《操作系统实用教程》着重讲述操作系统的原理和概念,并且以此来指导操作系统的设计和实现。
全书共分8章。第1章概论,介绍操作系统的定义、发展、现状和它在计算机系统中的重要作用。第2章介绍操作系统用户接口,Linux的安装与使用。第3-7章主要讨论操作系统的基本原理和概念,包括进程管理、并发程序设计、存储管理、设备管理、文件管理以及磁盘管理等内容。在阐述基本原理和概念的基础上,为了使读者对操作系统有一个整体概念,将所学知识能融会贯通,每章都从问题的提出开始,进入到对具体操作系统原理的介绍,然后利用Linux相关部分有针对性地进行实例介绍。第8章介绍操作系统的较深入的内容。各章均附有一定数量的习题,并为教师免费提供习题答案和教学用讲稿PPT文件。
《操作系统实用教程》可作为普通高等院校计算机专业的教材或教学参考书,也可作为计算机软件人员的参考书。

第1章 概论1
1.1 计算机与操作系统1
1.1.1计算机发展简介1
1.1.2操作系统的发展4
1.1.3存储程序式计算机的结构和特点19
1.2 操作系统的基本概念21
1.2.1操作系统的定义及其在计算机系统中的地位21
1.2.2操作系统的功能23
1.2.3操作系统的特性及其应解决的基本问题25
1.3 操作系统的整体框架27
1.3.1计算机系统的层次划分28
1.3.2操作系统提供抽象的计算环境30
1.3.3操作系统的总体结构31
1.3.4支撑操作系统的知识框架41
1.4 从不同角度刻画操作系统42
1.4.1用户观点42
1.4.2资源管理观点42
1.4.3进程观点44
1.4.4模块分层观点45
1.5 **操作系统46
1.5.1主要的**评价准则46
1.5.2可信计算机系统**评价准则TCSEC48
1.5.3**标准应用分析50
1.6 小结51
1.7 习题52

第2章 操作系统接口53
2.1 概述53
2.1.1系统调用53
2.1.2shell命令及其解释程序58
2.2 Linux的安装67
2.2.1安装前的准备67
2.2.2建立硬盘分区68
2.2.3安装类型69
2.2.4安装过程70
2.2.5操作系统的安装概念70
2.3 Linux的使用71
2.3.1使用常识71
2.3.2文件操作命令72
2.3.3文本编辑命令80
2.3.4shell的特殊字符82
2.3.5进程控制命令86
2.3.6网络配置和网络应用工具88
2.3.7联机帮助92
2.4 系统管理92
2.4.1**用户93
2.4.2用户和用户组管理93
2.4.3文件系统管理95
2.4.4Linux源代码文件安置的目录结构99
2.5 小结100
2.6 习题100

第3章 进程机制与并发程序设计101
3.1 概述101
3.2 进程的基本概念102
3.2.1计算机执行程序的*基本的方式--单道程序的执行102
3.2.2多个程序驻留内存--多个程序依次顺序执行102
3.2.3进程的概念和结构--多个程序并发执行102
3.2.4进程的定义105
3.3 进程的状态和进程控制块107
3.3.1进程的状态及状态变化图107
3.3.2进程控制块109
3.4 进程控制110
3.4.1原语110
3.4.2进程控制原语111
3.5 线程的基本概念112
3.5.1线程的引入112
3.5.2线程与进程的比较113
3.6 进程调度114
3.6.1进程调度的职能114
3.6.2进程调度算法115
3.6.3调度时的进程状态图117
3.7 进程通信118
3.7.1临界资源和临界区118
3.7.2进程的通信方式之一--同步与互斥119
3.7.3两上经典的同步/互斥问题122
3.7.4结构化的同步/互斥机制--管程124
3.7.5进程的通信方式之二--消息缓冲126
3.8 死锁128
3.8.1死锁原因和必要条件128
3.8.2预防死锁130
3.8.3发现死锁132
3.8.4解除死锁133
3.9 Linux中的进程134
3.9.1Linux进程控制块PCB简介134
3.9.2进程的创建140
3.9.3进程调度142
3.9.4进程的退出与消亡144
3.9.5相关的系统调用145
3.9.6信号147
3.9.7信号量与PV操作148
3.9.8等待队列149
3.9.9管道150
3.9.10Linux内核体系结构151
3.10 并发程序设计实例152
3.11 小结154
3.12 习题154

第4章 存储管理156
4.1 概述156
4.2 分区式存储管理157
4.2.1地址重定位157
4.2.2固定式分区和可变式分区159
4.2.3覆盖与交换技术163
4.3 分页式存储管理165
4.3.1虚拟存储器165
4.3.2分页式存储管理的实现方法166
4.3.3页表和快表168
4.3.4页面交换172
4.3.5页式存储管理的保护措施174
4.3.6工作集模型174
4.4 分段存储管理176
4.4.1分段存储管理的特点176
4.4.2段式地址变换176
4.4.3扩充段表功能177
4.5 段页式存储管理178
4.6 用户编程中的内存管理实例分析180
4.7 Linux内存管理概述183
4.7.1基本思想183
4.7.2Linux中的页表184
4.7.3内存页的分配和释放185
4.7.4内存映射和需求分页185
4.7.5内存交换187
4.7.6页目录和页表的数据结构表示188
4.8小结189
4.9习题189

