第1章 操作系统的基本概念 1
1.1 定义 1
1.2 操作系统在计算机系统中的地位 1
1.3 操作系统的功能 2
1.3.1 用户接口 2
1.3.2 进程管理 2
1.3.3 存储器管理 3
1.3.4 设备管理 3
1.3.5 文件管理 3
1.3.6 网络功能 3
1.3.7 信息保护和安全功能 4
1.4 操作系统的主要性能指标 4
1.4.1 系统的可靠性、可维修性、可用性 4
1.4.2 系统吞吐量 4
1.4.3 系统响应时间 4
1.4.4 系统资源利用率 4
1.4.5 可维护性 4
1.4.6 可移植性 4
1.5 操作系统的特性 5
1.5.1 并发 5
1.5.2 共享 5
1.5.3 虚拟 5
习题 5
第2章 操作系统的形成与发展 6
2.1 手工操作时期 6
2.2 监控程序 7
2.3 多道批处理操作系统 8
2.4 分时操作系统 9
2.5 实时操作系统 9
2.6 个人操作系统 10
2.7 网络操作系统 11
2.8 分布式操作系统 12
2.9 嵌入式操作系统 13
2.9.1 概述 13
2.9.2 手机操作系统 13
2.9.3 其他嵌入式操作系统 15
2.10 现代操作系统的发展 16
2.10.1 微内核结构 16
2.10.2 多线程 16
2.10.3 对称多处理 16
2.10.4 面向对象 17
习题 17
第3章 几种流行的操作系统 18
3.1 UNIX 18
3.1.1 概述 18
3.1.2 历史 18
3.1.3 UNIX的结构 21
3.1.4 UNIX的主要应用版本 22
3.2 Linux 26
3.2.1 Linux的诞生 26
3.2.2 Linux特性综述 28
3.2.3 Linux的发行版本 29
3.2.4 Linux操作系统的结构 30
3.3 DOS、Windows 32
3.3.1 MS-DOS 32
3.3.2 Microsoft Windows 32
3.4 Mac OS 33
习题 34
第4章 网络环境中的操作系统 35
4.1 网络计算环境 35
4.2 服务器 36
4.3 服务器操作系统 39
习题 43
第5章 作业管理及批处理作业 44
5.1 操作系统接口概述 44
5.2 作业、作业步和作业流 45
5.3 作业管理的功能 46
5.4 作业的状态及其转换 46
5.5 批处理作业 47
5.5.1 程序接口 47
5.5.2 批量型作业的组织结构 49
5.5.3 作业控制 50
5.5.4 作业的输入与输出 50
5.5.5 作业调度 51
习题 53
第6章 交互型作业 55
6.1 交互型作业的特点 55
6.2 联机命令接口 56
6.3 Linux系统中的联机命令 56
6.4 X Window 56
6.4.1 X Window系统的安装与配置 56
6.4.2 桌面环境 57
6.4.3 X Window编程 60
习题 60
第7章 程序和进程 61
7.1 并发进程 61
7.1.1 程序顺序执行及其特点 61
7.1.2 程序并发执行及其特点 62
7.2 进程的描述 65
7.2.1 进程的引入和定义 65
7.2.2 进程控制块（PCB） 66
7.2.3 Linux的进程控制块 68
7.3 进程的状态及其转换 74
7.3.1 进程的不同状态 74
7.3.2 状态转换模型 74
7.3.3 Linux的进程状态 76
7.4 进程的控制 76
7.4.1 原语操作 77
7.4.2 Linux中的进程控制（编程实现） 81
7.5 线程 86
7.5.1 线程的引入 86
7.5.2 线程的概念 87
7.5.3 引入线程的优点 87
7.5.4 线程和进程的关系 88
7.5.5 线程的状态及其转换 88
7.5.6 Java中线程的状态及其转换 89
7.5.7 用户级线程和内核级线程 90
习题 91
第8章 互斥和同步 93
8.1 进程间的相互作用 93
8.1.1 互斥 94
8.1.2 临界资源和临界区 94
8.1.3 互斥的解决方案 95
8.1.4 信号量和P、V操作 95
8.1.5 用P、V操作实现互斥 96
8.1.6 同步 97
8.1.7 用信号量实现进程同步 98
