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算法与数据结构-严蔚敏版-全部课件 教材：《数据结构(C语言版)》。严蔚敏，吴伟民 编 著。清华大学出版社。 参考文献： 1 《数据结构》 。张选平，雷咏梅 编， 严蔚敏 审。 机械工业出版社。 2 《数据结构与算法分析》。Clifford A. Shaffer著， 张 铭，刘晓丹 译。电子工业出版社。 3 《数据结构习题与解析(C语实言版)》。李春葆。 清华大学出版社。 4 《数据结构与算法》。夏克俭 编著。国防工业出版社。

目 录 第一章 操作系统引论 1.1 操作系统的目标和作用.................................1 1.1.1 操作系统的目标......................................1 1.1.2 操作系统的作用......................................2 1.1.3 推动操作系统发展的主要动力. ..............4 1.2 操作系统的发展过程.....................................5 1.2.1 无操作系统的计算机系统.......................5 1.2.2 单道批处理系统......................................6 1.2.3 多道批处理系统......................................7 1.2.4 分时系统.................................................9 1.2.5 实时系统...............................................11 1.2.6 微机操作系统的发展............................12 1.3 操作系统的基本特性...................................14 1.3.1 并发性...................................................14 1.3.2 共享性...................................................15 1.3.3 虚拟技术...............................................16 1.3.4 异步性...................................................17 1.4 操作系统的主要功能...................................18 1.4.1 处理机管理功能....................................18 1.4.2 存储器管理功能....................................19 1.4.3 设备管理功能........................................21 1.4.4 文件管理功能........................................21 1.4.5 操作系统与用户之间的接口.................22 1.5 OS 结构设计................................................24 1.5.1 传统的操作系统结构 ............................24 1.5.2 客户/服务器模式...................................26 1.5.3 面向对象的程序设计 ............................27 1.5.4 微内核 OS 结构.....................................29 习题......................................................................33 第二章 进 程 管 理 2.1 进程的基本概念..........................................34 2.1.1 程序的顺序执行及其特征.....................34 2.1.2 前趋图...................................................35 2.1.3 程序的并发执行及其特征.....................36 2.1.4 进程的特征与状态................................37 2.1.5 进程控制块...........................................41 2.2 进程控制 .....................................................43 2.2.1 进程的创建...........................................43 2.2.2 进程的终止...........................................45 2.2.3 进程的阻塞与唤醒................................46 2.2.4 进程的挂起与激活................................47 2.3 进程同步 .....................................................47 2.3.1 进程同步的基本概念............................47 2.3.2 信号量机制...........................................50 2.3.3 信号量的应用.......................................53 2.3.4 管程机制...............................................55 2.4 经典进程的同步问题...................................58 2.4.1 生产者—消费者问题 ............................58 2.4.2 哲学家进餐问题....................................61 2.4.3 读者—写者问题....................................63 2.5 进程通信......................................................65 2.5.1 进程通信的类型....................................65 2.5.2 消息传递通信的实现方法.....................66 2.5.3 消息传递系统实现中的若干问题..........68 2.5.4 消息缓冲队列通信机制.........................69 2.6 线程.............................................................71 2.6.1 线程的基本概念....................................72 2.6.2 线程间的同步和通信 ............................75 2.6.3 线程的实现方式....................................77 2.6.4 线程的实现 ...........................................78 习题......................................................................81 ·2· 第三章 处理机调度与死锁 3.1 处理机调度的层次 ......................................84 3.1.1 高级调度...............................................84 3.1.2 低级调度...............................................86 3.1.3 中级调度...............................................87 3.2 调度队列模型和调度准则...........................88 3.2.1 调度队列模型.......................................88 3.2.2 选择调度方式和调度算法的若干 准则......................................................90 3.3 调度算法 .....................................................91 3.3.1 先来先服务和短作业(进程)优先 调度算法...............................................91 3.3.2 高优先权优先调度算法........................93 3.3.3 基于时间片的轮转调度算法.................95 3.4 实时调度 .....................................................97 3.4.1 实现实时调度的基本条件.....................97 3.4.2 实时调度算法的分类 ............................99 3.4.3 常用的几种实时调度算法...................100 3.5 产生死锁的原因和必要条件......................103 3.5.1 产生死锁的原因..................................103 3.5.2 产生死锁的必要条件 ..........................105 3.5.3 处理死锁的基本方法 ..........................105 3.6 预防死锁的方法.........................................106 3.6.1 预防死锁.............................................106 3.6.2 系统安全状态......................................107 3.6.3 利用银行家算法避免死锁...................108 3.7 死锁的检测与解除.....................................111 3.7.1 死锁的检测 .........................................111 3.7.2 死锁的解除 .........................................113 习题....................................................................114 第四章 存 储 器 管 理 4.1 存储器的层次结构 ....................................116 4.1.1 多级存储器结构..................................116 4.1.2 主存储器与寄存器..............................117 4.1.3 高速缓存和磁盘缓存..........................117 4.2 程序的装入和链接 ....................................118 4.2.1 程序的装入.........................................118 4.2.2 程序的链接.........................................120 4.3 连续分配方式............................................121 4.3.1 单一连续分配.....................................121 4.3.2 固定分区分配.....................................122 4.3.3 动态分区分配.....................................123 4.3.4 伙伴系统.............................................126 4.3.5 哈希算法.............................................126 4.3.6 可重定位分区分配..............................127 4.3.7 对换....................................................129 4.4 基本分页存储管理方式.............................130 4.4.1 页面与页表.........................................130 4.4.2 地址变换机构.....................................131 4.4.3 两级和多级页表..................................133 4.5 基本分段存储管理方式.............................135 4.5.1 分段存储管理方式的引入...................135 4.5.2 分段系统的基本原理 ..........................136 4.5.3 信息共享.............................................138 4.5.4 段页式存储管理方式 ..........................140 4.6 虚拟存储器的基本概念.............................141 4.6.1 虚拟存储器的引入..............................142 4.6.2 虚拟存储器的实现方法.......................143 4.6.3 虚拟存储器的特征..............................144 4.7 请求分页存储管理方式.............................144 4.7.1 请求分页中的硬件支持.......................144 4.7.2 内存分配策略和分配算法...................147 4.7.3 调页策略.............................................148 4.8 页面置换算法............................................149 4.8.1 最佳置换算法和先进先出置换算法....150 4.8.2 最近最久未使用(LRU)置换算法.........151 4.8.3 Clock 置换算法...................................153 ·3· 4.8.4 其它置换算法.....................................154 4.9 请求分段存储管理方式.............................155 4.9.1 请求分段中的硬件支持......................155 4.9.2 分段的共享与保护..............................157 习题....................................................................159 第五章 设 备 管 理 5.1 I/O 系统.....................................................160 5.1.1 I/O 设备 ..............................................160 5.1.2 设备控制器.........................................162 5.1.3 I/O 通道 ..............................................164 5.1.4 总线系统.............................................166 5.2 I/O 控制方式 .............................................167 5.2.1 程序 I/O 方式......................................167 5.2.2 中断驱动 I/O 控制方式.......................168 5.2.3 直接存储器访问(DMA)I/O 控制 方式....................................................169 5.2.4 I/O 通道控制方式...............................170 5.3 缓冲管理 ...................................................171 5.3.1 缓冲的引入.........................................171 5.3.2 单缓冲和双缓冲..................................172 5.3.3 循环缓冲.............................................174 5.3.4 缓冲池.................................................175 5.4 I/O 软件.....................................................177 5.4.1 I/O 软件的设计目标和原则................177 5.4.2 中断处理程序......................................179 5.4.3 设备驱动程序......................................181 5.4.4 设备独立性软件..................................184 5.4.5 用户层的 I/O 软件...............................186 5.5 设备分配....................................................186 5.5.1 设备分配中的数据结构.......................186 5.5.2 设备分配时应考虑的因素...................187 5.5.3 独占设备的分配程序 ..........................188 5.5.4 SPOOLing 技术...................................189 