操作系統(tǒng)實驗指導：基于Linux 內(nèi)核

定　價：￥19.00

作　者：	徐虹，何嘉，張鐘澍編著
出版社：	清華大學出版社
叢編項：	高等學校教材·計算機科學與技術(shù)
標　簽：	Linux

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ISBN：	9787302098409	出版時間：	2004-11-01	包裝：	膠版紙
開本：	小16開	頁數(shù)：	208	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　內(nèi)容簡介"操作系統(tǒng)"是計算機及相關(guān)專業(yè)的必修課程，本教材所介紹的"基于Linux內(nèi)核的操作系統(tǒng)實驗體系"可引導學生與操作系統(tǒng)申核交互以理解其原理。整個實驗體系構(gòu)架在Linux內(nèi)核的基礎(chǔ)上，按系統(tǒng)基本構(gòu)架、系統(tǒng)五大功能和奉統(tǒng)與用戶的接口三方面分為7個實驗；：本書共有9章；從內(nèi)容上分為兩大部分。第一部分包括兩章，介紹了Linux的基本機制和使用方法。第二部分是對7項實驗的指導：進程管理實驗、存儲器管理實驗、用戶接口實驗、模塊編程實驗、設(shè)備管理實驗、文件系統(tǒng)實驗和操作系統(tǒng)構(gòu)成實驗。這些實驗很好地解決了配合操作系統(tǒng)課程教學來指導學生進行實踐的問題。；本書所介紹的實驗涵蓋了操作系統(tǒng)所有重要的原理和機制，既可作為大專院校計算機及電子類各專業(yè)"操作系統(tǒng)"的實驗教學課程教材，也可供相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員使用。"操作系統(tǒng)"是計算機及相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，是一門實踐性很強的技術(shù)課程。掌握操作系統(tǒng)原理、熟悉操作系統(tǒng)的使用是各層次計算機軟硬件開發(fā)人員必不可少的基本技能。然而，困擾"操作系統(tǒng)"教學的問題是講授理論原理比較容易，而如何指導學生進行實踐則相對較難。其結(jié)果導致學生不能深刻地理解操作系統(tǒng)的本質(zhì)，因而也不能在實際中應用所學的"操作系統(tǒng)"理論知識及操作系統(tǒng)所提供的功能來解決實際問題。目前，國內(nèi)大專院校講授"操作系統(tǒng)"課程時，實習環(huán)境大多在DOS或UNIX下練習一些操作系統(tǒng)的使用技巧（若是在DOS環(huán)境下，多是讓學生練習TSR多任務(wù)程序的編寫：若是在UNIX環(huán)境下，也僅是讓學生實習UNIX的使用及shell命令）。這樣的實習環(huán)境和效果，使學生既不能深刻理解操作系統(tǒng)的內(nèi)部機制和體系結(jié)構(gòu)，也不能利用現(xiàn)有的內(nèi)核生成一個令自己滿意的操作系統(tǒng)，更不清楚操作系統(tǒng)的資源管理的主要過程，也就不用說試圖自己改變系統(tǒng)中的部分算法及資源分配方式了。在如何解決這個問題上，美國人A.S.Tanenbaum是位先驅(qū)，由他編寫的教學"操作系統(tǒng)"Minix在很長一段時間里較好地解決了這一問題。然而，隨著計算機系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的變化，元器件以及相應軟件的飛速發(fā)展，早年開發(fā)出的Minix在很多方面已經(jīng)不能適應今天的"操作系統(tǒng)"教學的需要了。在當今計算機科學相對發(fā)達的國度，人們也已認識到這方面的問題，他們開發(fā)出適合他們自己教學用的操作系統(tǒng)：OSP、BACI、NACHOS、TOYOS等，其中OSP、BACI是基于裸機的操作實驗系統(tǒng)，而NACHOS、TOYOS是基于模擬器的操作實驗系統(tǒng)。但是，一個全新的、支持基于Intelx86計算機的操作系統(tǒng)教學實驗系統(tǒng)至今仍很少。國內(nèi)這方面的研究相對滯后，就已有的幾本關(guān)于操作系統(tǒng)實驗的書籍來看，一個突出的問題便是教學專用實驗系統(tǒng)比較少。本實驗教材提出的教學實驗體系的研制是"操作系統(tǒng)"課程教學的一場變革，它能夠改變"操作系統(tǒng)"課堂教學因為沒有實驗環(huán)境只向?qū)W生講解基本理論，從而造成理論與實踐嚴重脫離的局面。該實驗體系構(gòu)架在Linux內(nèi)核的基礎(chǔ)上，按系統(tǒng)基本構(gòu)架、系統(tǒng)五大功能和系統(tǒng)與用戶的接口三方面分為7項實驗：進程管理、存儲器管理、用戶接口、模塊編程、設(shè)備管理、文件系統(tǒng)和操作系統(tǒng)構(gòu)成實驗。讓學生通過該實驗體系宋學習理解操作系統(tǒng)的基本原理、內(nèi)部機制和體系結(jié)構(gòu)，親自動手生成一個自己滿意的操作系統(tǒng)，這對掌握操作系統(tǒng)的設(shè)計思想與實現(xiàn)方法是大有裨益的，本書的第1章、第2章、第5章、第6章和第7章由徐虹編寫，第4章和第8章由何嘉編寫，第3章和第9章由張鐘澍編寫。全書-由徐虹統(tǒng)稿。同時感謝薛筱宇和李代偉為實驗系統(tǒng)所做的貢獻。本書及其實驗系統(tǒng)可作為大專院校計算機及電子類各專業(yè)"操作系統(tǒng)"的實驗教學課程的教材。作為操作系統(tǒng)實驗課程的一個嘗試，本教學實驗系統(tǒng)難免有不夠成熟之處，希望得到兄弟院校及同行的指正幫助，以便改進并對教材進行修訂。編者

