作業系統和自由軟體Linux

《作業系統和自由軟體Linux》是由清華大學出版社出版的圖書，作者是繆行外、蘇前敏、吳敬仙、史志才等。

基本介紹

• 書名：作業系統和自由軟體Linux
• 作者：繆行外、蘇前敏、吳敬仙、史志才
• ISBN：9787302215189
• 定價：28元
• 裝幀：平裝

圖書簡介

本書將傳統經典理論與實際套用相結合，一切從教學實際出發，以達到學以致用的目的。全書內容共分8章，包括緒論、作業管理、進程管理、記憶體管理、設備管理、檔案管理、作業系統的安全性、複雜計算環境下的作業系統。每章後配有習題。附錄中給出作業系統上機實驗和Linux基本命令。

本書可作為高等院校計算機專業或非計算機專業的教材和參考書，也可供從事軟體開發和維護的人員參考，同時為Linux系統研究和開發使用。

目錄

第1章緒論1

1.1什麼是作業系統1

1.1.1計算機系統2

1.1.2作業系統定義2

1.1.3引入作業系統的目的3

1.2作業系統的基本特徵3

1.2.1作業系統的功能3

1.2.2作業系統的特性5

1.3作業系統的發展歷史6

1.3.1手工操作階段6

1.3.2批處理系統7

1.3.3多道程式系統8

1.3.4分時作業系統10

1.3.5實時作業系統10

1.3.6通用作業系統10

1.3.7作業系統的進一步發展10

1.4作業系統的類型11

1.4.1批處理作業系統11

1.4.2分時系統11

1.4.3實時系統12

1.4.4通用作業系統13

1.4.5網路作業系統14

1.4.6分散式作業系統14

1.5實用作業系統介紹14

1.5.1UNIX14

1.5.2Linux15

1.5.3MS-DOS16

1.5.4Windows16

1.5.5網路作業系統171.6作業系統的安裝與引導17

1.6.1基本硬體需求17

1.6.2安裝準備18

1.6.3安裝過程19

作業系統與自由軟體Linux目錄1.7作業系統的運行環境20

1.7.1中央處理機20

1.7.2存儲器21

1.8自由軟體Linux22

1.8.1概述22

1.8.2分類23

1.8.3意義24

1.9如何學習作業系統24

1.9.1作業系統是計算機資源的管理者24

1.9.2用戶界面的觀點24

1.9.3進程管理觀點25

1.9.4虛擬機觀點25

1.9.5軟體的觀點25

1.10小結25

習題26

第2章作業管理27

2.1概述27

2.1.1作業的建立28

2.1.2作業控制方式28

2.2作業系統的用戶接口29

2.3Linux的用戶接口30

2.3.1Linux命令控制界面30

2.3.2Linux的編程界面30

2.4小結31

習題31

第3章進程管理32

3.1進程的基本概念32

3.1.1程式的順序與並發執行32

3.1.2進程的定義及特徵35

3.1.3進程的狀態及轉換36

3.2進程描述37

3.2.1進程的組成37

3.2.2進程控制塊38

3.3進程控制40

3.3.1進程空間40

3.3.2進程控制原語40

3.3.3進程上下文42

3.4執行緒42

3.4.1執行緒的基本概念及分類42

3.4.2執行緒的狀態及轉換43

3.4.3執行緒的套用44

3.5Linux的進程模型45

3.5.1Linux的進程控制塊45

3.5.2Linux進程的創建和撤銷46

3.5.3Linux進程的狀態及其轉換47

3.6Linux系統的執行緒機制48

3.7作業和進程調度49

3.7.1作業和進程的分級調度49

3.7.2調度算法51

3.8Linux的進程調度57

3.8.1調度的時機57

3.8.2調度算法58

3.9進程互斥59

3.9.1臨界區與進程互斥60

3.9.2互斥的加鎖實現62

3.9.3信號量和P、V原語63

3.9.4利用P、V原語實現進程互斥64

3.10進程同步65

3.10.1進程同步的基本概念65

3.10.2經典的進程同步問題68

3.11進程通信70

3.11.1進程通信的類型71

3.11.2訊息傳遞通信72

3.12死鎖73

3.12.1死鎖的基本概念74

3.12.2進程死鎖的解決方案75

3.12.3典型的進程死鎖解決方案--銀行家算法76

3.13Linux中的執行緒同步79

3.14Linux中的進程通信機制79

3.14.1管道80

3.14.2SystemV的IPC通信機制80

3.15小結84

習題85

第4章記憶體管理88

4.1記憶體管理功能88

4.1.1地址重定位88

4.1.2記憶體分配與回收90

4.1.3記憶體共享與保護91

4.1.4虛擬存儲91

4.2分區管理92

4.2.1單一分區分配法92

4.2.2多重固定分區分配方法93

4.2.3多重動態分區分配方法94

4.2.4夥伴系統96

4.3頁式管理97

4.3.1基本概念97

4.3.2靜態分頁管理99

4.3.3請求分頁管理99

4.4段式管理102

4.4.1基本概念102

4.4.2簡單分段103

4.4.3請求分段103

