型
3.2 分布式同步与通信
3.2.1 基于消息的通信
3.2.2 基于过程的通信
3.2.3 分布式互斥
3.3 其他经典同步问题
3.3.1 读者／写者问题
3.3.2 哲学家进餐问题
3.3.3 电梯(调度)算法
3.3.4 使用逻辑时钟对事件排序
第4章 操作系统内核：进程和线程的实现
4.1 内核定义与目标
4.2 队列结构
4.2.1 操作系统中的资源队列
4.2.2 队列的实现
4.3 线程
4.4 进程与线程的实现
4.4.1 进程和线程描述符
4.4.2 进程操作的实现
4.4.3 线程的操作
4.5 同步与通信机制的实现
4.5.1 信号量和锁
4.5.2 管程原语
4.5.3 时钟和时间管理
4.5.4 通信原语
4.6 中断处理
第5章 进程和线程调度
5.1 调度器的组织方式
5.1.1 嵌入的和自治的调度器
5.1.2 优先级调度
5.2 调度方法
5.2.1 调度框架
5.2.2 常用调度算法
5.2.3 方法对比
5.3 优先级倒置
5.4 多处理器和分布式调度
第6章 死锁
6.1 可重用资源、可消耗资源上的死锁
6.1.1 可重用资源和可消耗资源
6.1.2 计算机系统中的死锁
6.2 处理死锁问题的方法
6.3 一个系统模型
6.3.1 资源图
6.3.2 状态转换
6.3.3 死锁状态和安全状态
6.4 死锁检测
6.4.1 资源图的简化
6.4.2 死锁检测的特殊情况
6.4.3 分布式系统中的死锁检测
6.5 死锁恢复
6.5.1 进程终止
6.5.2 资源抢占
6.6 动态死锁避免
6.6.1 需求图
6.6.2 银行家算法
6.7 死锁预防
6.7.1 破坏互斥使用条件
6.7.2 破坏占有并等待条件
6.7.3 破坏循环等待条件
第2部分 内存管理
第7章 物理内存
7.1 使程序准备执行
7.1.1 程序转换
7.1.2 逻辑地址到物理地址的绑定
7.2 内存划分模式
7.2.1 固定分区
7.2.2 可变分区
7.2.3 伙伴系统
7.3 可变分区的分配策略
内存利用率的衡量
7.4 内存不足时的管理
7.4.1 内存紧凑
7.4.2 交换
7.4.3 覆盖
第8章 虚拟存储
8.1 虚拟存储的原理
8.2 虚拟存储的实现
8.2.1 分页机制
8.2.2 分段机制
8.2.3 段页机制
8.2.4 系统表的分页
8.2.5 变换索引缓冲区
8.3 分页系统的存储分配
8.3.1 全局页面置换算法
8.3.2 局部页面置换算法
8.3.3 装载控制和抖动
8.3.4 分页的评价
第9章 主存中数据和代码的共享
9.1 单一副本的共享
9.1.1 共享的原因
9.1.2 共享的需求
9.1.3 链接与共享
9.2 无虚拟存储的系统中的共享
9.3 分页系统中的共享
9.3.1 数据的共享
9.3.2 代码的共享
9.4 分段系统中的共享
9.4.1 代码和数据的共享
9.4.2 无限制的动态链接
9.5 分布式共享存储的原理
分布式共享存储的用户视图
9.6 分布式共享存储的实现
9.6.1 实现非结构化的分布式共享存储
9.6.2 实现结构化的分布式共享存储
第3部分 文件系统和输入／输出
第10章 文件系统
10.1 文件管理的基本功能
10.2 文件系统的层次模型
10.3 文件的用户视图
10.3.1 文件名和类型
10.3.2 逻辑文件的组织结构
10.3.3 其他的文件属性
10.3.4 文件操作
10.4 文件目录
10.4.1 目录的层次组织结构
10.4.2 目录操作
10.4.3 文件目录的实现
10.5 基本文件系统
10.5.1 文件描述符
10.5.2 打开和关闭文件
10.6 设备的组织方法
