操作系統(tǒng)實驗教程

內(nèi)容概要

本書是“操作系統(tǒng)”課程的輔助教材，通過其中的實驗可加深對本課程概念的理解。全書共分為10章，從設(shè)計一個簡單的操作系統(tǒng)引導程序開始，指導學生初步理解操作系統(tǒng)的設(shè)計原理和過程，使學生能夠掌握簡單的Shell編程，掌握進程、線程、進程管理、進程調(diào)度和進程通信等基本概念和技術(shù)，掌握內(nèi)存管理基本概念和技術(shù)，掌握文件操作和磁盤調(diào)度的基本原理。    本書的實驗以Linux操作系統(tǒng)為主。因為Linux是開放源碼的，因此，在本書附錄中給出了Linux0.11的部分源碼分析，可以讓讀者得以一窺操作系統(tǒng)的內(nèi)部實現(xiàn)機制。    書中的實驗題目具有獨立性，并且對每個實驗中用到的知識，在前面都給予描述和指導，這樣有利于讀者通過自學掌握實驗教程中的技術(shù)和方法。    本書可作為高等院校計算機及相關(guān)專業(yè)“操作系統(tǒng)”課程實驗的輔助教材，也可作為讀者學習操作系統(tǒng)技術(shù)的實驗指導教程。

書籍目錄

第1章  引導操作系統(tǒng)的過程  1.1  實驗目的  1.2  預備知識  1.3  實驗內(nèi)容    1.3.1  簡單匯編程序設(shè)計    1.3.2  查看啟動記錄    1.3.3  修改啟動記錄    1.3.4  用NASMW編譯一個自己的啟動程序（.bin文件）第2章  Linux基本環(huán)境  2.1  實驗目的  2.2  預備知識    2.2.1  Linux的安裝    2.2.2  Linux 命令行（Shell環(huán)境）    2.2.3  文件系統(tǒng)命令    2.2.4  用戶及系統(tǒng)管理常用命令    2.2.5  網(wǎng)絡(luò)操作常用命令    2.2.6  Linux下軟件安裝    2.2.7  使用編輯器vi 編輯文件    2.2.8  GCC編譯器    2.2.9  Gdb調(diào)試器    2.2.10  編寫包含多文件的Makefile  2.3  實驗內(nèi)容    2.3.1  Linux基本操作練習    2.3.2  Makefile的應用第3章  Shell編程  3.1  實驗目的  3.2  預備知識    3.2.1  Shell概述    3.2.2  Shell的特點和命令行書寫規(guī)則    3.2.3  常用Shell類型  3.3  實驗內(nèi)容    3.3.1  簡單Shell 程序設(shè)計    3.3.2  Shell腳本的建立和執(zhí)行    3.3.3  Shell變量    3.3.4  Shell中的特殊字符    3.3.5  表達式的比較    3.3.6  控制結(jié)構(gòu)    3.3.7  綜合應用第4章  進程管理  4.1  實驗目的  4.2  預備知識    4.2.1  進程相關(guān)基本概念    4.2.2  Linux下系統(tǒng)調(diào)用    4.2.3  Windows下的系統(tǒng)調(diào)用    4.2.4  進程調(diào)度算法  4.3  實驗內(nèi)容    4.3.1  進程的創(chuàng)建    4.3.2  進程的控制    4.3.3  文件的加鎖、解鎖    4.3.4  Windows下的進程管理    4.3.5  進程調(diào)度模擬算法第5章  進程間通信  5.1  實驗目的  5.2  預備知識    5.2.1  管道    5.2.2  消息    5.2.3  共享內(nèi)存    5.2.4  信號機制  5.3  實驗內(nèi)容    5.3.1  進程的管道通信    5.3.2  消息的創(chuàng)建、發(fā)送和接收    5.3.3  共享存儲區(qū)的創(chuàng)建、附接和段接    5.3.4  消息隊列和共享存儲區(qū)性能比較    5.3.5  信號機制舉例第6章  進程（或線程）同步與多線程編程  6.1  實驗目的  6.2  預備知識    6.2.1  進程（或線程）同步概述    6.2.2  線程概述  6.3  實驗內(nèi)容    6.3.1  生產(chǎn)者?消費者問題    6.3.2  進程、線程綜合應用第7章  死鎖避免——銀行家算法  7.1  實驗目的  7.2  預備知識    7.2.1  死鎖的概念    7.2.2  死鎖預防    7.2.3  死鎖避免  7.3  實驗內(nèi)容    7.3.1  實現(xiàn)銀行家算法所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)    7.3.2  銀行家算法    7.3.3  源程序清單    7.3.4  設(shè)計輸入數(shù)據(jù)、驗證銀行家算法第8章  存儲管理  8.1  實驗目的  8.2  預備知識  8.3  實驗內(nèi)容    8.3.1  可變分區(qū)主存分配和回收    8.3.2  請求頁式存儲管理第9章  文件操作  9.1  實驗目的  9.2  預備知識  9.3  實驗內(nèi)容第10章  磁盤調(diào)度  10.1  實驗目的  10.2  預備知識  10.3  實驗內(nèi)容附錄A  80386基礎(chǔ)附錄B  操作系統(tǒng)練習題與參考答案附錄C  綜合測試題及其參考答案附錄D  操作系統(tǒng)自測題附錄E  Linux0.11系統(tǒng)引導程序附錄F  Linux0.11進程調(diào)度附錄G  Linux0.11中信號的處理附錄H  Linux0.11的內(nèi)存管理參考文獻

