本书着重讲述作业系统的原理和概念，并且以此来指导作业系统的设计和实现。

全书共分8章。第1章概论，介绍作业系统的定义、发展、现状和它在计算机系统中的重要作用。第2章介绍作业系统用户接口，Linux的安装与使用。第3-7章主要讨论作业系统的基本原理和概念，包括进程管理、并发程式设计、存储管理、设备管理、档案管理以及磁碟管理等内容。在阐述基本原理和概念的基础上，为了使读者对作业系统有一个整体概念，将所学知识能融会贯通，每章都从问题的提出开始，进入到对具体作业系统原理的介绍，然后利用Linux相关部分有针对性地进行实例介绍。第8章介绍作业系统的较深入的内容。

第1章概论1

1.1计算机与作业系统1

1.1.1计算机发展简介1

1.1.2作业系统的发展4

1.1.3存储程式式计算机的结构和特点19

1.2作业系统的基本概念21

1.2.1作业系统的定义及其在计算机系统中的地位21

1.2.2作业系统的功能23

1.2.3作业系统的特性及其应解决的基本问题25

1.3作业系统的整体框架27

1.3.1计算机系统的层次划分28

1.3.2作业系统提供抽象的计算环境30

1.3.3作业系统的总体结构31

1.3.4支撑作业系统的知识框架41

1.4从不同角度刻画作业系统42

1.4.1用户观点42

1.4.2资源管理观点42

1.4.3进程观点44

1.4.4模组分层观点45

1.5安全作业系统46

1.5.1主要的安全评价準则46

1.5.2可信计算机系统安全评价準则TCSEC48

1.5.3安全标準套用分析50

1.6小结51

1.7习题52

第2章作业系统接口53

2.1概述53

2.1.1系统调用53

2.1.2shell命令及其解释程式58

2.2Linux的安装67

2.2.1安装前的準备67

2.2.2建立硬碟分区68

2.2.3安装类型69

2.2.4安装过程70

2.2.5作业系统的安装概念70

2.3Linux的使用71

2.3.1使用常识71

2.3.2档案操作命令72

2.3.3文本编辑命令80

2.3.4shell的特殊字元82

2.3.5进程控制命令86

2.3.6网路配置和网路套用工具88

2.3.7在线上帮助92

2.4系统管理92

2.4.1超级用户93

2.4.2用户和用户组管理93

2.4.3档案系统管理95

2.4.4Linux原始码档案安置的目录结构99

2.5小结100

2.6习题100

第3章进程机制与并发程式设计101

3.1概述101

3.2进程的基本概念102

3.2.1计算机执行程式的最基本的方式——单道程式的执行102

3.2.2多个程式驻留记忆体——多个程式依次顺序执行102

3.2.3进程的概念和结构——多个程式并发执行102

3.2.4进程的定义105

3.3进程的状态和进程控制块107

3.3.1进程的状态及状态变化图107

3.3.2进程控制块109

3.4进程控制110

3.4.1原语110

3.4.2进程控制原语111

3.5执行绪的基本概念112

3.5.1执行绪的引入112

3.5.2执行绪与进程的比较113

3.6进程调度114

3.6.1进程调度的职能114

3.6.2进程调度算法115

3.6.3调度时的进程状态图117

3.7进程通信118

3.7.1临界资源和临界区118

3.7.2进程的通信方式之一——同步与互斥119

3.7.3两上经典的同步/互斥问题122

3.7.4结构化的同步/互斥机制——管程124

3.7.5进程的通信方式之二——讯息缓冲126

3.8死锁128

3.8.1死锁原因和必要条件128

3.8.2预防死锁130

3.8.3发现死锁132

3.8.4解除死锁133

3.9Linux中的进程134

3.9.1Linux进程控制块PCB简介134

3.9.2进程的创建140

3.9.3进程调度142

3.9.4进程的退出与消亡144

3.9.5相关的系统调用145

3.9.6信号147

3.9.7信号量与PV操作148

3.9.8等待伫列149

3.9.9管道150

3.9.10Linux核心体系结构151

3.10并发程式设计实例152

3.11小结154

3.12习题154

第4章存储管理156

4．1概述156

4．2分区式存储管理157

4.2.1地址重定位157

4.2.2固定式分区和可变式分区159

4.2.3覆盖与交换技术163

4.3分页式存储管理165

4.3.1虚拟存储器165

4.3.2分页式存储管理的实现方法166

4.3.3页表和快表168

4.3.4页面交换172

4.3.5页式存储管理的保护措施174

4.3.6工作集模型174

4.4分段存储管理176

