操作系统基础

出版说明

前言

第1章概述

1.1早期操作系统

1.1.1操作系统的产生

1.1.2多道批处理系统

1.1.3分时系统

1.2现代操作系统

1.2.1通用操作系统

1.2.2UNIX操作系统

1.2.3PC操作系统

1.2.4实时操作系统

1.2.5嵌入式操作系统

1.2.6网络操作系统

1.2.7分布式操作系统

1.3操作系统基本概念

1.3.1操作系统的任务和地位

1.3.2操作系统的功能

1.3.3操作系统的体系结构

1.3.4Linux的体系结构

1.3.5WindowsXP的体系结构

1.4小结

1.5习题

第2章操作系统用户界面

2.1用户管理

2.1.1用户账号

2.1.2特权用户与普通用户

2.1.3Linux的用户管理

2.1.4用户登录过程

2.2用户界面

2.2.1命令解释程序

2.2.2桌面管理程序

2.2.3Linux的Shell及其编程

2.3用户运行程序的上机过程

2.3.1编辑程序文件

2.3.2编译程序

2.3.3运行程序

2.4Linux实用软件工具

2.4.1流编辑器sed

2.4.2模式文本处理器awk

2.4.3程序自动维护工具make

2.4.4源码级调试器gdb

2.5小结

2.6习题

2.7上机实验

第3章操作系统内核

3.1核心态与用户态

3.2中断和异常

3.2.1中断的基本概念

3.2.2异常的基本概念

3.2.3中断/异常处理

3.3系统调用

3.3.1系统调用的特殊性

3.3.2系统调用机制

3.3.3Linux的系统调用机制

3.4内核的运行流程

3.5小结

3.6习题

3.7上机实验

第4章进程与线程

4.1进程的基本概念

4.1.1进程的定义

4.1.2进程的表示

4.1.3进程映像

4.2进程管理

4.2.1进程生命周期

4.2.2进程的创建和终止

4.2.3进程运行状态

4.2.4进程管理功能

4.3进程调度

4.3.1调度过程

4.3.2调度目标

4.3.3调度算法

4.4线程

4.4.1进程局限性

4.4.2线程的概念

4.4.3线程调度

4.5Linux的进程管理

4.5.1进程与轻权进程

4.5.2进程管理

4.5.3进程调度

4.5.4系统调用和命令

4.5.5进程信号机制

4.6小结

4.7习题

4.8上机实验

第5章存储管理

5.1基本概念

5.1.1存储体系结构

5.1.2存储管理的任务

5.2连续存储管理

5.2.1固定分区的连续分配

5.2.2可变分区的连续分配

5.3页式存储管理

5.3.1基本思想

5.3.2地址转换和保护

5.3.3页帧的管理

5.3.4页表的组织

5.3.5动态存储管理功能

5.4页式虚存管理

5.4.1工作原理

5.4.2页例外处理

5.4.3页面替换算法

5.5Linux的存储管理

5.5.1进程地址空间管理

5.5.2交换区的管理

5.5.3使用存储映射文件

5.6小结

5.7习题

5.8上机实验

第6章进程并发与通信

6.1同步与互斥

6.1.1同步互斥问题

6.1.2临界段的概念

6.1.3原语和信号量

6.1.4信号量的应用

6.2进程间通信

6.2.1IPC信号量

6.2.2IPC共享存储区

6.2.3IPC消息队列

6.2.4应用程序例子

6.3进程死锁

6.3.1死锁分析

6.3.2死锁预防

6.3.3死锁避免

6.3.4死锁检测和处理

6.4小结

6.5习题

6.6上机实验

第7章设备管理

7.1基本概念

7.1.1I/O设备分类

7.1.2设备与CPU的连接

7.1.3I/O控制方式

7.1.4设备管理的任务

7.2I/O层次结构

7.2.1用户I/O层

7.2.2逻辑设备I/O层

7.2.3物理设备I/O层

7.2.4输入/输出流程

7.3优化输入/输出

7.3.1缓冲区管理

7.3.2磁盘请求调度

7.3.3提高输入/输出效率

7.4Linux设备驱动程序

7.4.1设备驱动程序接口

7.4.2内核模块加载机制

7.4.3驱动程序实例

7.5小结

7.6习题

7.7上机实验

第8章文件系统

8.1基本概念

8.1.1文件存储设备

8.1.2文件的基本概念

8.1.3文件系统组成

8.2设备文件系统

8.2.1文件存储方式

8.2.2文件目录结构

8.2.3存储空间的管理

8.2.4文件卷

8.2.5WindowsFAT文件系统

8.2.6LinuxEXT2文件系统

8.3文件管理系统

8.3.1文件目录系统

8.3.2存取控制模块

8.3.3逻辑文件I/O与物理文件I/O

8.3.4文件卷管理

8.4文件操作

8.4.1文件的打开和关闭

8.4.2文件的读/写

8.4.3文件的保护

8.4.4文件的备份

8.5Linux的proe文件系统

8.6小结

8.7习题

8.8上机实验

第9章保护与安全

9.1安全威胁

9.1.1病毒

9.1.2蠕虫

9.1.3木马

9.1.4隐蔽通道

9.1.5网络攻击

9.2安全机制

9.2.1标识与鉴别

9.2.2存取控制

9.2.3最小特权控制

9.2.4安全审计

9.2.5入侵检测

9.2.6数据加密

9.3Linux的安全机制

9.4安全评测标准

9.4.1美国TCSEC橘皮书

9.4.2中国国标GB178591999

9.5小结

9.6习题

附录

附录ALinux常用命令

附录B常用的Linux系统调用函数

附录C常用的C函数

附录D上机实验指导

参考文献

　　本书以普通大众作为主要读者对象，以通俗易懂的语言，阐述了操作系统的基本原理知识，可以作为高等院校计算机专业及相关专业的教材和参考书，也可作为从事计算机相关工作的专业技术人员以及计算机爱好者的自学读物。本书内容包括操作系统总体结构、中断／异常处理、进程管理、存储管理、并发与通信、设备管理、文件系统和系统安全，同时以Linux操作系统的相关内容作为讨论背景和辅助实例。　　无论是计算机软件系统的开发者、管理者，还是使用者，都需要了解和掌握操作系统的相关知识。借助于操作系统的知识和功能，开发者可以编写出运行速度更快的应用程序；管理者可以合理配置出性能更优的应用系统；使用者可以更好地理解系统功能，从而高效、安全地使用计算机系统。本书根据上述需求，以通俗易懂的语言，阐述了操作系统的基本原理知识，内容包括总体结构、中断/异常处理、进程管理、存储管理、并发与通信、设备管理、文件系统和系统安全，同时以Linux操作系统的相关内容作为辅助实例。　　本书可以作为高等院校计算机专业及相关专业本科学生的教材或参考书，也可作为从事计算机相关工作的专业技术人员以及计算机爱好者的自学读物。