8.1.8 经典的进程同步和互斥问题 98
8.2 管程 102
8.2.1 管程的引出 102
8.2.2 管程的概念 102
8.2.3 用管程实现同步 103
习题 105
第9章 死锁及饿死 111
9.1 死锁的形成 111
9.2 死锁的必要条件 112
9.3 死锁的预防 112
9.4 死锁的避免 113
9.5 死锁的检测 117
9.6 饿死的问题 118
习题 118
第10章 处理机调度 121
10.1 概念 121
10.1.1 进程调度的概念 121
10.1.2 进程调度的功能 121
10.1.3 引起进程调度的原因 122
10.1.4 选择进程调度算法的因素 122
10.1.5 进程调度的性能评价 123
10.2 处理机调度的类型 124
10.2.1 长程调度 124
10.2.2 中程调度 124
10.2.3 短程调度 124
10.3 进程调度算法 125
10.3.1 先来先服务调度算法 125
10.3.2 优先级调度算法 125
10.3.3 时间片轮转调度算法 127
10.3.4 最短进程优先调度算法 127
10.3.5 多级反馈队列调度算法 127
10.4 多处理机调度 129
10.4.1 多处理机系统简介 129
10.4.2 多处理机操作系统 132
10.4.3 多处理机调度 134
10.5 Linux的进程调度 136
10.5.1 Linux进程调度的时机 137
10.5.2 进程的权值 137
10.5.3 进程调度的实现 138
10.5.4 进程调度的策略 138
习题 139
第11章 内存管理 141
11.1 主存储器在计算机系统中的地位 141
11.2 存储器的物理组织 141
11.3 存储管理的研究内容 143
11.4 存储组织、管理及策略 144
11.5 地址重定位 145
11.5.1 用户程序的主要处理阶段 145
11.5.2 地址重定位 145
11.6 分区存储管理 146
11.6.1 单一分区 146
11.6.2 固定分区 146
11.6.3 可变分区（Variable Partition） 148
11.6.4 空闲区的分配和回收 150
11.6.5 分区的保护 150
11.7 简单页式存储管理 151
11.7.1 分区存储组织存在的问题及解决思路 151
11.7.2 分页的方法 151
11.7.3 页式存储组织的实现 152
11.8 简单分段式存储管理 154
11.8.1 实现原理 154
11.8.2 逻辑地址的表示 155
11.8.3 段表 155
11.8.4 控制寄存器 155
11.8.5 管理过程 156
11.8.6 段式管理的特点 156
11.9 覆盖技术 156
11.10 交换（Swapping）技术 157
11.11 虚拟存储管理技术和局部性原理 157
11.12 虚拟页式存储管理技术 158
11.12.1 思路 158
11.12.2 扩充页表 158
11.12.3 缺页中断 158
11.12.4 置换算法 159
11.12.5 性能问题 160
11.12.6 页式管理的优缺点 161
11.13 虚拟分段式存储管理技术 161
11.14 段页式存储管理技术 161
11.15 伙伴系统 162
11.16 Linux的内存管理实现机构 163
11.17 Linux的分页 163
11.18 Linux的地址映射机制 165
11.19 Linux的存储管理 165
11.20 交换机制 166
习题 167
第12章 文件系统 169
12.1 概述 169
12.2 文件系统的引入 169
12.3 文件系统的有关概念 170
12.4 文件的逻辑结构与存取方法 171
12.4.1 流式文件 171
12.4.2 记录式文件 171
12.5 文件的物理结构与存储设备的特点 172
12.5.1 文件存储设备 172
12.5.2 文件的物理结构 173
12.6 文件存储空间管理 175
12.6.1 位示图法 175
12.6.2 空闲区表 175
12.6.3 空闲块链 176
12.7 目录管理 176
12.7.1 文件目录的概念 177
12.7.2 文件目录结构 177
