操作系统原理及应用（第2版 微课版）

　　《操作系统原理及应用（第2版）（微课版）》全面系统地讲述了操作系统的基本理论和相关技术，从多方面描述了操作系统的精髓和特征，以简洁、易懂的语言展现全书内容。《操作系统原理及应用（第2版）（微课版）》共分为7章，第1章为操作系统的基础知识，第2章为进程管理，第3章为处理机调度与死锁，第4章为存储管理，第5章为设备管理，第6章为文件系统，第7章为Linux网络及服务器配置实例。附录实验指导给出了8个实验指导以供读者参考使用。为方便教学，可为教师用户提供电子课件、教学大纲等资源，其他配套资源还包括微视频、习题答案等。《操作系统原理及应用（第2版）（微课版）》既可作为高等院校计算机及相关专业本科、专科的教材，也可供从事计算机科学、工程、应用等方面工作的科技人员参考使用。

　　陈敏，福建工程学院副教授，博士。研究领域为：模式识别，智能算法等方面研究。主编清华大学出版社教材1部、参编厦门大学出版社教材1部。主持参与省部级、厅级科研项目20余项，近年来在国内外学术期刊上发表论文20余篇。长期从事高级语言程序设计、计算机组成、操作系统等课程的授课，在教学过程中累积了较为丰富的教学经验。

