操作系统是计算机系统的核心和灵魂，是其他软件运行的支撑环境，其性能的优劣直接影响整个计算机系统的性能。本书采用理论与实践相结合的方式，系统地介绍了现代操作系统的经典理论和最新应用技术，选择具有代表性的主流操作系统Linux和Windows作为案例贯穿全书。 全书共分8章，基本覆盖了操作系统系统的基本概念、设计原理和实现技术，尽可能系统全面地介绍了现代操作系统的基本原理和实现技术。其中，第1章介绍了操作系统的概念、发展历史、操作系统结构和设计的相关问题；第2章讨论了操作系统的工作环境和用户界面；第3章和第4章详细阐述了处理器管理、进程同步、通信机制及死锁；第5章～第7章分别介绍了操作系统的存储管理、文件管理和设备管理功能；第8章分析了操作系统的安全和保护问题。

选择具有代表性的主流操作系统Linux和Windows作为案例贯穿全书，系统地介绍了现代操作系统的经典理论和最新应用技术。

曾宪权，许昌学院副教授，计算机系主任，学科带头人，主要研究Linux操作系统及其原理，发表过多篇论文，其中核心期刊论文5篇，出版过多部教材。

第1章 操作系统概论11.1 概述11.1.1 操作系统的地位11.1.2 操作系统的目标31.1.3 操作系统的作用31.1.4 操作系统的特征41.1.5 操作系统的功能61.2 操作系统的形成和发展81.2.1 人工操作阶段81.2.2 管理程序阶段91.2.3 多道批处理101.2.4 分时系统与实时系统的出现121.2.5 操作系统的进一步发展14案例研究：Linux和Windows操作系统161.3 操作系统结构181.3.1 操作系统的设计181.3.2 操作系统结构的类型19案例研究：Windows Vista和Linux系统结构231.4 总结与提高25习题125第2章 操作系统用户工作环境的界面262.1 操作系统用户工作环境262.1.1 操作系统的工作模式272.1.2 系统的生成282.1.3 系统的启动28案例研究：Linux系统启动过程291.2 操作系统用户界面312.2.1 操作系统提供的服务312.2.2 命令接口32案例研究：Linux系统的Shell程序332.2.3 图形用户接口34案例研究：Windows Explore VS. Linux Shell342.2.4 程序接口35案例研究：Linux操作系统的系统调用号和系统调用表392.3 总结与提高40习题241实验1 向Linux内核增加系统调用41第3章 处理器管理453.1 进程的概述453.1.1 程序的执行方式453.1.2 进程的概念463.1.3 进程的状态483.1.4 进程描述50实例分析：Linux系统的进程523.2 进程的控制553.2.1 进程控制机构553.2.2 进程操作56实例研究：在Linux和Windows系统中创建进程573.3 线程603.3.1 线程的概念603.3.2 线程的实现623.3.3 多线程模型643.3.4 线程池65实例研究：Windows Server 2003和Linux线程663.4 处理器调度693.4.1 处理器调度的层次693.4.2 进程调度703.4.3 选择调度算法的准则713.5 调度算法723.5.1 先来先服务调度算法723.5.2 最短作业优先调度算法733.5.3 优先级调度算法733.5.4 轮转法调度743.5.5 多级队列调度753.5.6 多级反馈队列调度763.5.7 高响应比优先调度773.6 多处理器调度和实时调度773.6.1 多处理器调度773.6.2 实时调度78实例研究：Windows Server 2003 和Linux进程调度783.7 总结与提高82习题383实验2 Shell编程84实验3 Windows多线程控制台程序87第4章 进程同步与死锁914.1 进程同步和互斥914.1.1 进程的同步924.1.2 进程的互斥924.1.3 信号量机制944.2 经典同步问题1004.2.1 生产者－消费者问题1004.2.2 读者－写者问题1024.2.3 哲学家进餐问题1034.2.4 理发师问题1044.3 管程1054.3.1 管程的基本概念1054.3.2 条件变量1064.3.3 利用管程解决生产者－消费者问题1074.4 操作系统同步实例分析1084.4.1 Windows Server 2003中的进程同步1094.4.2 Linux中的进程同步1104.5 进程通信1114.5.1 进程通信的方式1114.5.2 消息传递系统1124.5.3 消息缓冲队列通信机制1154.5.4 