操作系统原理及应用 (Linux) (第2版) 微课视频版

本书完整讲述了计算机操作系统的基本概念和基本原理，并结合Linux操作系统实例进行说明。内容主要包括操作系统概述、进程管理、处理机调度与死锁，内存管理.文件管理.设备管理.现代操作系统和操作系统的安全性。
本书可以作为高等学校特别是应用型本科院校计算机类专业教材，也可以作为计算机和信息科学类相关专业技术人员的参考书。

 王红,潍坊学院计算机工程学院副教授,1988年毕业于山东工业大学计算数学专业,2007年获山东科技大学计算机软件与理论硕士学位。主要讲授课程：《Ｃ语言程序设计》、《操作系统》等；主要研究方向：计算机软件架构与理论、操作系统、算法设计与分析。主持重量科研项目一项，省级科研项目2项，潍坊市科技发展计划项目3项；作为主持人获潍坊市科技进步二等奖两项；近年公开出版高等院校规划教材6部；发表Ei及以上论文10篇。

第1章操作系统概述
1.1操作系统的地位和目标
1.1.1操作系统的地位
1.1.2操作系统的目标
1.2操作系统的功能
1.2.1提供人机接口
1.2.2管理计算机系统资源
1.3操作系统的发展过程
1.3.1推动操作系统发展的主要动力
1.3.2无操作系统的计算机系统
1.4操作系统的类型
1.4.1批处理系统
1.4.2分时系统
1.4.3实时系统
1.4.4微机操作系统
1.4.5网络操作系统
1.4.6分布式操作系统
1.4.7嵌入式操作系统
1.5操作系统的特征
1.6操作系统的体系结构
1.6.1层次结构
1.6.2微内核结构
1.7Linux简介
1.7.1Linux概述
1.7.2Linux的内核特征
1.7.3Linux的发展及展望
本章小结
习题1
第2章进程管理
2.1进程的引入
2.1.1程序的顺序执行
2.1.2程序的并发执行及其特征
2.1.3进程的定义与特征
2.1.4进程的基本状态及转换
2.1.5Linux进程的状态
2.2进程的描述
2.2.1PCB
2.2.2进程控制块的组织方式
2.2.3Linux进程的PCB
2.3进程控制
2.3.1进程的家族关系
2.3.2进程的创建与终止
2.3.3进程的阻塞与唤醒
2.3.4Linux系统调用
2.4进程的同步与互斥
2.4.1临界资源的概念
2.4.2进程的互斥与同步
2.4.3实现进程同步的软件方法
2.4.4实现进程同步的硬件机制
2.5信号量机制
2.5.1信号量的概念
2.5.2信号量的申请与释放
2.5.3利用信号量实现进程的同步与互斥
2.6进程同步问题举例
2.6.1两个简单的例子
2.6.2生产者消费者问题
2.6.3读者写者问题
2.6.4哲学家进餐问题
2.7管程
2.7.1管程的概念
2.7.2利用管程实现进程同步与互斥
2.7.3管程应用
2.8进程的高级通信
2.8.1共享存储器系统
2.8.2消息传递系统
2.8.3管道通信系统
2.9信号通信机制
2.9.1信号通信与中断的关系
2.9.2信号的基本概念
2.9.3信号的发送
2.9.4信号的处理方式
2.10线程
2.10.1线程的基本概念
2.10.2线程的状态与转换操作
2.10.3引入线程的好处
2.10.4多线程的实现
2.10.5Linux系统的线程
本章小结
习题2
第3章处理机调度与死锁
3.1作业管理
3.1.1作业的概念及分类
3.1.2作业的状态
3.1.3作业管理的功能
3.1.4作业与进程的关系
3.2分级调度
3.3作业调度
3.3.1作业调度的功能
3.3.2调度算法的目标
3.4进程调度
3.4.1进程调度的功能
3.4.2进程调度的时机
3.4.3进程上下文的切换
3.4.4Linux系统中进程调度发生的时机
3.5调度算法
3.5.1先来先服务调度算法
3.5.2短作业（进程）优先调度算法
3.5.3高响应比优先调度算法
3.5.4优先级调度算法
3.5.5时间片轮转调度算法
3.5.6多级队列调度算法
3.5.7多级反馈队列调度算法
3.6Linux系统的调度算法
3.6.1Linux系统的进程调度策略
3.6.2Linux系统的优先级调度策略
3.6.3实时进程的调度策略
3.7死锁问题
3.7.1死锁的概念
3.7.2解决死锁问题的基本方法
3.7.3产生死锁的原因及必要条件
3.8死锁的预防
3.8.1摒弃占有且申请条件
3.8.2摒弃不可抢占条件
3.8.3摒弃环路条件
3.9死锁的避免
3.9.1系统的安全状态
3.9.2由安全状态向不安全状态的转化
3.9.3银行家算法
3.10利用银行家算法避免死锁
3.10.1银行家算法中的数据结构
3.10.2银行家算法的实现
3.10.3银行家算法的应用
3.11死锁的检测与解除