作者簡介

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圖書目錄

第一部分 Linux的基本機制和使用方法
第1章 Linux概述
1.1 Linux操作系統(tǒng)簡介
1.1.1 Linux操作系統(tǒng)的發(fā)展
1.1.2 Linux操作系統(tǒng)的特點
1.1.3 目前流行的Linux版本
1.1.4 基于Linux內(nèi)核的操作系統(tǒng)實驗體系
1.2 Linux進程管理
1.2.1 描述進程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
1.2.2 進程調(diào)度
1.2.3 創(chuàng)建進程
1.2.4 進程通信機制
1.3 Linux存儲管理
1.3.1 地址映射
1.3.2 內(nèi)存空間的分配與回收
1.3.3 Linux的頁面交換機制
1.3.4 Linux的高速緩沖機制
1.4 Linux設(shè)備管理
1.4.1 Linux設(shè)備管理結(jié)構(gòu)
1.4.2 I/O控制方式
1.4.3 Linux設(shè)備驅(qū)動程序
1.4.4 字符設(shè)備驅(qū)動程序
1.4.5 塊設(shè)備驅(qū)動程序
1.5 Linux文件系統(tǒng)
1.5.1 Linux文件系統(tǒng)概述
1.5.2 虛擬文件系統(tǒng)VFS
1.5.3 EXT2文件系統(tǒng)
1.5.4 Linux的幾個重要文件系統(tǒng)
第2章 Linux的使用
2.1 安裝Red Hat Linux
2.2 Linux文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.2.1 Linux目錄結(jié)構(gòu)
2.2.2 目錄功能簡介
2.2.3 Linux文件系統(tǒng)的裝載和卸載
2.3 Linux系統(tǒng)的基本操作
2.3.1 Linux系統(tǒng)的啟動與退出
2.3.2 Linux系統(tǒng)對文件和目錄的操作命令
2.3.3 文檔備份與壓縮命令
2.3.4 權(quán)限改變命令
2.3.5 Linux與用戶有關(guān)的命令
2.3.6 Linux系統(tǒng)管理命令
2.3.7 Linux磁盤管理命令
2.3.8 進程管理命令
2.3.9 Linux其他命令
2.4 vi的使用
2.4.1 vi的操作模式
2.4.2 vi的進入與退出
2.4.3 vi的常用命令
2.5 Linux的編譯器gcc
2.6 shell程序設(shè)計
2.6.1 shell程序的編寫和執(zhí)行
2.6.2 shell基礎(chǔ)
2.6.3 程序設(shè)計
2.6.4 shell程序的調(diào)試
第3章進程管理實驗
3.1 實驗目的
3.2 準備知識
3.2.1 基本概念
3.2.2 系統(tǒng)調(diào)用
3.2.3 相關(guān)函數(shù)
3.3 實驗內(nèi)容
3.3.1 編制實現(xiàn)軟中斷通信的程序
3.3.2 編制實現(xiàn)進程的管道通信的程序
3.4 實驗指導
3.4.1 進程的軟中斷通信
3.4.2 進程的管道通信
第4章存儲器管理實驗
4.1 實驗目的
