本书基本涵盖了作业系统设计原理中的大部分知识点，主要包括计算机系统知识、作业系统基本理论、并行处理技术、存储管理技术、I/O管理技术、作业系统安全知识等内容的介绍。全书共分11章，每章开始部分都给出本章重点提示，在每章内容结束后都有小结以指出本章的学习要点和对知识掌握的要求。在大部分的章节中都包含一定的实践内容，指导读者掌握一定的实用技术，而在每章的最后还附有适量的练习题供读者练习。

为了使读者更好地了解作业系统与计算机的有关知识，本书第1章阐述了计算机系统知识。而第2章则是对作业系统知识的一个总体概述。希望同学们在学习中将这两章作为知识入门来学习，这样可以对作业系统知识有一个比较全面的入门级理解和认识。第3章介绍了一些进行课程设计需要的知识，以帮助读者建立必要的实验环境，为完成后续各章中的实验例子作準备。后面的8章内容都是针对作业系统原理的各个分题由浅至深地进行介绍的，其中的进程概念及进程通信、存储管理、I/O技术、档案管理等是本书介绍的核心内容，应作为重点内容来学习和领会。另外，关于执行绪技术、作业系统安全知识这些在现代作业系统中比较重要的内容，可以根据学生的学习需求情况，适当地进行教学安排。本书的授课可安排40-60学时，另外还应安排20-30学时的实验课时，这样既有助于完成课程中的实验，又能使学生加深对所学知识的理解。

本书适合作为各高等院校的计算机专业或相关专业的本科教材或参考教材，也可以作为从事作业系统设计与系统核心开发人员的参考书籍。阅读本书的读者，最好已经具备了一定的计算机原理和C语言编程的基础知识。另外，由于在本书中大部分的例子都是以Linux和Windows环境为例说明的，所以读者应对Windows 2000/XP及Linux环境的使用有所了解。

