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第1部分　原理篇2

第1章　操作系统概论2

1.1 什么是操作系统2

1.2　操作系统的发展历史3

1.2.1　早期的计算机和人工操作方式3

1.2.2　脱机输入／输出和批处理系统4

1.2.3　缓冲、中断和DMA技术4

1.2.4　SPOOLING5

1.2.5　多道程序设计6

1.3　现代操作系统类型7

1.3.1 分时系统7

1.3.2　实时操作系统8

1.3.3　微机操作系统8

1.3.4　多处理机、分布式和网络操作系统10

1.4　操作系统的概念、特征和功能11

1.4.1　作业和进程11

1.4.2　操作系统的特征11

1.4.3　操作系统的功能12

1.5 UNIX操作系统概述14

1.5.1 UNIX系统历史14

1.5.2　UNIX系统特点15

1.5.3　UNIX系统基本结构16

习题117

第2章　存储管理18

2.1　存储管理基础18

2.1.1　虚拟地址与物理地址18

2.1.2　地址定位方式18

2.2　基本存储管理方法20

2.2.1　单一连续区存储管理20

2.2.2　固定分区存储管理21

2.3　可变分区存储管理22

2.3.1　空闲存储区表22

2.3.2　首次适应法23

2.3.3　循环首次适应法25

2.3.4　最佳适应算法25

2.3.5　最差适应法26

2.3.6　多重分区26

2.4 内存扩充技术26

2.4.1 覆盖26

2.4.2　交换技术27

2.4.3　虚拟存储器28

2.5　纯分页的存储管理29

2.5.1 分页存储管理的基本思想29

2.5.2　地址变换30

2.5.3　联想存储器和快表30

2.5.4　空闲内存页的管理31

2.6　请求分页系统32

2.6.1　请求分页的基本原理32

2.6.2　页面淘汰32

2.7　段式存储管理35

2.8　段页式存储管理36

2.9　Linux存储管理37

2.9.1　Linux存储管理的思想及特点37

2.9.2　Linux中的页表38

2.9.3　页面的分配和回收38

2.9.4　存储映射与请求分页40

2.9.5　页交换进程与页面的换入换出41

习题242

第3章　进程管理43

3.1　进程概述43

3.1.1　进程的概念43

3.1.2　进程的组成43

3.1.3　进程的状态及其变化44

3.2　进程控制块45

3.3　调度50

3.3.1　调度概述50

3.3.2　进程调度策略51

3.3.3　进程调度算法51

3.4　UNIX系统的进程调度54

3.4.1　进程的切换调度算法54

3.4.2　切换调度程序56

3.4.3　进程的对换调度57

3.5　进程的控制58

3.5.1　进程的挂起58

3.5.2　UNIX系统中的进程睡眠和唤醒58

3.5.3　进程的终止和等待终止61

3.6　进程的创建和图像改换62

3.6.1　进程的创建62

3.6.2　进程图像的改换63

3.7　线程64

3.7.1　进程和线程65

3.7.2　多线程65

3.7.3　线程的状态与功能66

3.7.4　用户级和核心级线程67

3.8　Linux进程管理69

3.8.1　Linux进程结构69

3.8.2　进程调度71

3.8.3　进程使用的虚拟内存73

3.8.4　创建进程73

3.8.5　Linux的线程74

习题375

第4章　进程通信77

4.1　进程的同步与互斥77

4.1.1　同步与互斥的概念77

4.1.2　临界段问题77

4.2　进程间互斥控制方法78

4.2.1　锁的表示和操作78

4.2.2　锁的安全控制78

4.2.3　用纯软件实现进程的互斥80

4.3　信号灯和Wait、Signal操作82

4.4　信号灯的应用83

4.4.1　利用信号灯实现互斥83

4.4.2　阻塞／唤醒协议84

4.4.3　两个进程间的同步85

4.4.4　生产者和消费者问题86

4.4.5　读者／写者问题87

4.5　进程间的数据通信88

4.5.1 消息通信88

4.5.2　共享存储区88

4.5.3　管道通信89

4.6　软中断和信号机构90

4.6.1　信号的产生与类型90

4.6.2　信号的处理方式及设置91

4.6.3　信号的传送92

4.7　死锁93

4.7.1　产生死锁的原因93

