操作系統(tǒng)實(shí)用教程

前言

　　操作系統(tǒng)課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)課程，是計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的必修課。開(kāi)設(shè)本實(shí)驗(yàn)課的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，促進(jìn)理論與實(shí)踐的結(jié)合。本書(shū)通過(guò)兩個(gè)著名的操作系統(tǒng)Windows和Linux各自的編程接口，提供一些編程實(shí)例，使學(xué)生熟悉對(duì)操作系統(tǒng)程序接口的使用，并了解如何模擬操作系統(tǒng)原理的實(shí)現(xiàn)，加深對(duì)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法的理解，使學(xué)生在程序設(shè)計(jì)方面能夠得到基本的訓(xùn)練?！　〔僮飨到y(tǒng)本身的構(gòu)造十分復(fù)雜，如何在有效的時(shí)間內(nèi)，使學(xué)生既能了解其實(shí)現(xiàn)原理，又能對(duì)原理部分進(jìn)行有效的實(shí)踐，是操作系統(tǒng)教學(xué)一直在探索的內(nèi)容。本書(shū)從基本原理出發(fā)，提供了不同類型的上機(jī)實(shí)習(xí)題。每個(gè)實(shí)習(xí)題都配有測(cè)試通過(guò)的源程序代碼供讀者參考，也對(duì)實(shí)習(xí)題的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的講解和指導(dǎo)?！　”緯?shū)的使用對(duì)象是針對(duì)普通高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，或者是具有一些操作系統(tǒng)基本知識(shí)并想進(jìn)一步了解程序設(shè)計(jì)以及操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的讀者。實(shí)驗(yàn)的環(huán)境是Windows操作系統(tǒng)或者是Linux操作系統(tǒng)。Windows操作系統(tǒng)已經(jīng)很普及，但是對(duì)于Linux操作系統(tǒng)并不是每個(gè)用戶都有所了解，僅是有具體應(yīng)用目的或者對(duì)Linux感興趣的人才會(huì)去接觸Linux。所以，在附錄B中為讀者提供了有關(guān)Linux的安裝知識(shí)和常用命令。而對(duì)Windows的使用，我們便主觀地認(rèn)為學(xué)生已經(jīng)熟知了它的使用，所以在介紹實(shí)驗(yàn)方法時(shí)，只重點(diǎn)介紹編程工具的使用過(guò)程以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本身的內(nèi)容。　　在Windows的實(shí)驗(yàn)中，重點(diǎn)放在對(duì)Windows的應(yīng)用程序接口API的使用上。利用這些與操作系統(tǒng)原理直接相關(guān)的API，編寫(xiě)一些實(shí)踐操作系統(tǒng)概念的實(shí)例，便于對(duì)抽象概念的理解和具體化；通過(guò)閱讀本書(shū)提供的實(shí)例程序代碼，使讀者得到編程方面的體驗(yàn)和訓(xùn)練?！　≡贚inux的實(shí)驗(yàn)中，基本上也是在系統(tǒng)調(diào)用的層次上對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，所不同的是Linux是開(kāi)放源代碼的自由軟件，讀者可以很方便地得到Linux操作系統(tǒng)的全部源代碼。比如常用的由Red Hat Software公司提供的Red Hat Linux，既可從網(wǎng)站上下載，也可從一般的書(shū)店中買(mǎi)到安裝光盤(pán)。Linux是深入學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的有利環(huán)境，通過(guò)對(duì)Linux的不斷了解，不僅可以深入學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和技巧，還可以在互聯(lián)網(wǎng)上與熱衷于編程的人探討與Linux相關(guān)的技術(shù)難題。如今的筆記本電腦已經(jīng)十分普及，從而使Linux的實(shí)驗(yàn)環(huán)境可以隨讀者的筆記本電腦安裝并建立。　　本書(shū)在Windows環(huán)境下提供了四個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別是關(guān)于操作系統(tǒng)命令接口的設(shè)計(jì)、進(jìn)程調(diào)度、虛存管理以及文件管理方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容?！　≡贚inux環(huán)境下提供了四個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別是關(guān)于操作系統(tǒng)的命令接口程序shell的編制、虛存管理、作業(yè)控制系統(tǒng)以及文件系統(tǒng)方面的實(shí)例。　　