　　
第1章 概述 1
1.1 操作系统的定义 3
1.1.1 面向用户的操作系统 3
1.1.2 面向系统资源的操作系统 4
1.2 操作系统的形成与发展历程 4
1.2.1 推动操作系统发展的因素 4
1.2.2 计算机硬件发展概述 5
1.2.3 计算机操作系统的发展 6
1.3 计算机系统硬件简介 14
1.3.1 中央处理器 15
1.3.2 存储器 15
1.3.3 磁盘 15
1.3.4 I/O设备 15
1.3.5 总线 16
1.3.6 操作系统的工作过程 16
1.4 操作系统的功能 18
1.5 用户接口 19
1.5.1 命令接口 19
1.5.2 程序接口 20
1.6 现代操作系统的特征 22
1.7 操作系统的结构 24
1.8 Linux操作系统简介 27
1.8.1 Linux的产生 27
1.8.2 Linux的特性 27
1.8.3 Linux与Windows操作系统之间的差别 28
1.8.4 Linux的用户界面 28
1.9 国产操作系统 29
本章小结 30
习题 31
第2章 进程管理 33
2.1 进程的概念 35
2.1.1 程序的顺序执行 35
2.1.2 程序的并发执行 36
2.1.3 进程的引入原因 39
2.2 进程的状态 41
2.2.1 两态模型 41
2.2.2 三态模型 42
2.2.3 进程的创建和终止 42
2.2.4 五态模型 44
2.2.5 被挂起的进程 46
2.3 进程的描述 49
2.3.1 操作系统的控制结构 49
2.3.2 进程的控制结构 50
2.4 进程控制 52
2.4.1 进程创建 52
2.4.2 进程撤销 54
2.4.3 进程等待 55
2.4.4 进程唤醒 55
2.5 操作系统的执行 55
2.5.1 系统程序与用户程序隔离运行 56
2.5.2 系统程序在用户空间运行 56
2.5.3 系统程序以分离的进程运行 57
2.6 线程 57
2.6.1 线程的引入及定义 57
2.6.2 线程与进程的关系 58
2.6.3 线程的实现方法 58
2.7 进程间通信 59
2.7.1 临界区与临界资源 60
2.7.2 忙等的互斥 60
2.7.3 用信号量机制实现互斥与同步 64
2.7.4 经典的IPC问题 70
2.7.5 进程通信 77
2.7.6 管程 77
2.8 Linux进程与线程 79
2.8.1 Linux系统的启动 79
2.8.2 Linux进程/线程 82
2.8.3 Linux进程/线程的状态 83
2.8.4 Linux进程创建 84
2.8.5 Linux线程管理 87
2.8.6 Linux IPC 90
2.9 小型案例实训 96
本章小结 97
习题 97
第3章 处理机调度与死锁 101
3.1 作业的概念 102
3.2 作业与进程的关系 103
3.3 多级调度的概念 104
3.3.1 高级调度 104
3.3.2 中级调度 105
3.3.3 低级调度 105
3.3.4 线程调度 105
3.4 调度算法 105
3.4.1 作业调度算法 106
3.4.2 进程调度算法 108
3.5 进程调度的时机 112
3.6 Linux进程调度 113
3.6.1 Linux进程调度的目标 113
3.6.2 Linux进程分类 113
3.6.3 Linux进程优先级 113
3.6.4 Linux进程调度程序 115
3.6.5 进程调度策略 115
3.6.6 可变优先级 115
3.6.7 可变时间片 115
3.6.8 Linux进程调度实现 116
3.7 死锁 117
3.7.1 死锁的定义和起因 117
3.7.2 规避死锁的方法 117
3.8 小型案例实训 120
本章小结 128
习题 128
第4章 存储管理 133
4.1 存储管理概述 134
4.1.1 计算机系统的存储体系 135
4.1.2 存储器的组织方式 136
4.2 单一连续存储管理 139
4.3 分区存储管理 139
4.3.1 固定分区方式 139
4.3.2 可变分区方式 141
4.3.3 分区式存储管理的特点 143
4.3.4 分区式存储管理的内存扩充技术 144
4.4 分页存储管理 146
4.4.1 分页存储管理的基本原理 146
4.4.2 分页存储管理的数据结构 147
4.4.3 页式地址结构及转换 149
4.4.4 相联存储器和快表 151
4.4.5 分页存储管理的内存分配与回收 152
4.4.6 分页存储管理的内存共享与保护 153
4.4.7 分页存储管理的特点 154
4.5 分段存储管理 154
4.5.1 分段存储管理的基本原理 154
4.5.2 分段存储管理的数据结构 155
4.5.3 分段存储管理的地址结构及转换 155
4.5.4 内存分配与回收 156
4.5.5 段共享与保护 157
4.5.6 分段存储管理的特点 158
4.5.7 分页存储管理和分段存储管理的区别 158
4.6 段页式存储管理 158
4.7 虚拟存储管理系统 158
4.7.1 虚拟存储概述 158
4.7.2 请求分页虚拟存储管理 160
4.7.3 请求分段虚拟存储管理 165
4.7.4 段页式虚拟存储管理 165
4.8 Linux的存储管理 166
4.8.1 Intel 80386体系结构下的内存管理机制 166
4.8.2 Linux地址转换机制 169
4.8.3 Linux内存分配和释放 170
4.8.4 Linux进程虚拟内存地址 172
4.8.5 Linux页面操作 174
4.9 小型案例实训 176
本章小结 179
习题 180
第5章 设备管理 183
5.1 概述 184
5.1.1 设备的分类 184
5.1.2 设备管理的功能 185
5.2 设备控制器 186
5.2.1 设备控制器的基本功能 186
5.2.2 设备控制器的组成 187
5.3 数据传送控制方式 187
5.3.1 程序直接控制方式 188
5.3.2 中断控制方式 188
5.3.3 直接存取方式 189
5.3.4 通道控制方式 191
5.4 中断技术 192
5.4.1 中断的基本概念 192
5.4.2 中断类型 195
5.4.3 中断的优先级 195
5.4.4 软件中断 196
5.5 缓冲技术 196
5.5.1 缓冲技术的引入 196
5.5.2 缓冲的分类与管理 197
5.6 设备独立性 197
5.7 设备分配 198
5.7.1 设备分配中的数据结构 198
5.7.2 设备分配时应考虑的因素 199
5.8 SPOOLing系统 201
5.9 Linux设备管理 201
5.9.1 设备管理概述 202
5.9.2 Linux的I/O控制 203
5.9.3 字符设备与块设备管理 205
5.10 小型案例实训 207
本章小结 210
习题 211
第6章 文件系统 213
6.1 文件 215
6.1.1 文件管理的几个基本概念 215
6.1.2 文件分类 216
6.2 文件组织形式 216
6.2.1 文件的逻辑结构 216
6.2.2 文件的物理结构 217
6.3 文件存储空间的管理 219
6.3.1 空闲文件目录法 220
6.3.2 空闲块链法 220
6.4 文件目录管理 221
6.4.1 文件目录管理的基本要求 221
6.4.2 文件控制块和索引节点 221
6.4.3 文件目录结构 222
6.4.4 文件共享 223
6.4.5 文件保护 224
6.5 文件操作 224
6.6 文件系统的层次模型 225
6.7 Linux文件系统概述 226
6.7.1 Linux文件系统特点 226
6.7.2 Linux的文件类型 227
6.7.3 Linux的虚拟文件系统 227
6.7.4 挂载、卸载文件系统 229
6.7.5 ext2文件系统 230
6.8 小型案例实训 231
本章小结 236
习题 237
第7章 Linux网络及服务器配置实例 239
7.1 Linux网络基础 240
7.1.1 Linux网络的相关概念 240
7.1.2 Linux的网络端口 240
7.1.3 Linux网络的相关配置文件 241
7.2 配置网卡 244
7.2.1 配置TCP/IP 网络 244
7.2.2 网络相关命令 245
7.2.3 桌面环境下配置网卡 246
7.2.4 配置网络的shell命令 248
7.3 Linux网络服务 250
7.3.1 服务器软件与网络服务 250
7.3.2 管理服务 251
7.4 Samba服务器 251
7.4.1 Samba概述 251
7.4.2 Samba的安装 253
7.4.3 Samba的配置文件 254
7.4.4 Samba的文件共享 254
7.4.5 Samba的打印共享 256
7.4.6 启动和停止Samba服务 256
7.4.7 编辑文件配置Samba服务器实例 257
7.5 DNS服务器 259
7.5.1 配置主DNS服务器 259
7.5.2 配置辅助DNS服务器 260
7.5.3 测试DNS服务器 261
7.6 FTP服务器 263
7.6.1 FTP服务器简介 263
7.6.2 vsftpd服务器配置基础 264
7.6.3 配置vsftpd服务器 265
本章小结 267
习题 267
附录 实验指导 269
参考文献 286