4.5段頁式管理104

4.5.1實現原理104

4.5.2地址轉換104

4.6Linux存儲管理105

4.7小結106

習題106

第5章設備管理107

5.1設備管理概述107

5.2I/O系統的硬體結構108

5.2.1基本概念108

5.2.2I/O設備類型108

5.2.3I/O設備的物理特性109

5.2.4I/O系統的硬體組織109

5.3I/O控制方式109

5.3.1程式直接控制方式109

5.3.2中斷控制方式110

5.3.3DMA方式110

5.3.4通道控制方式110

5.4I/O系統的軟體組織112

5.5緩衝技術113

5.5.1緩衝技術的引入113

5.5.2單緩衝114

5.5.3雙緩衝114

5.5.4緩衝池115

5.6設備分配117

5.6.1設備分配中的數據結構117

5.6.2設備分配時應考慮的因素120

5.6.3獨占設備的分配程式121

5.7SPOOLing技術121

5.7.1SPOOLing系統的組成122

5.7.2利用SPOOLing技術共享印表機122

5.8設備處理122

5.8.1設備驅動程式123

5.8.2I/O中斷處理程式123

5.9磁碟調度124

5.9.1磁碟I/O時間125

5.9.2磁碟的移臂調度125

5.9.3磁碟的最佳化分布127

5.10Linux設備管理128

5.10.1特別檔案128

5.10.2設備驅動程式和核心之間的接口129

5.10.3字元設備和塊設備130

5.10.4主設備號與次設備號130

5.10.5設備檔案131

5.10.6I/O空間以及I/O連線埠操作131

5.10.7設備驅動程式接口132

5.10.8字元設備和塊設備驅動133

5.10.9Linux設備驅動程式135

5.11小結138

習題138

第6章檔案管理140

6.1概述140

6.1.1檔案與檔案系統140

6.1.2檔案的分類141

6.2檔案結構與存取方式142

6.2.1檔案存取方式142

6.2.2檔案的邏輯結構143

6.2.3檔案的存儲介質145

6.2.4檔案的物理結構146

6.2.5記錄的成組與分解150

6.3檔案目錄151

6.3.1檔案控制塊與目錄項151

6.3.2檔案目錄結構151

6.3.3目錄的改進153

6.4磁碟存儲空間的管理154

6.5檔案系統的層次結構與檔案系統的界面157

6.5.1檔案系統的層次結構157

6.5.2檔案系統的實現158

6.5.3檔案系統的界面159

6.6檔案的共享162

6.7檔案的保護、保密和安全164

6.7.1檔案的保護164

6.7.2檔案的保密166

6.7.3檔案的安全168

6.8Linux檔案系統168

6.8.1虛擬檔案系統168

6.8.2檔案系統的註冊、註銷、安裝與卸載172

6.8.3Linux檔案系統的快取機制172

6.8.4EXT2檔案系統173

6.9小結176

習題177

第7章作業系統的安全性179

7.1安全性概述179

7.2安全作業系統的概念及發展180

7.2.1安全作業系統的概念及重要性180

7.2.2安全作業系統的發展181

7.3安全作業系統的一般模型及開發方法182

7.3.1安全作業系統的一般模型182

7.3.2安全作業系統的開發方法183

7.3.3安全作業系統的開發過程184

7.4Linux系統的安全185

7.4.1Linux系統的安全措施185

7.4.2Linux系統的安全漏洞186

7.4.3Linux系統的安全增強建議186

7.5小結188

習題188

第8章複雜計算環境下的作業系統189

8.1計算機系統的分類189

8.2並行計算機作業系統190

8.2.1並行計算機系統190

8.2.2多處理機作業系統191

8.3計算機網路作業系統194

8.3.1計算機網路簡介194

8.3.2計算機網路體系結構與協定195

8.3.3網路作業系統的發展及分類197

8.3.4網路作業系統的功能198

8.3.5網路作業系統提供的服務200

8.4分散式作業系統201

8.4.1分散式作業系統的特點201

8.4.2分散式作業系統的構成202

8.4.3分散式系統的通信203

8.4.4分散式作業系統的資源管理205

8.4.5分散式進程管理205

8.4.6分散式進程的同步、互斥與死鎖206

8.4.7分散式檔案系統208

8.5集群作業系統208

8.5.1集群系統概述208

8.5.2集群作業系統210

8.6格線作業系統211

8.6.1格線的體系結構211

8.6.2格線作業系統211

8.7小結213

習題213

附錄A作業系統上機實驗215

實驗一熟悉Linux基本操作215

實驗二進程創建，父子進程同步216

實驗三Linux進程控制218

實驗四Linux進程通信(1)219

實驗五Linux進程通信（2)220

實驗六Linux記憶體管理224

實驗七設備管理225

附錄BLinux基本命令229

參考文獻232