5.6 磁盘存储器的管理.....................................191 5.6.1 磁盘性能简述......................................191 5.6.2 磁盘调度.............................................194 5.6.3 磁盘高速缓存......................................197 5.6.4 提高磁盘 I/O 速度的其它方法............199 5.6.5 廉价磁盘冗余阵列..............................200 习题....................................................................202 第六章 文 件 管 理 6.1 文件和文件系统........................................203 6.1.1 文件、记录和数据项..........................203 6.1.2 文件类型和文件系统模型...................205 6.1.3 文件操作.............................................206 6.2 文件的逻辑结构........................................208 6.2.1 文件逻辑结构的类型..........................208 6.2.2 顺序文件.............................................209 6.2.3 索引文件.............................................210 6.2.4 索引顺序文件.....................................211 6.2.5 直接文件和哈希文件..........................212 6.3 外存分配方式............................................213 6.3.1 连续分配.............................................213 6.3.2 链接分配.............................................215 6.3.3 FAT 和 NTFS 技术...............................216 6.3.4 索引分配.............................................221 6.4 目录管理....................................................223 6.4.1 文件控制块和索引结点.......................224 6.4.2 目录结构.............................................226 6.4.3 目录查询技术......................................229 6.5 文件存储空间的管理.................................231 6.5.1 空闲表法和空闲链表法.......................231 6.5.2 位示图法.............................................232 6.5.3 成组链接法 .........................................233 6.6 文件共享与文件保护.................................234 6.6.1 基于索引结点的共享方式...................234 6.6.2 利用符号链实现文件共享...................236 ·4· 6.6.3 磁盘容错技术.....................................237 6.7 数据一致性控制........................................240 6.7.1 事务....................................................241 6.7.2 检查点.................................................242 6.7.3 并发控制.............................................243 6.7.4 重复数据的数据一致性问题...............243 习题....................................................................246 第七章 操作系统接口 7.1 联机用户接口............................................248 7.1.1 联机用户接口.....................................248 7.1.2 联机命令的类型..................................250 7.1.3 键盘终端处理程序..............................252 7.1.4 命令解释程序.....................................254 7.2 Shell 命令语言...........................................255 7.2.1 简单命令.............................................255 7.2.2 重定向与管道命令..............................258 7.2.3 通信命令.............................................259 7.2.4 后台命令.............................................260 7.3 系统调用 ...................................................260 7.3.1 系统调用的基本概念..........................261 7.3.2 系统调用的类型..................................263 7.3.3 POSIX 标准.........................................265 7.3.4 系统调用的实现..................................266 7.4 UNIX 系统调用..........................................268 7.4.1 UNIX 系统调用的类型........................269 7.4.2 被中断进程的环境保护.......................271 7.4.3 系统调用陷入后需处理的 公共问题.............................................272 7.5 图形用户接口............................................273 7.5.1 图形化用户界面..................................273 7.5.2 桌面、图标和任务栏 ..........................274 7.5.3 窗口.....................................................276 7.5.4 对话框.................................................277 习题....................................................................279 第八章 网络操作系统 8.1 计算机网络概述........................................281 8.1.1 计算机网络的拓扑结构......................281 8.1.2 计算机广域网络..................................284 8.1.3 计算机局域网络..................................287 8.1.4 网络互连.............................................288 8.2 网络体系结构............................................290 8.2.1 网络体系结构的基本概念...................290 8.2.2 OSI/RM 中的低三层...........................292 8.2.3 OSI/RM 中的高四层...........................294 8.2.4 TCP/IP 网络体系结构........................295 8.2.5 LAN 网络体系结构.............................297 8.3 Internet 与 Intranet .....................................299 8.3.1 Internet 