本书将传统经典理论与实际套用相结合，一切从教学实际出发，以达到学以致用的目的。全书内容共分8章，包括绪论、作业管理、进程管理、记忆体管理、设备管理、档案管理、作业系统的安全性、複杂计算环境下的作业系统。每章后配有习题。附录中给出作业系统上机实验和Linux基本命令。

本书可作为高等院校计算机专业或非计算机专业的教材和参考书，也可供从事软体开发和维护的人员参考，同时为Linux系统研究和开发使用。

第1章绪论1

1.1什幺是作业系统1

1.1.1计算机系统2

1.1.2作业系统定义2

1.1.3引入作业系统的目的3

1.2作业系统的基本特徵3

1.2.1作业系统的功能3

1.2.2作业系统的特性5

1.3作业系统的发展历史6

1.3.1手工操作阶段6

1.3.2批处理系统7

1.3.3多道程式系统8

1.3.4分时作业系统10

1.3.5实时作业系统10

1.3.6通用作业系统10

1.3.7作业系统的进一步发展10

1.4作业系统的类型11

1.4.1批处理作业系统11

1.4.2分时系统11

1.4.3实时系统12

1.4.4通用作业系统13

1.4.5网路作业系统14

1.4.6分散式作业系统14

1.5实用作业系统介绍14

1.5.1UNIX14

1.5.2Linux15

1.5.3MS-DOS16

1.5.4Windows16

1.5.5网路作业系统171.6作业系统的安装与引导17

1.6.1基本硬体需求17

1.6.2安装準备18

1.6.3安装过程19

作业系统与自由软体Linux目录1.7作业系统的运行环境20

1.7.1中央处理机20

1.7.2存储器21

1.8自由软体Linux22

1.8.1概述22

1.8.2分类23

1.8.3意义24

1.9如何学习作业系统24

1.9.1作业系统是计算机资源的管理者24

1.9.2用户界面的观点24

1.9.3进程管理观点25

1.9.4虚拟机观点25

1.9.5软体的观点25

1.10小结25

习题26

第2章作业管理27

2.1概述27

2.1.1作业的建立28

2.1.2作业控制方式28

2.2作业系统的用户接口29

2.3Linux的用户接口30

2.3.1Linux命令控制界面30

2.3.2Linux的编程界面30

2.4小结31

习题31

第3章进程管理32

3.1进程的基本概念32

3.1.1程式的顺序与并发执行32

3.1.2进程的定义及特徵35

3.1.3进程的状态及转换36

3.2进程描述37

3.2.1进程的组成37

3.2.2进程控制块38

3.3进程控制40

3.3.1进程空间40

3.3.2进程控制原语40

3.3.3进程上下文42

3.4执行绪42

3.4.1执行绪的基本概念及分类42

3.4.2执行绪的状态及转换43

3.4.3执行绪的套用44

3.5Linux的进程模型45

3.5.1Linux的进程控制块45

3.5.2Linux进程的创建和撤销46

3.5.3Linux进程的状态及其转换47

3.6Linux系统的执行绪机制48

3.7作业和进程调度49

3.7.1作业和进程的分级调度49

3.7.2调度算法51

3.8Linux的进程调度57

3.8.1调度的时机57

3.8.2调度算法58

3.9进程互斥59

3.9.1临界区与进程互斥60

3.9.2互斥的加锁实现62

3.9.3信号量和P、V原语63

3.9.4利用P、V原语实现进程互斥64

3.10进程同步65

3.10.1进程同步的基本概念65

3.10.2经典的进程同步问题68

3.11进程通信70

3.11.1进程通信的类型71

3.11.2讯息传递通信72

3.12死锁73

3.12.1死锁的基本概念74

3.12.2进程死锁的解决方案75

3.12.3典型的进程死锁解决方案--银行家算法76

3.13Linux中的执行绪同步79

3.14Linux中的进程通信机制79

3.14.1管道80

3.14.2SystemV的IPC通信机制80

3.15小结84

习题85

第4章记忆体管理88

4.1记忆体管理功能88

4.1.1地址重定位88

4.1.2记忆体分配与回收90

4.1.3记忆体共享与保护91

4.1.4虚拟存储91

4.2分区管理92

4.2.1单一分区分配法92

4.2.2多重固定分区分配方法93

4.2.3多重动态分区分配方法94

4.2.4伙伴系统96

4.3页式管理97

4.3.1基本概念97

4.3.2静态分页管理99

4.3.3请求分页管理99

4.4段式管理102

4.4.1基本概念102

4.4.2简单分段103

4.4.3请求分段103

4.5段页式管理104

4.5.1实现原理104

4.5.2地址转换104

4.6Linux存储管理105

4.7小结106

习题106

第5章设备管理107