客户机/服务器系统通信116实例研究：Windows和Linux系统进程通信机制1184.6 死锁1274.6.1 死锁的概念1274.6.2 死锁产生的原因和必要条件1284.6.3 死锁的描述1294.6.4 处理死锁的方法1314.7 死锁的预防和避免1314.7.1 死锁的预防1314.7.2 死锁的避免1334.8 死锁的检测和解除1374.8.1 死锁的检测1374.8.2 死锁的解除1404.9 总结与提高141习题4142实验4 有限缓冲区问题144第5章 存储管理1495.1 存储管理的功能1495.1.1 用户程序的处理过程1505.1.2 存储管理的功能1515.2 连续内存分配技术1555.2.1 分区管理基本原理1555.2.2 分区的分配与回收1575.2.3 碎片问题1595.3 内存不足时的管理1605.3.1 覆盖1605.3.2 交换161实例分析：UNIX和Windows 2000中的交换技术1625.4 基本分页存储管理技术1625.4.1 分页存储管理的基本原理1635.4.2 地址映射1645.4.3 页表的结构1665.4.4 页面的共享1675.5 分段存储管理技术1685.5.1 分段存储管理的基本原理1685.5.2 地址转换1695.5.3 段的共享和保护1695.5.4 段页式存储管理171段页式技术实例：Intel Pentium处理器1735.6 虚拟存储器1745.6.1 虚拟内存1755.6.2 虚拟内存的特征1765.7 请求分页存储管理技术1765.7.1 请求分页存储管理基本原理1765.7.2 页面置换算法1785.7.3 页面分配和置换1845.7.4 工作集模型1865.8 存储管理实例1875.8.1 Windows Server 2003内存管理1875.8.2 Linux操作系统的存储管理1915.9 总结与提高198习题5198第6章 文件管理2016.1 文件的概念2016.1.1 文件及其分类2016.1.2 文件属性2036.1.3 文件组织2036.1.4 文件访问方法2056.2 目录结构2066.2.1 文件控制块和文件目录2066.2.2 单级目录2086.2.3 二级目录2086.2.4 树形目录209实例研究：DOS和UNIX的目录结构2116.2.5 目录的实现2126.3 文件和目录操作2136.3.1 文件操作213实例研究：Linux和Windows 系统的文件操作2146.3.2 目录操作2186.4 文件系统实现2186.4.1 文件系统结构2196.4.2 文件系统的实现2206.4.3 文件存储空间的分配2216.4.4 空闲空间的管理2266.5 文件共享和保护2286.5.1 文件的共享229实例研究：Linux中的文件共享2306.5.2 文件的保护2316.5.3 文件系统的可靠性2326.6 Windows和Linux的文件系统2336.6.1 Windows Server 2003文件管理2336.6.2 Linux文件管理2396.7 总结与提高244习题6245实验5 简单文件系统的实现246第7章 设备管理2507.1 设备管理的概念2507.1.1 设备的分类2507.1.2 设备管理的功能和任务2517.1.3 I/O系统结构2527.1.4 设备控制器2527.2 I/O控制方式2547.2.1 轮询方式2547.2.2 中断方式2557.2.3 DMA方式2567.2.4 通道控制方式2587.3 中断技术2607.3.1 中断的基本概念2607.3.2 中断的分类与优先级2617.3.3 软中断2617.3.4 中断处理过程2627.4 缓冲技术2637.4.1 缓冲的引入2637.4.2 缓冲的种类2637.4.3 缓冲池的管理2647.5 设备分配2667.5.1 设备分配的数据结构2667.5.2 设备分配的原则和策略2677.5.3 设备分配技术2697.5.4 SPOOLing系统2697.6 I/O软件原理2707.6.1 I/O软件的设计目标和原则2717.6.2 I/O中断处理程序2717.6.3 设备驱动程序2717.6.4 与硬件无关的I/O软件2737.6.5 用户空间的I/O软件2747.7 磁盘调度和管理2757.7.1 磁盘的结构2757.7.2 磁盘调度2767.7.3 磁盘管理2807.8 Windows I/O系统和Linux 的设备管理2817.8.1 Windows Server 2003的I/O系统2817.8.2 Linux的设备管理2857.9 总结与提高287习题7288实验6 软盘驱动程序2