4.2 準備知識
4.3 實驗內(nèi)容
4.4 實驗指導
4.4.1 FIFO頁面置換算法
4.4.2 LRU頁面置換算法
4.4.3 NUR頁面置換算法
4.4.4 OPT頁面置換算法
4.5 參考源程序代碼
4.6 程序運行
第5章用戶接口實驗
5.1 實驗目的
5.2 準備知識
5.2.1 控制臺命令接口
5.2.2 添加系統(tǒng)調(diào)用
5.3 實驗內(nèi)容
5.3.1 控制臺命令接口實驗
5.3.2 系統(tǒng)調(diào)用實驗
5.4 實驗指導
5.4.1 控制臺命令接口實驗指導
5.4.2 系統(tǒng)調(diào)用實驗指導
第6章模塊編程實驗
6.1 實驗目的
6.2 準備知識
6.2.1 模塊的組織結(jié)構(gòu)
6.2.2 模塊的編譯
6.2.3 模塊的加載
6.2.4 模塊的卸載
6.2.5 模塊鏈接到內(nèi)核的示意圖
6.2.6 模塊程序中管理模塊的幾個文件操作
6.3 實驗內(nèi)容
6.3.1 編寫一個簡單的內(nèi)核模塊
6.3.2 模塊加載前后的比較
6.3.3 向模塊中再添加一些新函數(shù)
6.4 實驗指導
6.4.1 一個簡單的內(nèi)核模塊
6.4.2 模塊加載前后的比較
6.4.3 向模塊中添加新函數(shù)
6.4.4 模塊的測試
第二部實驗指導
第7章設(shè)備管理實驗
7.1 實驗目的
7.2 準備知識
7.2.1 設(shè)備驅(qū)動程序簡介
7.2.2 設(shè)備驅(qū)動程序與外界的接口
7.2.3 設(shè)備驅(qū)動程序的組織結(jié)構(gòu)
7.2.4 設(shè)備驅(qū)動程序的代碼
7.3 實驗內(nèi)容
7.3.1 字符類型設(shè)備的驅(qū)動程序
7.3.2 塊類型設(shè)備的驅(qū)動程序
7.4 實驗指導
7.4.1 字符類型設(shè)備驅(qū)動程序
7.4.2 塊類型設(shè)備驅(qū)動程序
7.5 參考源程序代碼
7.5.1 字符設(shè)備驅(qū)動程序
7.5.2 塊設(shè)備驅(qū)動程序
第8章文件系統(tǒng)實驗
8.1 實驗目的
8.2 準備知識
8.2.1 外存管理
8.2.2 目錄管理
8.2.3 文件系統(tǒng)的接口
8.2.4 Linux的EXT2文件系統(tǒng)
8.2.5 可能用到的編程技術(shù)
8.2.6 用內(nèi)存模擬外存
8.3 實驗內(nèi)容
8.4 實驗指導
8.4.1 文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
8.4.2 程序設(shè)計思想
8.4.3 幾個重要的算法處理
8.4.4 程序說明
第9章操作系統(tǒng)構(gòu)成實驗
9.1 實驗目的
9.2 準備知識
9.2.1 Linux操作系統(tǒng)的啟動流程
9.2.2 開機載入程序——引導軟件LILO
9.2.3 Linux根文件系統(tǒng)簡介
9.3 實驗內(nèi)容
9.4 實驗指導
9.4.1 實驗設(shè)計思想
9.4.2 配置新內(nèi)核bzImage
9.4.3 制作啟動盤(Boot盤)
9.4.4 制作根文件系統(tǒng)盤
9.4.5 系統(tǒng)整合
9.4.6 系統(tǒng)測試
參考文獻