操作系統(tǒng)概念（第6版翻譯版）

第一部分 概述
第一章 導(dǎo)論
1.1 操作系統(tǒng)是什么
1.1.1 用戶觀點
1.1.2 系統(tǒng)觀點
1.1.3 系統(tǒng)目標(biāo)
1.2 大型機系統(tǒng)
1.2.1 批處理系統(tǒng)
1.2.2 多道程序系統(tǒng)
1.2.3 分時系統(tǒng)
1.3 桌面系統(tǒng)
1.4 多處理器系統(tǒng)
1.5 分布式系統(tǒng)
1.5.1 客戶機-服務(wù)器系統(tǒng)
1.5.2 對等系統(tǒng)
1.6 集群系統(tǒng)
1.7 實時系統(tǒng)
1.8 手持系統(tǒng)
1.9 功能遷移
1.10 計算環(huán)境
1.10.1 傳統(tǒng)計算
1.10.2 基于Web的計算
1.10.3 嵌入式計算
1.11 小結(jié)
習(xí)題一
推薦讀物
第二章 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1 計算機系統(tǒng)操作
2.2 I/O結(jié)構(gòu)
2.2.1 I/O中斷
2.2.2 DMA結(jié)構(gòu)
2.3 存儲結(jié)構(gòu)
2.3.1 內(nèi)存
2.3.2 磁盤
2.3.3 磁帶
2.4 存儲層次
2.4.1 高速緩存技術(shù)
2.4.2 一致性與連貫性
2.5 硬件保護
2.5.1 雙重模式操作
2.5.2 I/O保護
2.5.3 內(nèi)存保護
2.5.4 CPU保護
2.6 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
2.6.1 局域網(wǎng)
2.6.2 廣域網(wǎng)
2.7 小結(jié)
習(xí)題二
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第三章 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.1 系統(tǒng)組成
3.1.1 進程管理
3.1.2 內(nèi)存管理
3.1.3 文件管理
3.1.4 輸入/輸出系統(tǒng)管理
3.1.5 二級存儲管理
3.1.6 聯(lián)網(wǎng)
3.1.7 保護系統(tǒng)
3.1.8 命令解釋系統(tǒng)
3.2 操作系統(tǒng)服務(wù)
3.3 系統(tǒng)調(diào)用
3.3.1 進程控制
3.3.2 文件管理
3.3.3 設(shè)備管理
3.3.4 信息維護
3.3.5 通信
3.4 系統(tǒng)程序
3.5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.5.1 簡單結(jié)構(gòu)
3.5.2 分層方法
3.5.3 微內(nèi)核
3.6 虛擬機
3.6.1 實現(xiàn)
3.6.2 優(yōu)點
3.6.3 Java
3.7 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
3.7.1 設(shè)計目標(biāo)
3.7.2 機制與策略
3.7.3 實現(xiàn)
3.8 系統(tǒng)生成
3.9 小結(jié)
習(xí)題三
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第二部分 進程管理
第四章 進程
4.1 進程概念
4.1.1 進程
4.1.2 進程狀態(tài)
4.1.3 進程控制塊
4.1.4 線程
4.2 進程調(diào)度
4.2.1 調(diào)度隊列
4.2.2 調(diào)度程序
4.2.3 關(guān)聯(lián)切換
4.3 進程操作
4.3.1 進程創(chuàng)建
4.3.2 進程終止
4.4 進程協(xié)作
4.5 進程間通信
4.5.1 消息傳遞系統(tǒng)
4.5.2 命名
4.5.3 同步
4.5.4 緩沖
4.5.5 例子：Mach