12.7.3 文件访问的实现 178
12.7.4 文件的连接 180
12.8 文件的保护和保密 180
12.9 文件的使用 181
12.10 Linux文件系统概述 181
12.10.1 Linux文件系统的特点 181
12.10.2 Linux文件系统的结构 182
12.10.3 文件系统的注册 182
12.10.4 树型目录结构 183
12.10.5 文件系统的安装、卸载 184
12.11 Ext2文件系统 186
12.11.1 Ext2文件系统的磁盘布局 186
12.11.2 Ext2文件系统的索引节点 188
12.11.3 Ext2目录 190
12.11.4 文件查找 191
12.12 虚拟文件系统 192
12.12.1 VFS的超级块 192
12.12.2 VFS的索引节点 194
习题 196
第13章 设备管理 200
13.1 概述 200
13.1.1 外设的分类 200
13.1.2 设备管理的目标和功能 201
13.2 Linux的设备管理结构 201
13.3 I/O控制方式 202
13.3.1 设备控制器 202
13.3.2 循环测试I/O方式（程序直接控制方式） 203
13.3.3 中断技术及Linux的中断管理 203
13.3.4 直接存储器访问DMA 205
13.3.5 通道方式 206
13.4 缓冲技术 207
13.5 设备分配 207
13.5.1 设备分配用数据结构 207
13.5.2 设备分配策略 208
13.6 Linux的设备管理 209
13.7 Linux的设备驱动程序的框架 212
13.8 Linux的块设备驱动程序 214
13.9 Linux的字符设备驱动程序 215
习题 216
第14章 进程通信 217
14.1 进程通信的概念 217
14.2 最早的IPC方法：信号与管道 218
14.2.1 信号 218
14.2.2 管道 220
14.3 System V通信机制 225
14.3.1 消息队列 225
14.3.2 信号量 231
14.3.3 共享内存 236
习题 241
第15章 网络 243
15.1 概述 243
15.2 网络协议简介 243
15.3 Linux网络的分层结构 244
15.4 Linux的套接字及其缓冲区 245
15.4.1 套接字在网络中的地位 245
15.4.2 套接字的作用 246
15.4.3 Linux套接字的层次 246
15.4.4 套接字通信数据结构 246
15.5 Linux网络协议的实现 247
15.5.1 建立连接 247
15.5.2 撤销连接 247
15.5.3 数据发送 247
15.6 Linux的网络设备接口 248
15.6.1 结构 248
15.6.2 设备注册 249
习题 250
第16章 分布式处理 251
16.1 分布式操作系统 251
16.2 客户机／服务器计算 251
16.2.1 分布式环境的客户机／服务器模式 252
16.2.2 三（多）层浏览器／服务器结构 254
16.2.3 中间件 254
16.3 分布式进程通信 255
16.3.1 分布式消息传递 255
16.3.2 远过程调用 256
16.4 进程迁移 257
16.4.1 概念 257
16.4.2 进程迁移机制 257
16.5 分布式环境下的互斥及死锁 258
16.5.1 概念 258
16.5.2 逻辑钟 259
16.5.3 互斥算法 259
16.5.4 死锁 260
16.6 集群 260
16.6.1 概念 260
16.6.2 集群技术的分类 261
16.6.3 Beowulf和Linux集群 262
习题 262
第17章 权限 263
17.1 概述 263
17.2 权限的含义 263
17.3 授权 264
17.4 文件权限 264
17.5 文件权限的表示 265
17.6 文件权限的设置 267
习题 269
第18章 安全 270
18.1 安全问题 270
18.2 安全评估 272
18.3 安全风险 275
18.4 身份验证 277
18.5 密码系统 278
18.6 入侵检测 280
18.6.1 入侵检测系统的分类 280