書(shū)中有些實(shí)驗(yàn)題目是基于北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院操作系統(tǒng)課設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，書(shū)中配備的實(shí)驗(yàn)源程序有一部分來(lái)自于學(xué)生提交的實(shí)際作業(yè)?？紤]到實(shí)驗(yàn)的覆蓋面，在附錄中增加了存儲(chǔ)管理以及命令接口設(shè)計(jì)等方面的實(shí)驗(yàn)實(shí)例供讀者參考和學(xué)習(xí)?！　”緯?shū)的Windows實(shí)驗(yàn)部分由羅曉峰執(zhí)筆，Linux的實(shí)驗(yàn)部分由李鵬和羅曉峰執(zhí)筆，任愛(ài)華完成全書(shū)的統(tǒng)稿、編寫(xiě)和審校工作。參與本書(shū)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工作的還有李萌、張愷、張曉敏、原攀峰、郝美玲、胡寶雷、郭威、叢佩政、張迪、茹曉毅、佘世偉、楊洋、鄭志明等?！　∠抻诰幷咚?，錯(cuò)誤和不妥之處在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　操作系統(tǒng)課的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)一直是操作系統(tǒng)教學(xué)的難點(diǎn)。本書(shū)通過(guò)Windows和Linux兩個(gè)操作系統(tǒng)各自的編程接口，提供一些編程實(shí)例，以此加深學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理的領(lǐng)會(huì)和對(duì)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法的理解，并且使學(xué)生在程序設(shè)計(jì)方面能夠得到基本的訓(xùn)練?！　”緯?shū)提供了操作系統(tǒng)接口的設(shè)計(jì)實(shí)例以及有關(guān)進(jìn)程調(diào)度、作業(yè)調(diào)度、虛存管理、文件管理、設(shè)備管理等內(nèi)容的實(shí)踐例子。書(shū)中的實(shí)驗(yàn)環(huán)境基于Windows操作系統(tǒng)或者Linux操作系統(tǒng)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)分為六個(gè)部分，即實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)要求、相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)總結(jié)、源程序與運(yùn)行結(jié)果?！　”緯?shū)的使用對(duì)象是普通高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，或者是具有一些操作系統(tǒng)基本知識(shí)并想進(jìn)一步了解程序設(shè)計(jì)以及操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的讀者，也可作為普通高等院校操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

實(shí)驗(yàn)一  命令解釋程序　1.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.2  實(shí)驗(yàn)要求　　1.2.1  基本要求　　1.2.2  進(jìn)一步要求　　1.2.3  實(shí)驗(yàn)步驟建議　1.3  相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)　　1.3.1  命令解釋程序與內(nèi)核的關(guān)系　　1.3.2  系統(tǒng)調(diào)用　　1.3.3  重要API的使用說(shuō)明　1.4  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　　1.4.1  重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　1.4.2  程序?qū)崿F(xiàn)　1.5  實(shí)驗(yàn)總結(jié)　1.6  源程序與運(yùn)行結(jié)果　　1.6.1  程序源代碼　　1.6.2  程序運(yùn)行結(jié)果　　1.6.3  實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板實(shí)驗(yàn)二  虛存管理（Windows）　2.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.2  實(shí)驗(yàn)要求　　2.2.1  基本要求　　2.2.2  進(jìn)一步要求　2.3  相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)　　2.3.1  虛擬存儲(chǔ)器　　2.3.2  頁(yè)式存儲(chǔ)管理方式　　2.3.3  Windows中的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)　2.4  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　　2.4.1  重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　2.4.2  程序?qū)崿F(xiàn)　2.5  實(shí)驗(yàn)總結(jié)　2.6  源程序與運(yùn)行結(jié)果　　2.6.1  程序源代碼　　2.6.2  程序運(yùn)行結(jié)果實(shí)驗(yàn)三  進(jìn)程調(diào)度　3.