4.5.6 例子：Windows 2000
4.6 客戶機-服務(wù)器系統(tǒng)通信
4.6.1 套接字
4.6.2 遠程過程調(diào)用
4.6.3 遠程方法調(diào)用
4.7 小結(jié)
習(xí)題四
推薦讀物
第五章 線程
5.1 概述
5.1.1 動機
5.1.2 優(yōu)點
5.1.3 用戶線程與內(nèi)核線程
5.2 多線程模型
5.2.1 多對一模型
5.2.2 一對一模型
5.2.3 多對多模型
5.3 若干多線程問題
5.3.1 系統(tǒng)調(diào)用fork和exec
5.3.2 取消
5.3.3 信號處理
5.3.4 線程池
5.3.5 線程特定數(shù)據(jù)
5.4 Pthread線程
5.5 Solaris 2線程
5.6 Windows 2000線程
5.7 Linux 線程
5.8 Java線程
5.8.1 線程創(chuàng)建
5.8.2 JVM與主機操作系統(tǒng)
5.9 小結(jié)
習(xí)題五
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第六章 CPU調(diào)度
6.1 基本概念
6.1.1 CPU-I/O區(qū)間周期
6.1.2 CPU調(diào)度程序
6.1.3 可搶占式調(diào)度
6.1.4 分派程序
6.2 調(diào)度準(zhǔn)則
6.3 調(diào)度算法
6.3.1 先到先服務(wù)調(diào)度
6.3.2 最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度
6.3.3 優(yōu)先權(quán)調(diào)度
6.3.4 輪轉(zhuǎn)法調(diào)度
6.3.5 多級隊列調(diào)度
6.3.6 多級反饋隊列調(diào)度
6.4 多處理器調(diào)度
6.5 實時調(diào)度
6.6 算法評估
6.6.1 確定性建模
6.6.2 排隊模型
6.6.3 模擬
6.6.4 實現(xiàn)
6.7 進程調(diào)度模型
6.7.1 例子：Solaris 2
6.7.2 例子：Windows 2000
6.7.3 例子：Linux
6.8 小結(jié)
習(xí)題六
推薦讀物
第七章 進程同步
7.1 背景
7.2 臨界區(qū)域問題
7.2.1 兩進程解法
7.2.2 多進程解法
7.3 同步硬件
7.4 信號量
7.4.1 用法
7.4.2 實現(xiàn)
7.4.3 死鎖與饑餓
7.4.4 二進制信號量
7.5 經(jīng)典同步問題
7.5.1 有限緩沖問題
7.5.2 讀者-作者問題
7.5.3 哲學(xué)家進餐問題
7.6 臨界區(qū)域
7.7 管程
7.8 操作系統(tǒng)同步
7.8.1 Solaris 2中的同步
7.8.2 Windows 2000中的同步
7.9 原子事務(wù)
7.9.1 系統(tǒng)模型
7.9.2 基于日志的恢復(fù)
7.9.3 檢查點
7.9.4 并發(fā)原子事務(wù)
7.10 小結(jié)
習(xí)題七
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第八章 死鎖
8.1 系統(tǒng)模型
8.2 死鎖特點
8.2.1 必要條件
8.2.2 資源分配圖
8.3 死鎖處理方法
8.4 死鎖預(yù)防
8.4.1 互斥
8.4.2 占有并等待
8.4.3 非搶占
8.4.4 循環(huán)等待
8.5 死鎖避免
8.5.1 安全狀態(tài)
8.5.2 資源分配圖算法
8.5.3 銀行家算法
8.6 死鎖檢測
8.6.1 每種資源類型只有單個實例
8.6.2 每種資源類型的多個實例
8.6.3 應(yīng)用檢測算法
8.7 死鎖恢復(fù)
8.7.1 進程終止
8.7.2 資源搶占
8.8 小結(jié)
習(xí)題八
推薦讀物
第三部分 存儲管理
第九章 內(nèi)存管理
9.1 背景
9.1.1 地址捆綁
9.1.2 邏輯地址空間與物理地址空間