10.6.1连续组织
10.6.2 链接组织
10.6.3 索引组织
10.6.4 空闲存储空间的管理
10.7 分布式文件系统的基本原理
10.7.1 目录结构和共享
10.7.2 文件共享的语义
10.8 实现分布式文件系统
10.8.1 基本结构
10.8.2 高速缓存
10.8.3 无状态的服务器与有状态的服务器
10.8.4 文件复制
第11章 输入/输出系统
11.1 设备管理中的基本问题
11.2 输入/输出系统的一种层次模型
输入/输出系统接口
11.3 输入/输出设备
11.3.1 用户终端
11.3.2 打印机和扫描仪
11.3.3 辅存
11.3.4 盘的性能特性
11.3.5 网络
11.4 设备驱动程序
11.4.1 内存映像与明确的设备接口
11.4.2 使用轮询的可编程输入/输出
11.4.3 使用中断的可编程输入/输出
11.4.4 直接内存访问
11.5 设备管理
11.5.1 缓冲和高速缓存
11.5.2 错误处理
11.5.3 磁盘调度
11.5.4 设备共享
第4部分 保护和安全
第12章 保护和安全接口
12.1 安全威胁
12.1.1 危害种类
12.1.2 易损坏的资源
12.1.3 攻击类型
12.2 保护系统应有的功能
12.2.1 外部安全措施
12.2.2 用户标识鉴别
12.2.3 通信安全措施
12.2.4 威胁监视
12.3 用户鉴别
12.3.1 鉴别方法
12.3.2 口令
12.4 安全通信
12.4.1 加密原理
12.4.2 密钥加密
12.4.3 公钥加密系统
第13章 内部保护机制
13.1 访问控制环境
13.2 指令级访问控制
13.2.1 寄存器和输入/输出保护
13.2.2 主存保护
13.3 高层访问控制
13.3.1 访问矩阵模型
13.3.2 访问列表和权能列表
13.3.3 一个综合实例：客户端/服务器保护
13.3.4 组合使用访问列表和权能列表
13.4 信息流控制
13.4.1 禁闭问题
13.4.2 层次化的信息流
13.4.3 选择性禁闭问题
第5部分 程序设计项目
I 进程/线程的同步
1 项目概述
2 创建竞争条件
3 临界区问题的解决方法
3.1 使用互斥锁的解决方法
3.2 软件解决方法
4 实现一般信号量
4.1 使用互斥锁和条件变量的解决方法
4.2 软件解决方法
5 有界缓冲区
6 具体任务总结
7 附加任务的建议
II 进程和资源管理
1 项目概述
2 进程和资源的基本管理器
2.1 进程状态
2.2 进程的表示
2.3 资源的表示
2.4 对进程和资源的操作
2.5 调度函数
2.6 演示shell程序
3 扩充的进程和资源管理器
3.1 超时中断
3.2 输入/输出处理
3.3 扩充的shell
4 具体任务总结
5 附加任务的建议
III 内存管理
1 项目概述
2 内存管理器
2.1 内存
2.2 用户接口
3 模拟试验
3.1 产生请求的大小
3.2 收集有关性能的数据
3.3 选择要释放的内存块
4 具体任务总结
5 附加任务的建议
IV 页面置换算法
1 项目概述
2 全局页面置换算法
3 局部页面置换算法
4 产生引用串
5 性能评价
6 具体任务总结
7 附加任务的建议
V 文件系统
1 项目概述
2 输入/输出系统
3 文件系统
3.1 用户和文件系统之间的接口
3.2 文件系统的组织结构
3.3 目录
3.4 创建和删除文件
3.5 打开和关闭文件
3.6 在文件中读、写和搜索
3.7 列出目录
4 演示shell程序
5 具体任务总结
6 附加任务的建议
VI 其他编程项目
1 定时器工具
2 进程调度
3 银行家算法
4 磁盘调度算法
5 稳定存储
术语表