第5章 输入/输出系统190
5.1 概述191
5.2 输入/输出硬件193
5.2.1输入/输出设备193
5.2.2设备控制器196
5.2.3通道197
5.2.4存储器直接存取(DMA)设备198
5.3 输入/输出软件199
5.3.1输入/输出软件的作用199
5.3.2数据传送控制方式200
5.3.3中断处理技术206
5.3.4设备驱动程序209
5.3.5与设备无关的I/O软件210
5.3.6用户层的输入/输出软件210
5.3.7设备分配211
5.3.8I/O进程控制213
5.3.9缓冲技术216
5.4 Linux输入/输出系统概述219
5.4.1Linux输入/输出的过程概述219
5.4.2Linux设备管理基础220
5.4.3Linux的中断处理224
5.4.4设备驱动程序的框架225
5.4.5并口打印设备驱动程序227
5.4.6Linux输入/输出实现层次及数据结构230
5.5 小结231
5.6 习题232

第6章 文件系统234
6.1 概述234
6.2 文件235
6.2.1文件的概念235
6.2.2文件的分类235
6.2.3文件的操作236
6.2.4文件的转储和恢复236
6.3 目录237
6.3.1目录的概念237
6.3.2目录的层次结构238
6.3.3目录的操作239
6.4 文件系统239
6.4.1文件系统的概念239
6.4.2文件系统的功能240
6.4.3文件系统的组成240
6.5 文件系统的实现241
6.5.1实现文件241
6.5.2实现目录251
6.5.3磁盘空间管理254
6.5.4文件系统的结构和工作流程255
6.6 文件系统的**性和保护机制258
6.6.1文件存取控制矩阵259
6.6.2文件存取控制表259
6.6.3用户权限表260
6.6.4文件口令260
6.6.5文件加密261
6.7 Linux文件系统261
6.7.1虚拟文件系统261
6.7.2ext2文件系统267
6.7.3Linux文件系统管理271
6.7.4Linux系统调用273
6.7.5Linux文件系统的数据结构280
6.8 小结282
6.9 习题283

第7章 磁盘存储管理284
7.1 概述284
7.2 磁盘结构284
7.2.1磁盘设备284
7.2.2磁盘种类285
7.2.3磁盘访问时间285
7.3 磁盘调度286
7.3.1先来先服务FCFS算法287
7.3.2*短寻道时间优先SSTF287
7.3.3各种扫描算法287
7.3.4磁盘调度算法的选择289
7.4 磁盘格式化289
7.5 廉价冗余磁盘阵列290
7.5.1利用冗余技术提高可靠性290
7.5.2利用并行提高性能291
7.5.3RAID层次292
7.6 高速缓存管理293
7.6.1磁盘高速缓存的形式293
7.6.2数据交付293
7.6.3置换算法293
7.6.4周期性写回磁盘294
7.6.5提高磁盘I/O速度的其他方法295
7.7 存储可靠性的实现296
7.8 小结296
7.9 习题297

第8章 多机系统与实时系统298
8.1 多处理机系统298
8.1.1硬件结构298
8.1.2多处理机操作系统300
8.2 网络与网络操作系统305
8.2.1网络硬件概念305
8.2.2网络软件概念308
8.2.3网络操作系统311
8.3 分布式操作系统313
8.3.1分布式操作系统的通信机制314
8.3.2分布式系统中的互斥315
8.3.3分布式系统中的死锁316
8.3.4分布式系统中的进程管理317
8.4 集群系统(Cluster)317
8.4.1集群系统的分类318
8.4.2集群作业管理技术319
8.4.3集群作业管理软件例--LSF319
8.5 实时操作系统324
8.5.1什么是实时操作系统324
8.5.2实时操作系统325
8.5.3RTLinux的实现原理328
8.6 小结329
8.7 习题329附录A实验330
附录BLinux常用命令336
附录C实时系统、集群、网格和Agent工具简介349
参考文献373
……

插图:

时光更迭,历史嬗递。中国经济以令世人惊叹的持续高速发展进入了一个新的世纪,一个新的千年。世纪之初,以微电子、计算机、软件、通信技术为主导的信息技术革命给我们生存的社会所带来的变化令人目不暇接。软件是优化我国产业结构、加速传统产业改造和用信息化带动工业化的基础产业,是体现**竞争力的战略性产业,是从事知识的提炼、总结、深化和应用的高智型产业;软件关系到**的**,是保证我国政治独立、文化不受侵蚀的重要因素;软件也是促进其他学科发展和提升的基础学科;软件作为20世纪人类文明进步的*伟大成果之一,代表了先进文化的前进方向。美国政府早在1992年“**关键技术”一文中提出“美国在软件开发和应用上所处的传统领先地位是信息技术及其他重要领域竞争能力的一个关键因素”,“一个成熟的软件制造工业的发展是满足商业与国防对复杂程序日益增长的要求所必需的”,“在很多**关键技术中,软件是关键的、起推动作用(或阻碍作用)的因素”。在1999年1月美国总统信息技术顾问委员会的报告“21世纪的信息技术”中指出“从台式计算机、电话系统到股市,我们的经济与社会越来越依赖于软件”,“软件研究为基础研究方面*优先发展的领域”。而软件人才的缺乏和激烈竞争是当前国际的共性问题,各国、各企业都对培养、引进软件人才采取了特殊政策与措施。
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