4.7.2　产生死锁的条件94

4.7.3　死锁的预防95

4.7.4　死锁的避免96

4.7.5　死锁的检测97

4.7.6　死锁的解除98

4.8　Linux进程间通信99

4.8.1 信号99

4.8.2　管道101

4.8.3　IPC机制102

习题4104

第5章　设备管理106

5.1 引言106

5.1.1　设备的概念和分类106

5.1.2　I/O设备控制与驱动107

5.1.3　设备管理的设计要求和任务108

5.2　操作系统与中断处理108

5.2.1 中断的基本概念108

5.2.2　中断的类型109

5.2.3 中断的响应和实现过程111

5.2.4 中断处理程序和驱动程序111

5.2.5 中断的返回与恢复112

5.3　操作系统与时钟系统113

5.3.1　时钟的概念113

5.3.2　UNIX系统中的时钟管理113

5.4　操作系统对I／O操作的控制114

5.4.1　I/O设备的资源分配114

5.4.2　I/O通道技术115

5.4.3　I/O缓冲技术115

5.4.4　设备的驱动116

5.5　设备管理的数据结构116

5.5.1　设备控制表116

5.5.2　设备开关表117

5.6　磁盘调度118

5.6.1　物理特性118

5.6.2　磁盘调度算法118

5.6.3　系统设计应考虑的几个问题120

5.7 UNIX系统V的设备管理120

5.7.1　块设备管理的主要数据结构121

5.7.2　缓冲区管理122

5.7.3　块设备管理126

5.7.4　字符设备管理128

5.8　设备分配129

5.8.1　设备分配方式130

5.8.2　设备分配的原则130

5.9　Linux的设备管理131

5.9.1　概述131

5.9.2　设备驱动器与内核的接口132

5.9.3　网络设备的管理134

习题5135

第6章　文件系统136

6.1　概述136

6.1.1　文件的术语136

6.1.2　文件的操作137

6.1.3　文件的组织和存取137

6.1.4　文件系统结构140

6.2　文件目录141

6.2.1 目录的内容141

6.2.2 目录的结构142

6.2.3　存取权限143

6.2.4　并发存取控制143

6.3　文件存储资源分配144

6.4　文件的系统调用145

6.4.1　文件的创建、打开、关闭和取消146

6.4.2　文件的读／写148

6.4.3　调整文件读／写位置lseek149

6.4.4　创建任何类型文件mknod149

6.4.5　其他的文件系统调用150

6.5　文件的标准子例程151

6.5.1　标准I/O的概念151

6.5.2　流文件的打开和关闭152

6.5.3 流文件的读写153

6.5.4　调整和获取流文件的读写位置154

6.5.5　格式输入与输出154

6.5.6　流的单字符I/O操作155

6.5.7　行的输入与输出156

6.5.8　存储区中的格式转化156

6.5.9　程序的执行156

6.6　UNIX文件系统的内部结构157

6.6.1 索引节点157

6.6.2　文件索引结构157

6.6.3 目录结构159

6.6.4　打开文件结构160

6.6.5　文件系统存储资源管理162

6.7　管道文件和管道通信166

6.7.1　管道通信概念166

6.7.2　管道文件166

6.7.3　管道的读写和关闭167

6.7.4　有名管道168

6.8　Linux文件系统170

6.8.1　虚拟文件系统170

6.8.2　Ext2文件系统174

6.8.3　Ext3文件系统177

习题6177

第7章　Windows操作系统179

7.1　Windows操作系统发展历程179

7.1.1　Windows的开发过程及历史179

7.1.2　Windows主要版本的特点179

7.2 Windows 2000/XP181

7.2.1　系统体系结构181

7.2.2　存储系统184

7.2.3　进程、线程及处理器管理190

7.2.4　I/O系统194

7.2.5　文件系统197

7.2.6　网络系统200

7.3　Windows 2003204

7.3.1 系统概述204

7.3.2　系统功能更新205

7.4　基于Windows的企业网规划与构建209

7.4.1　活动目录规划209

