操作系統基礎

《操作系統基礎》以通俗易懂的語言，闡述了操作系統的基本原理知識，內容包括總體結構、中斷/異常處理、進程管理、存儲管理、併發與通信、設備管理、文件系統和系統安全，同時以Linux操作系統的相關內容作為輔助實例。

《操作系統基礎》可以作為高等院校計算機專業及相關專業本科學生的教材或參考書，也可作為從事計算機相關工作的專業技術人員以及計算機愛好者的自學讀物。無論是計算機軟件系統的開發者、管理者，還是使用者，都需要了解和掌握操作系統的相關知識。藉助於操作系統的知識和功能，開發者可以編寫出運行速度更快的應用程序；管理者可以合理配置出性能更優的應用系統；使用者可以更好地理解系統功能，從而高效、安全地使用計算機系統。《操作系統基礎》根據上述需求。 ^[1] 

前言

第1章 概述

1.1 早期操作系統

1.1.1 操作系統的產生

1.1.2 多道批處理系統

1.1.3 分時系統

1.2 現代操作系統

1.2.1 通用操作系統

1.2.2 UNIX操作系統

1.2.3 PC操作系統

1.2.4 實時操作系統

1.2.5嵌入式操作系統

1.2.6 網絡操作系統

1.2.7 分佈式操作系統

1.3 操作系統基本概念

1.3.1 操作系統的任務和地位

1.3.2 操作系統的功能

1.3.3 操作系統的體系結構

1.3.4 Linux的體系結構

1.3.5 Windows XP的體系結構

1.4 小結

1.5 習題

第2章 操作系統用户界面

2.1 用户管理

2.1.1 用户賬號

2.1.2 特權用户與普通用户

2.1.3 Linux的用户管理

2.1.4 用户登錄過程

2.2 用户界面

2.2.1 命令解釋程序

2.2.2 桌面管理程序

2.2.3 Linux的Shell及其編程

2.3 用户運行程序的上機過程

2.3.1 編輯程序文件

2.3.2 編譯程序

2.3.3 運行程序

2.4 Linux實用軟件工具

2.4.1 流編輯器sed

2.4.2 模式文本處理器awk

2.4.3 程序自動維護工具make

2.4.4 源碼級調試器gdb

2.5 小結

2.6 習題

2.7 上機實驗

第3章 操作系統內核

3.1 核心態與用户態

3.2 中斷和異常

3.2.1 中斷的基本概念

3.2.2 異常的基本概念

3.2.3 中斷/異常處理

3.3 系統調用

3.3.1 系統調用的特殊性

3.3.2 系統調用機制

3.3.3 Linux的系統調用機制

3.4 內核的運行流程

3.5 小結

3.6 習題

3.7 上機實驗

第4章 進程與線程

4.1 進程的基本概念

4.1.1 進程的定義

4.1.2 進程的表示

4.1.3 進程映像

4.2 進程管理

4.2.1 進程生命週期

4.2.2 進程的創建和終止

4.2.3 進程運行狀態

4.2.4 進程管理功能

4.3 進程調度

4.3.1 調度過程

4.3.2 調度目標

4.3.3 調度算法

4.4 線程

4.4.1 進程侷限性

4.4.2 線程的概念

4.4.3 線程調度

4.5 Linux的進程管理

4.5.1 進程與輕權進程

4.5.2 進程管理

4.5.3 進程調度

4.5.4 系統調用和命令

4.5.5 進程信號機制

4.6 小結

4.7 習題

4.8 上機實驗

第5章 存儲管理

5.1 基本概念

5.1.1 存儲體系結構

5.1.2 存儲管理的任務

5.2 連續存儲管理

5.2.1 固定分區的連續分配

5.2.2 可變分區的連續分配

5.3 頁式存儲管理

5.3.1 基本思想

5.3.2 地址轉換和保護

5.3.3 頁幀的管理

5.3.4 頁表的組織

5.3.5 動態存儲管理功能

5.4 頁式虛存管理

5.4.1 工作原理

5.4.2 頁例外處理

5.4.3 頁面替換算法

5.5 Linux的存儲管理

5.5.1 進程地址空間管理

5.5.2 交換區的管理

5.5.3 使用存儲映射文件

5.6 小結

5.7 習題

5.8 上機實驗

第6章 進程併發與通信

6.1 同步與互斥

6.1.1 同步互斥問題

6.1.2 臨界段的概念

6.1.3 原語和信號量

6.1.4 信號量的應用

6.2 進程間通信

6.2.1 IPC信號量

6.2.2 IPC共享存儲區

6.2.3 IPC消息隊列

6.2.4 應用程序例子

6.3 進程死鎖

6.3.1 死鎖分析

6.3.2 死鎖預防

6.3.3 死鎖避免

6.3.4 死鎖檢測和處理

6.4 小結

6.5 習題

6.6 上機實驗

第7章 設備管理

7.1 基本概念

7.1.1 I/O設備分類

7.1.2 設備與CPU的連接

7.1.3 I/O控制方式

7.1.4 設備管理的任務

7.2 I/O層次結構

7.2.1 用户I/O層

7.2.2 邏輯設備I/O層

7.2.3 物理設備I/O層

7.2.4 輸入/輸出流程

7.3 優化輸入/輸出

7.3.1 緩衝區管理

7.3.2 磁盤請求調度

7.3.3 提高輸入/輸出效率

7.4 Linux設備驅動程序

7.4.1 設備驅動程序接口

7.4.2 內核模塊加載機制

7.4.3 驅動程序實例

7.5 小結

7.6 習題

7.7 上機實驗

第8章 文件系統

8.1 基本概念

8.1.1 文件存儲設備

8.1.2 文件的基本概念

8.1.3 文件系統組成

8.2 設備文件系統

8.2.1 文件存儲方式

8.2.2 文件目錄結構

8.2.3 存儲空間的管理

8.2.4 文件卷

8.2.5 Windows FAT文件系統

8.2.6 Linux EXT2文件系統

8.3 文件管理系統

8.3.1 文件目錄系統

8.3.2 存取控制模塊

8.3.3 邏輯文件I/O與物理文件I/O

8.3.4 文件卷管理

8.4 文件操作

8.4.1 文件的打開和關閉

8.4.2 文件的讀/寫

8.4.3 文件的保護

8.4.4 文件的備份

8.5 Linux的proe文件系統

8.6 小結

8.7 習題

8.8 上機實驗

第9章 保護與安全

9.1 安全威脅

9.1.1 病毒

9.1.2 蠕蟲

9.1.3 木馬

9.1.4 隱蔽通道

9.1.5 網絡攻擊

9.2 安全機制

9.2.1 標識與鑑別

9.2.2 存取控制

9.2.3 最小特權控制

9.2.4 安全審計

9.2.5 入侵檢測

9.2.6 數據加密

9.3 Linux的安全機制

9.4 安全評測標準

9.4.1 美國TCSEC橘皮書

9.4.2 中國國標GB 17859-1999

9.5 小結

9.6 習題

附錄

附錄A Linux常用命令

附錄B 常用的Linux系統調用函數

附錄C 常用的C函數

附錄D 上機實驗指導

參考文獻