章節(jié)摘錄

第1章　引導操作系統(tǒng)的過程1.1 實驗目的1.　通過簡單匯編程序設(shè)計及DEBUG調(diào)試程序的使用，了解學習操作系統(tǒng)課程必備的基礎(chǔ)知識（計算機體系結(jié)構(gòu)、CPU、內(nèi)存、BIOS等）。2.　能夠在軟盤上創(chuàng)建一個簡單的系統(tǒng)引導程序。1.2　預備知識本節(jié)通過學習DOS的啟動程序，了解操作系統(tǒng)的啟動順序，然后仿照DOS的啟動程序設(shè)計自己的啟動程序。首先說明當按下電源按鈕后，計算機都做了什么？當按下計算機電源按鈕時，同這個按鈕相連的電線就會送出一個電信號給主板，主板將此電信號傳給供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)開始為整個系統(tǒng)供電，同時送出一個電信號給BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)），通知BIOS供電系統(tǒng)已經(jīng)準備完畢。隨后，BIOS啟動一個程序，進行主機自檢。主機自檢的主要工作是確保系統(tǒng)的每一部分都得到了電源支持，內(nèi)存儲器、主板上的其他芯片、鍵盤、鼠標、磁盤控制器及一些I／O端口正常可用。此后，自檢程序?qū)⒖刂茩?quán)交還給BIOS。此時，BIOS開始啟動操作系統(tǒng)。BIOS首先訪問啟動盤的第1個扇區(qū)（0磁道，1扇區(qū)，一共是512字節(jié)），這一部分稱為DOS啟動記錄（DOS Boot Record，DBR）。BIOS將這第一扇區(qū)中的內(nèi)容調(diào)入內(nèi)存的0x7c00地址處，然后BIOS把控制權(quán)限交給這段引導程序。這是啟動系統(tǒng)的第一關(guān)，引導程序通常會簡單地執(zhí)行一些指令，如輸出一段文字、顯示一個啟動界面等。但最重要的是，引導程序?qū)右粋€更大的程序——操作系統(tǒng)內(nèi)核。之后，系統(tǒng)將控制權(quán)交給操作系統(tǒng)?，F(xiàn)在我們的任務(wù)就是寫這樣一個引導程序，用它來引導（或者稱為啟動）計算機。

編輯推薦

《高等院校計算機實驗與實踐系列示范教材?操作系統(tǒng)實驗教程》由清華大學出版社出版。

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