7.4.2　组策略规划212

7.4.3　安全管理规划214

7.5　小结216

习题7216

第8章　分布式和网络操作系统217

8.1 分布式操作系统概述217

8.2　网络通信机制220

8.3　网络同步222

8.4　网络操作系统223

习题8224

第2部分　应用和开发篇226

第9章 UNIX使用基础226

9.1 登录和退出系统226

9.2　Shell基础227

9.2.1　Shell的家族227

9.2.2　简单命令和命令表227

9.2.3　标准输入和标准输出228

9.2.4　输入／输出转向228

9.2.5　后台命令与后台进程229

9.2.6　管道230

9.2.7　特殊字符230

9.3　文件系统基本知识231

9.3.1　文件的类型231

9.3.2　目录结构232

9.3.3　文件存取控制模式232

9.3.4　目录存取方式233

9.4　UNIX文件系统结构233

9.4.1　根文件系统结构234

9.4.2　/usr文件系统234

习题9235

第10章 UNIX实用程序236

10.1 目录操作命令236

10.1.1　显示工作目录（pwd命令）236

10.1.2　改变工作目录（cd命令）236

10.1.3　列目录内容（ls命令）236

10.1.4　创建新目录（mkdir命令）237

10.1.5　删除目录项（rmdir命令）237

10.2　文件操作命令237

10.2.1　复制文件（cp命令）237

10.2.2　移动或重新命名文件（mv命令）238

10.2.3　删除文件（rm命令）238

10.2.4　文件的链接（ln命令）238

10.2.5　符号链接（ln-s命令）238

10.2.6　报告两个文件的差别（diff命令）239

10.2.7　推测文件的类型（file命令）240

10.2.8　查找文件（find命令）240

10.2.9　改变文件的属主（chown命令）241

10.2.10　改变文件的存取权限（chmod命令）241

10.2.11 设置文件创建方式屏蔽码（umask命令）242

10.2.12　存取DOS文件命令242

10.3　显示和打印命令243

10.3.1 回应命令行上的参数（echo命令）243

10.3.2　连接并显示文件（cat命令）243

10.3.3　分页显示（more命令和pg命令）243

10.3.4　显示文件的头部（head命令）和尾部（tail命令）244

10.3.5　打印文件（lp命令）244

10.3.6　查看打印作业状态（lpstat命令）245

10.3.7　取消一个打印作业（cancel命令）245

10.3.8　格式化打印文件（pr命令）245

10.3.9　卸出文件（od命令）245

10.4　过滤器246

10.4.1　正则表达式246

10.4.2　排序或合并文件（sort命令）248

10.4.3　抽取指定模式的行（grep命令）249

10.4.4　流编辑程序（sed命令）250

10.4.5　模式扫描和处理语言（awk）251

10.4.6　裁剪指定的列（cut命令）252

10.4.7　组合数据列（paste命令）252

10.4.8　建立“三通”（tee命令）253

10.5　设备操作253

10.5.1 显示或设置日期和时间（date命令）253

10.5.2　显示磁盘空间（df命令）254

10.5.3　显示磁盘使用情况（du命令）254

10.5.4　显示或设置终端参数（stty命令）254

10.5.5　磁带归档（tar命令）255

10.6　用户信息与进程控制256

10.6.1　获取用户信息256

10.6.2　显示进程状态（ps命令）256

10.6.3　挂起一段时间（sleep命令）257

10.6.4　统计一个作业的执行时间（time命令）257

10.6.5　等待进程完成（wait命令）257

10.6.6　杀死一个进程（kill命令）257

10.6.7　忽略挂起和退出方法执行（nohup命令）257

10.6.8　设置命令的执行环境（env命令）258

10.7　压缩和解压缩258

10.7.1　compress258

10.7.2　zip258

10.7.3　gzip259

10.7.4　pack260

10.8　其他命令260

10.8.1　联机手册（man命令）260