9.1.3 動態(tài)加載
9.1.4 動態(tài)鏈接與共享庫
9.1.5 覆蓋
9.2 交換
9.3 連續(xù)內(nèi)存分配
9.3.1 內(nèi)存保護
9.3.2 內(nèi)存分配
9.3.3 碎片
9.4 分頁
9.4.1 基本方法
9.4.2 硬件支持
9.4.3 保護
9.4.4 頁表結(jié)構(gòu)
9.4.5 共享頁表
9.5 分段
9.5.1 基本方法
9.5.2 硬件
9.5.3 保護與共享
9.5.4 碎片
9.6 帶有分頁的分段
9.7 小結(jié)
習(xí)題九
推薦讀物
第十章 虛擬內(nèi)存
10.1 背景
10.2 請求頁面調(diào)度
10.2.1 基本概念
10.2.2 請求頁面調(diào)度的性能
10.3 進程創(chuàng)建
10.3.1 寫時拷貝
10.3.2 內(nèi)存映射文件
10.4 頁面置換
10.4.1 基本方法
10.4.2 FIFO頁置換
10.4.3 最優(yōu)頁置換
10.4.4 LRU頁置換
10.4.5 LRU近似頁置換
10.4.6 基于計數(shù)的頁置換
10.4.7 頁緩沖算法
10.5 幀分配
10.5.1 幀的最少數(shù)量
10.5.2 分配算法
10.5.3 全局分配與局部分配
10.6 系統(tǒng)顛簸
10.6.1 系統(tǒng)顛簸的原因
10.6.2 工作集合模型
10.6.3 頁錯誤頻率
10.7 操作系統(tǒng)樣例
10.7.1 Windows NT
10.7.2 Solaris 2
10.8 其他考慮
10.8.1 預(yù)約式頁面調(diào)度
10.8.2 頁大小
10.8.3 TLB范圍
10.8.4 反向頁表
10.8.5 程序結(jié)構(gòu)
10.8.6 I/O互鎖
10.8.7 實時處理
10.9 小結(jié)
習(xí)題十
推薦讀物
第十一章 文件系統(tǒng)接口
11.1 文件概念
11.1.1 文件屬性
11.1.2 文件操作
11.1.3 文件類型
11.1.4 文件結(jié)構(gòu)
11.1.5 內(nèi)部文件結(jié)構(gòu)
11.2 訪問方法
11.2.1 順序訪問
11.2.2 直接訪問
11.2.3 其他訪問方法
11.3 目錄結(jié)構(gòu)
11.3.1 單層目錄
11.3.2 雙層目錄
11.3.3 樹型結(jié)構(gòu)目錄
11.3.4 無環(huán)圖目錄
11.3.5 通用圖目錄
11.4 文件系統(tǒng)安裝
11.5 文件共享
11.5.1 多用戶
11.5.2 遠程文件系統(tǒng)
11.5.3 一致性語義
11.5.4 UNIX語義
11.5.5 會話語義
11.5.6 永久共享文件語義
11.6 保護
11.6.1 訪問類型
11.6.2 訪問控制
11.6.3 其他保護方法
11.6.4 例子：UNIX
11.7 小結(jié)
習(xí)題十一
推薦讀物
第十二章 文件系統(tǒng)實現(xiàn)
12.1 文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
12.2 文件系統(tǒng)實現(xiàn)
12.2.1 概述
12.2.2 分區(qū)與安裝
12.2.3 虛擬文件系統(tǒng)
12.3 目錄實現(xiàn)
12.3.1 線性列表
12.3.2 哈希表
12.4 分配方法
12.4.1 連續(xù)分配
12.4.2 鏈接分配
12.4.3 索引分配
12.4.4 性能
12.5 空閑空間管理
12.5.1 位向量
12.5.2 鏈表
12.5.3 組
12.5.4 計數(shù)
12.6 效率與性能
12.6.1 效率
12.6.2 性能
12.7 恢復(fù)
12.7.1 一致性檢查
12.7.2 備份與恢復(fù)
12.8 基于日志結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)
12.9 NFS
12.9.1 概述
12.9.2 安裝協(xié)議