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.2  實(shí)驗(yàn)要求　　3.2.1  基本要求　　3.2.2  進(jìn)一步要求　3.3  相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)　　3.3.1  進(jìn)程調(diào)度　　3.3.2  Windows中的進(jìn)程和線程　　3.3.3  相關(guān)Win32 API介紹　3.4  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　　3.4.1  重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　3.4.2  程序?qū)崿F(xiàn)　3.5  實(shí)驗(yàn)總結(jié)　3.6  源程序與運(yùn)行結(jié)果　　3.6.1  程序源代碼　　3.6.2  程序運(yùn)行結(jié)果實(shí)驗(yàn)四  文件系統(tǒng)　4.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.2  實(shí)驗(yàn)要求　　4.2.1  基本要求　　4.2.2  進(jìn)一步要求　4.3  相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)　　4.3.1  Windows的文件系統(tǒng)　　4.3.2  FAT16文件系統(tǒng)　　4.3.3  相關(guān)API函數(shù)說(shuō)明　4.4  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　　4.4.1  重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　4.4.2  程序?qū)崿F(xiàn)　　4.4.3  編譯及運(yùn)行　4.5  實(shí)驗(yàn)總結(jié)　4.6  源程序與運(yùn)行結(jié)果　　4.6.1  程序源代碼　　4.6.2  程序運(yùn)行結(jié)果實(shí)驗(yàn)五  shell程序　5.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.2  實(shí)驗(yàn)要求　　5.2.1  基本要求　　5.2.2  進(jìn)一步要求　　5.2.3  實(shí)驗(yàn)步驟建議　5.3  相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)　　5.3.1  shell與內(nèi)核的關(guān)系　　5.3.2  系統(tǒng)調(diào)用　　5.3.3  Lex和YACC介紹　5.4  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　　5.4.1  重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　5.4.2  程序?qū)崿F(xiàn)　5.5  實(shí)驗(yàn)總結(jié)　5.6  源程序與運(yùn)行結(jié)果　　5.6.1  程序源代碼　　5.6.2  程序運(yùn)行結(jié)果實(shí)驗(yàn)六  虛存管理（Linux）　6.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.2  實(shí)驗(yàn)要求　　6.2.1  基本要求　　6.2.2  進(jìn)一步要求　6.3  相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)　　6.3.1  存儲(chǔ)管理　　6.3.2  虛擬存儲(chǔ)的功能　　6.3.3  虛擬存儲(chǔ)的抽象模型　　6.3.4  按需裝入頁(yè)面　　6.3.5  頁(yè)面交換　　6.3.6  共享內(nèi)存　　6.3.7  存取控制　　6.3.8  系統(tǒng)頁(yè)表　　6.3.9  頁(yè)面的分配和釋放　　6.3.10  內(nèi)存映射　　6.3.11  缺頁(yè)中斷　6.4  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　　6.4.1  重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　6.4.2  虛存管理程序的實(shí)現(xiàn)　6.5  實(shí)驗(yàn)總結(jié)　6.6  源程序與運(yùn)行結(jié)果　　6.6.1  程序源代碼　　6.6.2  程序運(yùn)行結(jié)果實(shí)驗(yàn)七  作業(yè)調(diào)度　7.1  實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.2  實(shí)驗(yàn)要求　　7.2.1  基本要求　　7.2.2  進(jìn)一步要求　7.3  