10.8.2　检查拼写错误（spell命令）261

10.8.3　文件加密crypt命令和des命令261

10.8.4　规范化C程序格式（cb命令）261

习题10262

第11章　软件开发工具263

11.1　文本编辑器vi263

11.1.1　vi概要263

11.1.2　屏幕编辑命令264

11.1.3　底行命令268

11.1.4　在vi程序中执行Shell命令271

11.2　C编译系统272

11.2.1　C编译基本过程272

11.2.2　预处理程序273

11.2.3　编译程序275

11.2.4　汇编程序275

11.2.5　连接／装入程序275

11.2.6 一个使用cc的综合例子277

11.3 库的维护277

11.3.1 库的概念277

11.3.2 库的维护278

11.3.3 动态库279

11.4 维护程序的程序（Make）280

11.4.1　Make使用初步280

11.4.2　Make的内部规则282

11.4.3　Make中的宏283

11.4.4　用Make维护库284

11.4.5　一个综合例子285

11.4.6　Make命令选项和参数287

11.5　调试程序288

11.5.1　调用sdb288

11.5.2　sdb的调试命令288

11.5.3　删除调试信息strip290

11.6　源代码控制系统（SCCS）290

11.6.1　创建SCCS的初始版本290

11.6.2　提取一个版本291

11.6.3　建立一个新版本292

11.6.4　显示SCCS文件的历史292

11.6.5　SCCS的版本号结构292

11.6.6　ID关键字293

11.6.7　其他的SCCS的命令294

11.7　其他的软件开发工具294

11.7.1　C程序检查器Lint294

11.7.2　词法分析器和语法分析器294

习题11295

第12章　UNIX通信与环球网WWW296

12.1　检查计算机的连接情况296

12.2　获取远程用户信息296

12.2.1　显示谁在本地计算机登录（rwho）296

12.2.2　显示远程用户的信息（finger）297

12.2.3　用户名目录服务（whois）297

12.3　用户间通话297

12.3.1　给用户发信息（write）297

12.3.2　广播式的消息传送工具（Wall）298

12.3.3　远程用户对话（talk）298

12.4　远程登录和执行298

12.4.1　基于UNIX系统的远程登录（RLogin）299

12.4.2　通用的远程登录（telnet）299

12.4.3　远程Shell（RSH）299

12.5　远程文件拷贝和传输300

12.5.1　远程文件拷贝（RCP）300

12.5.2　文件传输（FTP）301

12.6　环球网WWW和浏览器302

12.6.1　超文本和超媒体303

12.6.2　超文本传输协议HTTP303

12.6.3 统一资源定位器URL303

12.6.4　超文本标记语言HTML304

12.6.5　Form与CGI305

12.6.6　网站设计语言305

12.6.7　WWW的浏览程序306

习题12308

第13章 UNIX系统程序设计309

13.1　文件系统程序设计309

13.1.1　获取文件的状态309

13.1.2　搜索目录树310

13.2　用文件的系统调用实现进程通信312

13.2.1　利用文件的系统调用实现信号灯312

13.2.2　利用管道实现进程间通信314

13.3　高级进程间通信316

13.3.1 消息通信316

13.3.2　共享内存319

13.3.3　信号灯320

13.4　远程进程间通信323

13.4.1　Socket通信概述323

13.4.2　Socket系统调用324

13.4.3　Socket通信程序设计326

13.5　一个系统程序综合设计的例子329

习题13340

第14章　Shell程序设计341

14.1　Shell程序和参数341

14.1.1　Shell程序341

14.1.2　Shell程序的位置参数342

14.2　Shell变量342

14.2.1　用户定义变量342

14.2.2　系统定义变量343

14.2.3　Shell定义变量345

14.2.4　参数替换345

14.2.5　引号机制346