简介........................................300 8.3.2 Internet 提供的传统信息服务 .............301 8.3.3 Web 服务.............................................303 8.4 客户/服务器模式.......................................304 8.4.1 两层结构客户/服务器模式的 局限性.................................................304 8.4.2 三层结构的客户/服务器模式..............305 8.4.3 两层客户/服务器与三层客户/服务器的 比较.....................................................306 8.4.4 浏览器/服务器(Browser/Server) 模式.....................................................307 8.5 网络操作系统的功能.................................308 8.5.1 数据通信功能......................................308 8.5.2 网络资源共享功能..............................309 8.5.3 应用互操作功能..................................312 8.5.4 网络管理功能......................................314 8.6 网络操作系统提供的服务..........................315 8.6.1 域名系统(DNS)...................................315 8.6.2 目录服务.............................................317 8.6.3 支持 Internet 提供的服务 ....................319 ·5· 习题...................................................................320 第九章 系 统 安 全 性 9.1 系统安全的基本概念.................................322 9.1.1 系统安全性的内容和性质...................322 9.1.2 系统安全威胁的类型..........................323 9.1.3 信息技术安全评价公共准则...............324 9.2 数据加密技术............................................325 9.2.1 数据加密的基本概念..........................325 9.2.2 对称加密算法与非对称加密算法.......328 9.2.3 数字签名和数字证明书......................329 9.2.4 网络加密技术.....................................331 9.3 认证技术 ...................................................332 9.3.1 基于口令的身份认证..........................333 9.3.2 基于物理标志的认证技术...................335 9.3.3 基于生物标志的认证技术...................337 9.3.4 基于公开密钥的认证技术...................339 9.4 访问控制技术............................................340 9.4.1 访问矩阵.............................................340 9.4.2 访问矩阵的修改..................................342 9.4.3 访问控制矩阵的实现 ..........................343 9.5 计算机病毒................................................345 9.5.1 计算机病毒的基本概念.......................345 9.5.2 计算机病毒的类型..............................346 9.5.3 病毒的隐藏方式..................................348 9.5.4 病毒的预防和检测..............................350 习题....................................................................351 第十章 UNIX 系统内核结构 10.1 UNIX 系统概述.......................................353 10.1.1 UNIX 系统的发展史.........................353 10.1.2 UNIX 系统的特征.............................355 10.1.3 UNIX 系统的内核结构.....................356 10.2 进程的描述和控制...................................357 10.2.1 进程控制块.......................................357 10.2.2 进程状态与进程映像........................359 10.2.3 进程控制...........................................361 10.2.4 进程调度与切换................................363 10.3 进程的同步与通信...................................364 10.3.1 sleep 与 wakeup 同步机制.................364 10.3.2 信号机制...........................................365 10.3.3 管道机制...........................................365 10.3.4 消息机制...........................................367 10.3.5 共享存储区机制................................368 10.3.6 信号量集机制 ...................................369 10.4 存储器管理..............................................370 10.4.1 请求调页管理的数据结构.................370 10.4.2 换页进程...........................................372 10.4.3 请求调页...........................................373 10.5 设备管理..................................................374 10.5.1 字符设备缓冲区管理.........................374 10.5.2 块设备缓冲区管理............................375 10.5.3 内核与驱动程序接口.........................377 10.5.4 磁盘驱动程序....................................379 10.5.5 磁盘读/写程序...................................380 10.6 文件管理..................................................381 10.6.1 UNIX 文件系统概述..........................381 10.6.2 文件的物理结构................................383 10.6.3 索引结点的管理................................385 10.6.4 空闲磁盘空间的管理.........................386 10.6.5 文件表的管理....................................388 10.6.6 目录管理...........................................389 习题....................................................................390 参考文献.........................................................392

Windows Sockets规范以U.C. Berkeley大学BSD UNIX中流行的Socket接口为范例定义了一套Micosoft Windows下网络编程接口。它不仅包含了人们所熟悉的Berkeley Socket风格的库函数；也包含了一组针对Windows的扩展库函数，以使程序员能充分地利用Windows消息驱动机制进行编程。