3.11.1死锁检测的时机
3.11.2死锁的检测
3.11.3死锁的解除
本章小结
习题3
第4章内存管理
4.1存储器管理概述
4.1.1存储层次结构
4.1.2存储层次结构部分
4.1.3用户程序的处理过程
4.1.4存储空间及重定位
4.2分区存储管理
4.2.1单道程序的连续分配
4.2.2固定分区分配方式
4.2.3动态分区分配
4.2.4可重定位分区
4.3页式存储管理
4.3.1页式存储管理的思想
4.3.2页式存储管理的数据结构
4.3.3页式存储管理的重定位
4.3.4快表
4.3.5两级和多级页表
4.4段式存储管理
4.4.1段式存储管理的思想
4.4.2段页式存储管理
4.5虚拟存储器
4.5.1局部性原理
4.5.2对换
4.5.3覆盖
4.5.4虚拟存储器
4.6请求分页内存管理
4.6.1请求分页的实现
4.6.2内存分配策略
4.7页面置换算法
4.7.1优选先出页面置换算法
4.7.2最近最久未使用页面置换算法
4.7.3很好置换算法
4.7.4时钟置换算法
4.7.5抖动与工作集
4.8请求分段存储管理
4.8.1请求分段的原理和硬件支持
4.8.2段的共享与保护
4.8.3段的共享与保护的实现
4.9Linux系统的内存管理方法
4.9.1Linux的分页管理机制
4.9.2虚存段的组织与管理
4.9.3内存的共享和保护
4.9.4内存空间管理
4.9.5空闲内存管理
4.9.6内核态内存的申请与释放
4.9.7用户态内存的申请和释放
4.9.8交换空间
4.9.9页交换进程和页面换出
4.9.10缺页中断和页面换入
本章小结
习题4
第5章文件管理
5.1文件管理概述
5.1.1文件的概念
5.1.2文件系统
5.1.3文件的分类
5.1.4文件存取方式
5.2文件的逻辑结构
5.2.1流式文件
5.2.2记录文件
5.3外存分配方式
5.3.1连续分配方式
5.3.2链接分配方式
5.3.3索引分配方式
5.4文件目录管理
5.4.1文件控制块和索引节点
5.4.2文件目录结构
5.4.3按名存取
5.5文件存储空间的管理
5.5.1空闲空间表法
5.5.2位示图法
5.5.3空闲块链法
5.5.4空闲块成组链接法
5.6文件共享与安全性
5.6.1文件的共享
5.6.2文件的安全性
5.7Linux文件系统
5.7.1文件类型
5.7.2Linux文件目录
5.7.3虚拟文件系统
5.7.4EXT2
5.7.5Linux常用系统调用
本章小结
习题5
第6章设备管理
6.1I/O系统组成
6.1.1I/O设备
6.1.2设备控制器
6.1.3I/O通道
6.1.4I/O软件的层次结构
6.2数据传输控制方式
6.2.1程序直接控制方式
6.2.2中断控制方式
6.2.3DMA方式
6.2.4通道控制方式
6.3中断技术
6.3.1中断的概念
6.3.2中断源
6.3.3中断响应
6.3.4中断处理
6.4缓冲技术
6.4.1缓冲的引入
6.4.2利用缓冲技术进行I/O操作
6.4.3缓冲区的设置
6.4.4缓冲池
6.5设备分配
6.5.1与设备分配相关的因素
6.5.2虚拟设备技术
6.6SPOOLING系统
6.6.1SPOOLING系统简介
6.6.2SPOOLING系统的组成
6.7I/O控制过程
6.7.1用户进程的I/O请求
6.7.2设备驱动程序
6.8磁盘I/O
6.8.1磁盘存储格式
6.8.2磁盘I/O性能
6.8.3磁盘调度
6.8.4磁盘高速缓存
6.9Linux系统的设备管理
6.9.1Linux系统设备管理概述
6.9.2Linux设备驱动程序的接口
6.9.3Linux的磁盘高速缓存
本章小结
习题6
第7章现代操作系统
7.1UNIX操作系统
7.1.1UNIX操作系统的发展
7.1.2UNIX操作系统的特点
7.1.3UNIX系统的内核结构
7.1.4UNIX系统的进程管理
7.1.5UNIX系统的内存管理
7.1.6UNIX系统的文件管理
7.1.7UNIX系统的设备管理
7.2分布式操作系统
7.2.1分布式操作系统的特性
7.2.2进程迁移
7.2.3分布式进程管理
7.3多处理机操作系统
7.3.1多处理机系统的基本概念
7.3.2多处理机系统的功能与分类
7.3.3集群系统
本章小结
习题7
第8章操作系统的安全性
8.1操作系统安全性概述
8.1.1计算机系统安全性的内涵
8.1.2计算机系统安全性评价基础
8.1.3计算机系统安全性评价准则
8.2操作系统的安全机制
8.2.1硬件安全机制
8.2.2用户身份认证机制
8.2.3访问控制
8.2.4加密技术
8.2.5病毒及其防御机制
8.2.6监控和审计日志
本章小结
习题8
参考文献