4.4.1分段存储管理的特点176

4.4.2段式地址变换176

4.4.3扩充段表功能177

4.5段页式存储管理178

4.6用户编程中的记忆体管理实例分析180

4.7Linux记忆体管理概述183

4.7.1基本思想183

4.7.2Linux中的页表184

4.7.3记忆体页的分配和释放185

4.7.4记忆体映射和需求分页185

4.7.5记忆体交换187

4.7.6页目录和页表的数据结构表示188

4.8小结189

4.9习题189

第5章输入/输出系统190

5.1概述191

5.2输入/输出硬体193

5.2.1输入/输出设备193

5.2.2设备控制器196

5.2.3通道197

5.2.4存储器直接存取(DMA)设备198

5.3输入/输出软体199

5.3.1输入/输出软体的作用199

5.3.2数据传送控制方式200

5.3.3中断处理技术206

5.3.4设备驱动程式209

5.3.5与设备无关的I/O软体210

5.3.6用户层的输入/输出软体210

5.3.7设备分配211

5.3.8I/O进程控制213

5.3.9缓冲技术216

5.4Linux输入/输出系统概述219

5.4.1Linux输入/输出的过程概述219

5.4.2Linux设备管理基础220

5.4.3Linux的中断处理224

5.4.4设备驱动程式的框架225

5.4.5并口列印设备驱动程式227

5.4.6Linux输入/输出实现层次及数据结构230

5.5小结231

5.6习题232

第6章档案系统234

6.1概述234

6.2档案235

6.2.1档案的概念235

6.2.2档案的分类235

6.2.3档案的操作236

6.2.4档案的转储和恢复236

6.3目录237

6.3.1目录的概念237

6.3.2目录的层次结构238

6.3.3目录的操作239

6.4档案系统239

6.4.1档案系统的概念239

6.4.2档案系统的功能240

6.4.3档案系统的组成240

6.5档案系统的实现241

6.5.1实现档案241

6.5.2实现目录251

6.5.3磁碟空间管理254

6.5.4档案系统的结构和工作流程255

6.6档案系统的安全性和保护机制258

6.6.1档案存取控制矩阵259

6.6.2档案存取控制表259

6.6.3用户许可权表260

6.6.4档案口令260

6.6.5档案加密261

6.7Linux档案系统261

6.7.1虚拟档案系统261

6.7.2ext2档案系统267

6.7.3Linux档案系统管理271

6.7.4Linux系统调用273

6.7.5Linux档案系统的数据结构280

6.8小结282

6.9习题283第7章磁碟存储管理284

7.1概述284

7.2磁碟结构284

7.2.1磁碟设备284

7.2.2磁碟种类285

7.2.3磁碟访问时间285

7.3磁碟调度286

7.3.1先来先服务FCFS算法287

7.3.2最短寻道时间优先SSTF287

7.3.3各种扫描算法287

7.3.4磁碟调度算法的选择289

7.4磁碟格式化289

7.5廉价冗余磁碟阵列290

7.5.1利用冗余技术提高可靠性290

7.5.2利用并行提高性能291

7.5.3RAID层次292

7.6高速快取管理293

7.6.1磁碟高速快取的形式293

7.6.2数据交付293

7.6.3置换算法293

7.6.4周期性写回磁碟294

7.6.5提高磁碟I/O速度的其他方法295

7.7存储可靠性的实现296

7.8小结296

7.9习题297

第8章多机系统与实时系统298

8.1多处理机系统298

8.1.1硬体结构298

8.1.2多处理机作业系统300

8.2网路与网路作业系统305

8.2.1网路硬体概念305

8.2.2网路软体概念308

8.2.3网路作业系统311

8.3分散式作业系统313

8.3.1分散式作业系统的通信机制314

8.3.2分散式系统中的互斥315

8.3.3分散式系统中的死锁316

8.3.4分散式系统中的进程管理317

8.4集群系统（Cluster）317

8.4.1集群系统的分类318

8.4.2集群作业管理技术319

8.4.3集群作业管理软体例——LSF319

8.5实时作业系统324

8.5.1什幺是实时作业系统324

8.5.2实时作业系统325

8.5.3RTLinux的实现原理328

8.6小结329

8.7习题329附录A实验330

附录BLinux常用命令336

附录C实时系统、集群、格线和Agent工具简介349

参考文献373