第1章计算机组成概述

1.1计算机功能部件

1.1.1处理器

1.1.2存储器

1.1.3输入/输出设备

1.1.4时钟部件

1.1.5系统汇流排

1.1.6硬体组织结构

1.2计算机指令执行

1.2.1指令集与指令操作流程

1.2.2指令执行周期

1.3中断机制

1.3.1中断的作用

1.3.2中断查询机制

1.3.3中断管理程式

1.3.4中断类型及中断处理

1.3.5多中断管理技术

1.4快取机制

1.4.1高速快取的作用

1.4.2具有高速快取的记忆体访问

1.5计算机软体

1.5.1固化软体

1.5.2系统软体

1.5.3工具软体

1.5.4套用软体

1.6本章小结

练习1

第2章作业系统引论

2.1对作业系统的基本认识

2.1.1用户均需了解作业系统

2.1.2构建作业系统目标

2.1.3作业系统主要功能

2.2作业系统发展历程

2.2.1第1阶段

2.2.2第2阶段

2.2.3第3阶段

2.2.4第4阶段

2.2.5第5阶段

2.3作业系统分类

2.3.1批处理作业系统

2.3.2分时作业系统

2.3.3实时作业系统

2.3.4支持多处理器的作业系统

2.3.5网路作业系统

2.3.6分散式作业系统

2.3.7个人计算机作业系统

2.3.8嵌入式作业系统

2.4作业系统研究技术

2.4.1并行管理技术

2.4.2存储管理技术

2.4.3档案与I/O管理技术

2.4.4调度算法与信息安全控制

2.5作业系统建造结构

2.5.1无结构系统

2.5.2层次结构系统

2.5.3虚拟机结构

2.5.4微核心结构

2.6微机中常见的作业系统

2.6.1MSDOS

2.6.2MicrosoftWindows

2.6.3UNIX作业系统

2.7本章小结

练习2

第3章课程设计基础

3.1构建Linux系统环境

3.1.1Linux系统主要安装步骤

3.1.2配置ADSL和网卡

3.2Linux系统使用简介

3.2.1用户的注册与注销

3.2.2关于账户的管理

3.2.3对用户口令的管理

3.2.4用户组信息

3.2.5shell程式

3.2.6UNIX常用命令介绍

3.3Linux编辑工具vi

3.3.1vi的基本使用方法

3.3.2命令行方式中常用命令介绍

3.3.3末行方式下常用命令介绍

3.3.4进入vi文本插入方式的命令

3.3.5使用vi的注意事项

3.4库函式使用方法

3.4.1glib基本类型定义

3.4.2glib中的宏

3.4.3记忆体管理函式

3.4.4字元串处理函式

3.4.5glib可支持的数据结构

3.4.6GString

3.4.7计时器函式

3.4.8错误处理函式

3.5关于UNIX的系统调用

3.5.1系统调用分类

3.5.2系统调用与库函式的关係

3.6C程式的编译与调试

3.6.1C程式的编译

3.6.2C程式的调试

3.7本章小结

练习3

第4章并行管理单元——进程

4.1进程的概念

4.1.1多道程式的执行环境

4.1.2进程的定义

4.1.3进程的特性

4.1.4进程描述

4.1.5进程与程式的区别

4.2进程的生成与终止

4.2.1进程创建

4.2.2进程终止

4.3进程的状态

4.3.1进程实际执行情况

4.3.2进程基本状态模型

4.3.3进程挂起模型

4.4进程并发执行控制

4.4.1进程并发条件

4.4.2进程并发管理基础

4.4.3实现进程管理的操作

4.5进程套用实践

4.5.1了解UNIX进程管理机制

4.5.2在用户程式中创建进程

4.5.3控制进程执行特定任务

4.5.4控制进程终止

4.5.5控制父子进程同步

4.5.6进程套用综合实践

4.6本章小结

练习4

第5章并行管理单元——执行绪

5.1执行绪的概念

5.1.1执行绪的定义

5.1.2执行绪完成的工作

5.2包含执行绪的进程模型

5.2.1单执行绪进程模型

5.2.2多执行绪进程模型

5.3对执行绪的控制与管理

5.3.1多执行绪特性

5.3.2执行绪状态及控制

5.4执行绪管理实现模式

5.4.1用户级执行绪管理模式

5.4.2核心级执行绪管理模式

5.4.3混合型执行绪管理模式

5.5多执行绪编程基础

5.5.1适合多执行绪解决的问题

5.5.2多执行绪编程技术

5.5.3多执行绪标準库套用

5.5.4多执行绪编程规则

5.6多执行绪编程实践

5.6.1用多执行绪提高程式执行效率

5.6.2用多执行绪查询资料库

5.6.3用多执行绪複製档案

5.7本章小结

练习5

第6章并发控制与进程通信

6.1进程同步与互斥

6.1.1进程间的互动

6.1.2进程互斥

6.1.3进程同步

6.2信号量管理技术

6.2.1信号量及信号量操作

6.2.2信号量的公有性及私有性

6.2.3用信号量管理进程互斥

6.3管程

6.3.1管程的基本概念

6.3.2管程内部管理机制

6.4进程通信

6.4.1进程通信分类

6.4.2信号通信方式

6.4.3讯息通信方式

6.4.4共享存储区通信方式

6.5经典IPC问题

6.5.1经典IPC问题——读者写者问题

6.5.2经典IPC问题——哲学家就餐问题

6.6进程通信编程实践

6.6.1实践1——用信号传递实现进程通信

6.6.2实践2——用讯息传递实现进程通信

6.7本章小结

练习6

第7章处理器调度

7.1处理器调度的基本概念

7.1.1处理器调度与作业系统的关係

7.1.2调度所关注的问题

7.2处理器分级调度

7.2.1长程调度

7.2.2中程调度

7.2.3短程调度

7.3衡量处理器调度的标準

7.3.1面向用户的性能指标

7.3.2面向系统的调度指标

7.3.3调度算法评测指标

7.3.4调度指标的量化与计算

7.4处理器调度算法

7.4.1先来先服务(FCFS)

7.4.2短进程优先（SPN）

7.4.3时间片轮转（RR）

7.4.4多级伫列(MLQ)

7.4.5优先权法（PS）

7.4.6多级轮转反馈法(RRMF)