5.1设备管理概述107

5.2I/O系统的硬体结构108

5.2.1基本概念108

5.2.2I/O设备类型108

5.2.3I/O设备的物理特性109

5.2.4I/O系统的硬体组织109

5.3I/O控制方式109

5.3.1程式直接控制方式109

5.3.2中断控制方式110

5.3.3DMA方式110

5.3.4通道控制方式110

5.4I/O系统的软体组织112

5.5缓冲技术113

5.5.1缓冲技术的引入113

5.5.2单缓冲114

5.5.3双缓冲114

5.5.4缓冲池115

5.6设备分配117

5.6.1设备分配中的数据结构117

5.6.2设备分配时应考虑的因素120

5.6.3独占设备的分配程式121

5.7SPOOLing技术121

5.7.1SPOOLing系统的组成122

5.7.2利用SPOOLing技术共享印表机122

5.8设备处理122

5.8.1设备驱动程式123

5.8.2I/O中断处理程式123

5.9磁碟调度124

5.9.1磁碟I/O时间125

5.9.2磁碟的移臂调度125

5.9.3磁碟的最佳化分布127

5.10Linux设备管理128

5.10.1特别档案128

5.10.2设备驱动程式和核心之间的接口129

5.10.3字元设备和块设备130

5.10.4主设备号与次设备号130

5.10.5设备档案131

5.10.6I/O空间以及I/O连线埠操作131

5.10.7设备驱动程式接口132

5.10.8字元设备和块设备驱动133

5.10.9Linux设备驱动程式135

5.11小结138

习题138

第6章档案管理140

6.1概述140

6.1.1档案与档案系统140

6.1.2档案的分类141

6.2档案结构与存取方式142

6.2.1档案存取方式142

6.2.2档案的逻辑结构143

6.2.3档案的存储介质145

6.2.4档案的物理结构146

6.2.5记录的成组与分解150

6.3档案目录151

6.3.1档案控制块与目录项151

6.3.2档案目录结构151

6.3.3目录的改进153

6.4磁碟存储空间的管理154

6.5档案系统的层次结构与档案系统的界面157

6.5.1档案系统的层次结构157

6.5.2档案系统的实现158

6.5.3档案系统的界面159

6.6档案的共享162

6.7档案的保护、保密和安全164

6.7.1档案的保护164

6.7.2档案的保密166

6.7.3档案的安全168

6.8Linux档案系统168

6.8.1虚拟档案系统168

6.8.2档案系统的注册、注销、安装与卸载172

6.8.3Linux档案系统的快取机制172

6.8.4EXT2档案系统173

6.9小结176

习题177

第7章作业系统的安全性179

7.1安全性概述179

7.2安全作业系统的概念及发展180

7.2.1安全作业系统的概念及重要性180

7.2.2安全作业系统的发展181

7.3安全作业系统的一般模型及开发方法182

7.3.1安全作业系统的一般模型182

7.3.2安全作业系统的开发方法183

7.3.3安全作业系统的开发过程184

7.4Linux系统的安全185

7.4.1Linux系统的安全措施185

7.4.2Linux系统的安全漏洞186

7.4.3Linux系统的安全增强建议186

7.5小结188

习题188

第8章複杂计算环境下的作业系统189

8.1计算机系统的分类189

8.2并行计算机作业系统190

8.2.1并行计算机系统190

8.2.2多处理机作业系统191

8.3计算机网路作业系统194

8.3.1计算机网路简介194

8.3.2计算机网路体系结构与协定195

8.3.3网路作业系统的发展及分类197

8.3.4网路作业系统的功能198

8.3.5网路作业系统提供的服务200

8.4分散式作业系统201

8.4.1分散式作业系统的特点201

8.4.2分散式作业系统的构成202

8.4.3分散式系统的通信203

8.4.4分散式作业系统的资源管理205

8.4.5分散式进程管理205

8.4.6分散式进程的同步、互斥与死锁206

8.4.7分散式档案系统208

8.5集群作业系统208

8.5.1集群系统概述208

8.5.2集群作业系统210

8.6格线作业系统211

8.6.1格线的体系结构211

8.6.2格线作业系统211

8.7小结213

习题213

附录A作业系统上机实验215

实验一熟悉Linux基本操作215

实验二进程创建，父子进程同步216

实验三Linux进程控制218

实验四Linux进程通信(1)219

实验五Linux进程通信（2)220

实验六Linux记忆体管理224

实验七设备管理225

附录BLinux基本命令229

参考文献232