18.6.2 入侵检测系统的分析技术 281
18.6.3 入侵检测系统的设置 283
18.6.4 入侵检测系统的部署 283
18.7 安全策略 284
18.7.1 安全策略的内容 284
18.7.2 安全策略的类型 284
18.7.3 安全策略的制定 286
18.8 SELinux 287
18.8.1 传统Linux的缺点 287
18.8.2 SELinux的主要改进 287
18.8.3 SELinux的优点 288
18.8.4 SELinux的主要结构 289
18.8.5 SELinux的应用 289
习题 289
第19章 备份与恢复 290
19.1 备份策略 290
19.2 备份和恢复数据 291
19.3 备份系统的结构 292
19.4 磁带备份与恢复 293
19.4.1 磁带备份介质 293
19.4.2 备份内容 294
19.4.3 备份工具 294
19.5 磁盘备份与恢复 295
19.5.1 磁盘容错技术 295
19.5.2 第一级容错技术（SFT-Ⅰ） 296
19.5.3 第二级容错技术（SFT-Ⅱ） 296
19.5.4 廉价磁盘冗余阵列 297
19.5.5 备份与恢复 299
习题 300
第20章 操作系统实验指导 301
实验1 Linux操作入门 302
E1.1 Linux的启动 302
E1.2 Linux的登录 303
E1.3 退出 303
E1.4 关机 303
E1.5 虚拟终端 304
E1.6 超级用户与普通用户 304
E1.7 上机指导 305
E1.8 练习与思考 305
实验2 Linux的文件与目录管理 306
E2.1 Linux目录结构 306
E2.2 文件和文件名 308
E2.3 目录和目录名 308
E2.4 文件和目录管理常用命令 308
E2.5 上机操作 310
实验3 几个常用命令、重定向和管道 313
E3.1 几个常用命令 313
E3.2 重定向和管道 315
E3.3 上机指导 319
实验4 vi编辑器的使用和Linux环境下的编程 322
E4.1 vi编辑器 322
E4.2 Linux环境下的编程 325
E4.3 GCC编译器的使用 325
E4.4 调试源程序 326
E4.5 运行自己开发的程序 327
E4.6 上机指导 327
实验5 Linux的进程管理 330
E5.1 几个进程相关主要命令 330
E5.2 作业控制 332
E5.3 观察系统动态的进程控制和进程调度的工具 333
E5.4 上机指导 334
实验6 shell脚本的编制 338
E6.1 shell脚本的建立和执行 339
E6.2 上机指导 340
实验7 Linux文件系统 349
E7.1 Linux树型目录结构 349
E7.2 Linux的设备文件 350
E7.3 文件系统的挂装及卸载 350
E7.4 磁盘准备 351
E7.5 上机指导 352
实验8 Ext2文件系统的结构 355
E8.1 观察Ext2文件系统的主要数据结构源程序 355
E8.2 观察磁盘上的Ext2系统结构 355
E8.3 观察文件的Ext2结构 360
E8.4 观察目录的Ext2结构 361
E8.5 观察目录下的Ext2文件结构 363
E8.6 观察大文件的Ext2结构 364
E8.7 删除文件后的Ext2结构的变化 366
实验9 用户与用户管理 367
E9.1 用户 367
E9.2 用户组 369
E9.3 上机指导 371
实验10 配置和管理Internet服务 373
E10.1 Web服务器的建立 373
E10.2 MySQL数据库服务器安装和管理 378
实验11 安全性设置 381
E11.1 引导安全 381
E11.2 文件安全 382
E11.3 修改权限 382
E11.4 网络安全 383
E11.5 用户口令安全 386
E11.6 内核安全 388
实验12 Linux安装和删除 389
E12.1 Red Hat Linux的安装 389
E12.2 Linux的删除 400
项目1 进程创建 402
项目2 进程间通信 403
项目3 Socket通信 404
附录A 参考文献及参考网站 405