12.9.3 NFS協(xié)議
12.9.4 路徑名轉(zhuǎn)換
12.9.5 遠程操作
12.10 小結(jié)
習(xí)題十二
推薦讀物
第四部分 I/O系統(tǒng)
第十三章 I/O系統(tǒng)
13.1 概述
13.2 I/O硬件
13.2.1 輪詢(polling)
13.2.2 中斷
13.2.3 直接內(nèi)存訪問
13.3 I/O應(yīng)用接口
13.3.1 塊與字符設(shè)備
13.3.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
13.3.3 時鐘與定時器
13.3.4 阻塞與非阻塞I/O
13.4 I/O內(nèi)核子系統(tǒng)
13.4.1 I/O調(diào)度
13.4.2 緩沖
13.4.3 高速緩存
13.4.4 假脫機與設(shè)備預(yù)留
13.4.5 錯誤處理
13.4.6 內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
13.5 把I/O操作轉(zhuǎn)換成硬件操作
13.6 流
13.7 性能
13.8 小結(jié)
習(xí)題十三
推薦讀物
第十四章 大容量存儲器結(jié)構(gòu)
14.1 磁盤結(jié)構(gòu)
14.2 磁盤調(diào)度
14.2.1 FCFS調(diào)度
14.2.2 SSTF調(diào)度
14.2.3 SCAN調(diào)度
14.2.4 C-SCAN調(diào)度
14.2.5 LOOK調(diào)度
14.2.6 磁盤調(diào)度算法的選擇
14.3 磁盤管理
14.3.1 磁盤格式化
14.3.2 引導(dǎo)塊
14.3.3 壞塊
14.4 交換空間管理
14.4.1 交換空間的使用
14.4.2 交換空間位置
14.4.3 交換空間管理：例子
14.5 RAID結(jié)構(gòu)
14.5.1 通過冗余改善可靠性
14.5.2 通過并行處理改善性能
14.5.3 RAID級別
14.5.4 RAID級別的選擇
14.5.5 擴展
14.6 磁盤附屬
14.6.1 主機附屬存儲
14.6.2 網(wǎng)絡(luò)附屬存儲
14.6.3 存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)
14.7 穩(wěn)定存儲實現(xiàn)
14.8 第三級存儲結(jié)構(gòu)
14.8.1 第三級存儲設(shè)備
14.8.2 操作系統(tǒng)作業(yè)
14.8.3 性能
14.9 小結(jié)
習(xí)題十四
推薦讀物
第五部分 分布式系統(tǒng)
第十五章 分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
15.1 背景
15.1.1 分布式系統(tǒng)的優(yōu)點
15.1.2 分布式操作系統(tǒng)的類型
15.1.3 階段性小結(jié)
15.2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
15.3 網(wǎng)絡(luò)類型
15.3.1 局域網(wǎng)
15.3.2 廣域網(wǎng)
15.4 通信
15.4.1 命名和名字解析
15.4.2 路由策略
15.4.3 分組策略
15.4.4 連接策略
15.4.5 競爭
15.5 通信協(xié)議
15.6 健壯性
15.6.1 故障檢測
15.6.2 重構(gòu)
15.6.3 故障恢復(fù)
15.7 設(shè)計事項
15.8 實例：連網(wǎng)
15.9 小結(jié)
習(xí)題十五
推薦讀物
第十六章 分布式文件系統(tǒng)
16.1 背景
16.2 命名和透明性
16.2.1 命名結(jié)構(gòu)
16.2.2 命名方案
16.2.3 實現(xiàn)技術(shù)
16.3 遠程文件訪問
16.3.1 基本的緩存設(shè)計
16.3.2 緩存位置
16.3.3 緩存更新策略