7.4.7调度算法性能比较

7.5死锁问题

7.5.1死锁概述

7.5.2死锁问题分析

7.5.3死锁预防实现方法

7.5.4死锁避免实现方法

7.5.5死锁检测实现方法

7.5.6死锁解决综合方法

7.6UNIX进程调度实例

7.6.1调度时机安排

7.6.2调度标誌设定

7.6.3进程调度策略及优先数计算

7.6.4进程调度实现

7.7本章小结

练习7

第8章存储管理

8.1存储器组成结构

8.1.1存储器配置策略

8.1.2PC存储器结构

8.2地址重定位

8.2.1地址空间

8.2.2地址重定位的意义

8.2.3地址重定位的实现

8.3进程交换技术

8.3.1进程交换的意义

8.3.2用位示图控制交换

8.3.3用鍊表实现交换

8.4分区存储管理

8.4.1单一分区存储管理

8.4.2多分区管理

8.4.3动态分区管理

8.5分区管理的分配算法

8.5.1分配算法描述

8.5.2算法套用效果

8.6分页管理

8.6.1分页基本思想

8.6.2静态页式管理

8.6.3动态页式管理

8.7段式管理

8.7.1段式管理基本原理

8.7.2段式管理中的地址变换

8.8段页式管理

8.8.1分页与分段的主要特点

8.8.2段页式管理技术

8.9虚拟存储技术

8.9.1局部性原理

8.9.2虚拟存储的基础

8.9.3分页式虚拟存储管理

8.9.4页面置换算法

8.10系统虚拟存储配置实践

8.10.1虚拟存储区的大小

8.10.2调整分页位置

8.10.3虚拟记忆体使用技巧

8.11本章小结

练习8

第9章档案管理系统

9.1档案管理概述

9.1.1信息描述单元

9.1.2档案系统的功能

9.1.3档案命名规则

9.1.4档案分类

9.2档案结构及档案访问

9.2.1档案组织结构

9.2.2档案访问

9.2.3档案的物理存储

9.2.4档案属性及档案控制块

9.3目录管理

9.3.1目录中的信息

9.3.2目录结构

9.4构建磁碟档案系统

9.4.1磁碟分区与格式化

9.4.2建立档案物理存储格式

9.4.3目录存储策略

9.4.4多级目录中档案共享

9.4.5档案系统的分层构造

9.5UNIX档案系统技术介绍

9.5.1UNIX的档案与目录

9.5.2档案系统的安装与卸载

9.5.3UNIX档案系统组成结构

9.5.4UNIX档案存储策略

9.5.5档案访问动态管理

9.5.6UNIX虚拟档案系统

9.6档案管理的系统调用及套用实践

9.6.1系统调用的作用

9.6.2UNIX的档案描述符

9.6.3档案创建及档案连结

9.6.4档案打开及档案关闭

9.6.5对档案的访问操作

9.6.6编程套用实践

9.7本章小结

练习9

第10章I/O技术与设备管理

10.1I/O设备硬体

10.1.1I/O设备分类

10.1.2设备控制器

10.1.3I/O连线埠描述与访问

10.1.4DMA访问机制

10.1.5I/O中断机制

10.2I/O软体设计技术

10.2.1I/O软体的功能

10.2.2程式控制I/O访问方式

10.2.3中断驱动I/O访问方式

10.2.4直接存储器I/O访问方式

10.2.5I/O软体技术的变迁

10.3构建I/O管理子系统

10.3.1I/O子系统设计特点

10.3.2I/O子系统构建结构

10.3.3中断处理程式设计

10.3.4设备驱动程式设计

10.3.5设备无关性设计

10.3.6I/O快取技术

10.4用户层I/O软体设计

10.4.1建立I/O访问库

10.4.2虚拟设备管理

10.5磁碟管理

10.5.1磁碟性能的参数

10.5.2磁碟调度的策略

10.5.3关于磁碟格式化

10.5.4RAID技术

10.6时钟管理

10.6.1时钟硬体组成

10.6.2时钟软体的功能

10.7字元设备管理

10.7.1字元设备接口

10.7.2字元设备输入软体

10.7.3字元设备输出软体

10.8实例介绍——Windows 2000/XP I/O子系统

10.8.1Windows 2000/XP I/O子系统组成结构

10.8.2I/O管理器功能

10.8.3PnP管理器功能

10.9实例介绍——Linux I/O子系统

10.9.1特殊档案及其作用

10.9.2设备驱动程式与核心接口

10.9.3字元设备管理

10.9.4块设备管理

10.10本章小结

练习10

第11章作业系统安全性

11.1作业系统安全基本知识

11.1.1威胁系统安全的人

11.1.2安全管理的目标

11.1.3作业系统安全性原则

11.1.4系统级安全措施

11.2数字加密技术

11.2.1数字加密含义

11.2.2数字签名

11.3用户身份验证技术

11.3.1用户口令验证

11.3.2对用户持有物件的验证

11.3.3人体生物识别技术

11.4病毒攻击方式分析

11.4.1植入系统内部的危害

11.4.2来自系统外部的危害

11.4.3病毒藏匿与引发

11.4.4病毒传播

11.5作业系统安全与反入侵技术

11.5.1构建安全的作业系统

11.5.2系统运行中的反入侵策略

11.5.3常用病毒防範技术

11.5.4避免病毒感染措施

11.6本章小结

练习11

参考文献