相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)　　7.3.1  進(jìn)程及作業(yè)的概念　　7.3.2  作業(yè)調(diào)度　　7.3.3  進(jìn)程間通信　7.4  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　　7.4.1  重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　7.4.2  程序?qū)崿F(xiàn)　7.5  實(shí)驗(yàn)總結(jié)　7.6  源程序與運(yùn)行結(jié)果　　7.6.1  程序源代碼　　7.6.2  程序運(yùn)行結(jié)果實(shí)驗(yàn)八  文件系統(tǒng)附錄A  存儲(chǔ)管理應(yīng)用實(shí)例附錄B  操作系統(tǒng)接口參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　實(shí)驗(yàn)一　命令解釋程序　　1.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　　ふ莆彰罱忉尦绦虻脑O(shè)計(jì)方法?！　　W(xué)習(xí)Windows系統(tǒng)調(diào)用的使用，了解目錄操作、進(jìn)程控制等相關(guān)知識(shí)?！　　だ斫獠l(fā)程序中的同步問(wèn)題?！　　づ囵B(yǎng)C／C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)技能，提高程序設(shè)計(jì)和文檔編寫(xiě)能力。　　·鍛煉團(tuán)隊(duì)成員的交流與合作能力。　　1.2　實(shí)驗(yàn)要求　　1.2.1　基本要求　　本實(shí)驗(yàn)要求實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的命令解釋程序，其設(shè)計(jì)類似于MS-DOS的Command程序，程序應(yīng)當(dāng)具有如下一些重要特征：　　·能夠執(zhí)行cd、dir、tasklist、taskkill、history、exit等內(nèi)部命令?！　　つ軌騽?chuàng)建前臺(tái)進(jìn)程和后臺(tái)進(jìn)程?！　〈送猓€應(yīng)做到：　　·使用VC建立工程?！　　ぬ峁┣逦?、詳細(xì)的設(shè)計(jì)文檔和解決方案?！　”緦?shí)驗(yàn)的具體要求如下：　?。?）參考Command命令解釋程序，采用控制臺(tái)命令行輸入，命令提示行是當(dāng)前目錄與提示符“>”，在提示符后輸入命令，執(zhí)行結(jié)果在控制臺(tái)中顯示，如圖1-l所示。　?。?）實(shí)現(xiàn)以下內(nèi)部命令?！　　d切換目錄?！　　ir顯示指定目錄下的文件、目錄及磁盤(pán)空間等相關(guān)信息。　　·tasklist顯示系統(tǒng)當(dāng)前進(jìn)程信息，包括進(jìn)程標(biāo)識(shí)符pid、線程數(shù)、進(jìn)程名等。　　·taskkill結(jié)束系統(tǒng)中正在運(yùn)行的進(jìn)程，須提供進(jìn)程標(biāo)識(shí)pid?！　　istory顯示控制臺(tái)中曾經(jīng)輸入過(guò)的命令?！　　xit退出控制臺(tái)?！　。?）對(duì)前臺(tái)進(jìn)程和后臺(tái)進(jìn)程的操作?！　”緦?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的命令解釋程序可以將進(jìn)程放在前臺(tái)執(zhí)行或者后臺(tái)執(zhí)行。

編輯推薦

　　《操作系統(tǒng)實(shí)用教程（第3版）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》為配合普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材、北京市精品教材《操作系統(tǒng)實(shí)用教程（第三版）》而編寫(xiě)《操作系統(tǒng)實(shí)用教程（第3版）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》從操作系統(tǒng)的基本原理出發(fā)，分別以Windows和Linux兩個(gè)操作系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)環(huán)境，采用各自的編程接口，提供了不同類型的上機(jī)實(shí)驗(yàn)題每個(gè)實(shí)驗(yàn)分為六個(gè)部分，即實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)要求、相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)總結(jié)、源程序與運(yùn)行結(jié)果書(shū)中針對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)題目的設(shè)計(jì)都進(jìn)行了詳細(xì)的講解和指導(dǎo)，所有的源程序代碼均通過(guò)測(cè)試附錄B中為讀者提供了有關(guān)Linux的安裝知識(shí)和常用命令，便于使用Linux操作系統(tǒng)的讀者參考。

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