16.3.4 一致性
16.3.5 高速緩存和遠程服務(wù)的對比
16.4 有狀態(tài)服務(wù)和無狀態(tài)服務(wù)
16.5 文件復(fù)制
16.6 一個實例：AFS
16.6.1 概述
16.6.2 共享名字空間
16.6.3 文件操作和一致性語義
16.6.4 實現(xiàn)
16.7 小結(jié)
習(xí)題十六
推薦讀物
第十七章 分布式協(xié)調(diào)
17.1 事件排序
17.1.1 事前關(guān)系
17.1.2 實現(xiàn)
17.2 互斥
17.2.1 集中式算法
17.2.2 完全分布式的算法
17.2.3 令牌傳遞算法
17.3 原子性
17.3.1 兩階段提交協(xié)議
17.3.2 IPC中的錯誤處理
17.4 并發(fā)控制
17.4.1 加鎖協(xié)議
17.4.2 時間戳
17.5 死鎖處理
17.5.1 死鎖預(yù)防
17.5.2 死鎖檢測
17.6 選舉算法
17.6.1 Bully算法
17.6.2 環(huán)算法
17.7 達成一致
17.7.1 不可靠通信
17.7.2 故障處理
17.8 小結(jié)
習(xí)題十七
推薦讀物
第六部分 保護與安全
第十八章 保護
18.1 保護目標(biāo)
18.2 保護域
18.2.1 域結(jié)構(gòu)
18.2.2 舉例：UNIX
18.2.3 舉例：MULTICS
18.3 訪問矩陣
18.4 訪問矩陣的實現(xiàn)
18.4.1 全局表
18.4.2 對象的訪問列表
18.4.3 域的權(quán)限列表
18.4.4 鎖-鑰匙機制
18.4.5 比較
18.5 訪問權(quán)限的撤回
18.6 基于權(quán)限的系統(tǒng)
18.6.1 舉例：Hydra
18.6.2 舉例：劍橋CAP系統(tǒng)
18.7 基于語言的保護
18.7.1 基于編譯程序的強制
18.7.2 Java 2的保護
18.8 小結(jié)
習(xí)題十八
推薦讀物
第十九章 安全
19.1 安全問題
19.2 用戶驗證
19.2.1 密碼
19.2.2 密碼脆弱的一面
19.2.3 密碼加密
19.2.4 一次性密碼
19.2.5 生物測定學(xué)
19.3 程序威脅
19.3.1 特洛伊木馬
19.3.2 后門
19.3.3 棧和緩沖區(qū)溢出
19.4 系統(tǒng)威脅
19.4.1 蠕蟲
19.4.2 病毒
19.4.3 拒絕服務(wù)
19.5 保證系統(tǒng)與設(shè)備的安全
19.6 入侵檢測
19.6.1 入侵的組成
19.6.2 審計和記錄
19.6.3 Tripwire
19.6.4 系統(tǒng)調(diào)用監(jiān)控
19.7 密碼系統(tǒng)
19.7.1 驗證
19.7.2 加密
19.7.3 舉例：SSL
19.7.4 密碼術(shù)的使用
19.8 計算機安全分類
19.9 例子：Windows NT
19.10 小結(jié)
習(xí)題十九
推薦讀物
第七部分 案例研究
第二十章 Linux系統(tǒng)
20.1 發(fā)展歷程
20.1.1 Linux內(nèi)核
20.1.2 Linux系統(tǒng)
20.1.3 Linux版本
20.1.4 Linux許可
20.2 設(shè)計原理
20.2.1 Linux系統(tǒng)的組件
20.3 內(nèi)核模塊
20.3.1 模塊管理
20.3.2 驅(qū)動程序注冊
20.3.3 沖突解決方案
20.4 進程管理
20.4.1 Fork/Exec進程模型
20.4.2 進程與線程
20.5 調(diào)度
20.5.1 內(nèi)核同步
20.5.2 進程調(diào)度
20.5.3 對稱多處理技術(shù)
20.6 內(nèi)存管理
20.6.1 物理內(nèi)存管理
20.6.2 虛擬內(nèi)存
20.6.3 用戶程序的執(zhí)行與裝載
20.7 文件系統(tǒng)
20.7.1 虛擬文件系統(tǒng)
20.7.2 Linux ext2fs文件系統(tǒng)