14.3　测试和求值346

14.3.1　测试346

14.3.2　求值348

14.4　控制结构348

14.4.1　顺序控制结构348

14.4.2　if语句349

14.4.3　case语句351

14.4.4　for语句352

14.4.5　while和until语句353

14.4.6　break、continue、exit和return语句354

14.4.7　递归354

14.5　Shell内部命令354

14.6　Shell函数357

14.7　Shell环境357

14.8　Linux的BASH Shell358

14.8.1　命令编辑和历史359

14.8.2　别名和特征变量360

14.8.3　BASH Shell的环境文件360

习题14361

第15章　嵌入式Linux操作系统362

15.1　Linux与嵌入式操作系统362

15.1.1　嵌入式系统的定义362

15.1.2　嵌入式操作系统的特点363

15.1.3　嵌入式Linux发展与应用364

15.1.4　嵌入式Linux操作系统实现方法365

15.2　嵌入式Linux操作系统构建365

15.2.1　Linux系统的软件层次365

15.2.2　裁剪编译内核366

15.2.3　准备Root文件系统367

15.2.4　Root文件系统裁剪368

15.2.5　制作root文件系统映像370

15.3　嵌入式Linux操作系统安装372

15.3.1　嵌入式系统的启动372

15.3.2　安装嵌入式系统引导程序373

15.3.3　x86系统上嵌入式Linux映像安装375

15.4　嵌入式Linux软件开发与调试377

15.4.1 开发系统与目标系统377

15.4.2　交叉编译环境378

15.4.3　嵌入式Linux软件调试方法380

15.5　嵌入式Linux操作系统实时性382

15.5.1 嵌入式操作系统的实时性要求382

15.5.2　Linux内核与实时性384

15.5.3　嵌入式Linux实时化技术386

习题15388

第3部分　系统和网络管理篇390

第16章　UNIX系统管理390

16.1 系统的启动和关闭390

16.1.1　系统自举390

16.1.2　系统的运行级390

16.1.3　初始化程序执行的脚本（inittab）391

16.1.4　系统初始化过程392

16.1.5　系统的关闭392

16.2　用户管理393

16.2.1　用户管理涉及的文件393

16.2.2　加入新用户的过程394

16.2.3　添加用户命令（useradd）395

16.2.4　删除用户的注册（userdel）395

16.3　誊清（更新）系统缓冲区396

16.4　检查和修复文件系统396

16.5　构造、安装和拆卸文件系统398

16.5.1　建立特别文件（mknod）398

16.5.2　构造文件系统（mkfs）398

16.5.3　安装文件系统（mount）399

16.5.4　拆卸一个文件系统（umount）399

16.6　定时运行程序400

16.6.1　在指定时刻运行Shell程序（at）400

16.6.2　时钟精灵（cron）400

习题16401

第17章　UNIX系统网络管理402

17.1 配置TCP/IP402

17.1.1　网络软件的安装402

17.1.2　设置TCP/IP文件402

17.1.3　设置监听程序404

17.2　网络服务监控进程405

17.3　域名服务系统406

17.3.1　域名服务406

17.3.2　域名系统406

17.3.3　域名解析407

17.3.4　逆向域名解析407

17.3.5　DNS数据库408

17.3.6　域名服务器的配置409

17.4　网络文件系统NFS410

17.4.1　NFS的概念和原理410

17.4.2　NFS服务器的设置410

17.4.3　NFS客户机的设置411

17.5 电子邮政系统413

17.5.1　邮件信箱413

17.5.2　电子邮政设置文件413

17.5.3　sendmail的设置文件414

17.5.4　sendmail命令的参数416

17.6　WWW服务器的配置416

17.6.1　WWW服务417

17.6.2　虚拟主机服务420

17.6.3　代理服务器421

习题17421

参考文献423