20.7.3 Linux Proc文件系統(tǒng)
20.8 輸入與輸出
20.8.1 塊設(shè)備
20.8.2 字符設(shè)備
20.9 進程間通信
20.9.1 同步與信號
20.9.2 進程間數(shù)據(jù)傳輸
20.10 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
20.11 安全
20.11.1 認(rèn)證
20.11.2 訪問控制
20.12 小結(jié)
習(xí)題二十
推薦讀物
第二十一章 Windows 2000
21.1 歷史
21.2 設(shè)計原則
21.3 系統(tǒng)組成
21.3.1 硬件抽象層
21.3.2 內(nèi)核
21.3.3 執(zhí)行體
21.4 環(huán)境子系統(tǒng)
21.4.1 MS-DOS 環(huán)境
21.4.2 16位Windows環(huán)境
21.4.3 Win32環(huán)境
21.4.4 POSIX子系統(tǒng)
21.4.5 OS/2子系統(tǒng)
21.4.6 登錄和安全子系統(tǒng)
21.5 文件系統(tǒng)
21.5.1 內(nèi)部布局
21.5.2 恢復(fù)
21.5.3 安全
21.5.4 卷管理及容錯
21.5.5 壓縮技術(shù)
21.5.6 再解析點
21.6 網(wǎng)絡(luò)
21.6.1 協(xié)議
21.6.2 分布式處理機制
21.6.3 重定向器與服務(wù)器
21.6.4 域
21.6.5 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的名稱解析
21.7 程序接口
21.7.1 訪問內(nèi)核對象
21.7.2 進程管理
21.7.3 進程間通信
21.7.4 內(nèi)存管理
21.8 小結(jié)
習(xí)題二十一
推薦讀物
第二十二章 Windows XP
22.1 歷史
22.2 設(shè)計原則
22.2.1 安全性
22.2.2 可靠性
22.2.3 Windows和POSIX應(yīng)用的兼容性
22.2.4 高性能
22.2.5 可擴展性
22.2.6 可移植性
22.2.7 國際支持
22.3 系統(tǒng)組成
22.3.1 硬件抽象層
22.3.2 內(nèi)核
22.3.3 執(zhí)行體
22.4 環(huán)境子系統(tǒng)
22.4.1 MS-DOS環(huán)境
22.4.2 16位Windows環(huán)境
22.4.3 IA64的32位Windows環(huán)境
22.4.4 Win32環(huán)境
22.4.5 POSIX子系統(tǒng)
22.4.6 登錄與安全子系統(tǒng)
22.5 文件系統(tǒng)
22.5.1 NTFS內(nèi)部布局
22.5.2 恢復(fù)
22.5.3 安全
22.5.4 卷管理和容錯
22.5.5 壓縮與加密
22.5.6 安裝點
22.5.7 改變?nèi)罩?br /> 22.5.8 卷影子拷貝
22.6 網(wǎng)絡(luò)
22.6.1 網(wǎng)絡(luò)接口
22.6.2 協(xié)議
22.6.3 分布式處理機制
22.6.4 重定向器與服務(wù)器
22.6.5 域
22.6.6 活動目錄
22.6.7 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的名稱解析
22.7 程序接口
22.7.1 內(nèi)核對象訪問
22.7.2 進程間的對象共享
22.7.3 進程管理
22.7.4 進程間通信
22.7.5 內(nèi)存管理
22.8 小結(jié)
習(xí)題二十二
推薦讀物
第二十三章 歷史縱覽
23.1 早期系統(tǒng)
23.2 Atlas
23.3 XDS-940
23.4 THE
23.5 RC4000
23.6 CTSS
23.7 MULTICS
23.8 OS/360
23.9 Mach
23.10 其他系統(tǒng)