操作系統實驗教程及Linux和Windows系統調用編程（簡體書）

《操作系統實驗教程及Linux和Windows系統調用編程》是根據操作系統課程教學大綱的要求，比較系統地介紹對于理解和掌握現代操作系統的功能技術應該進行的一些基本實驗。全書分成4篇共19章。第1篇共5章，介紹Linux的安裝和使用。第2篇共7章，描述理解操作系統原理實現所涉及的基本算法的模擬，結合操作系統理論給出實現操作系統基本功能所涉及的各種數據結構和算法的描述和實現流程，有的算法還給出了實現的源程序示例。第3篇共3章，介紹UNIX和Linux操作系統中進程和線程控制、進程同步和通信及文件系統所涉及的系統調用的API，以及相應的源程序示例。第4篇共4章，介紹Windows 2000/XP操作系統涉及的各部分基本概念和相應的數據結構，包括應用程序基礎和進程控制、線程同步和調度、存儲器管理中的虛擬內存的系統調用及文件系統的系統調用等的API，以及相應的源程序示例。《操作系統實驗教程及Linux和Windows系統調用編程》內容豐富，覆蓋面廣，是一本很好的計算機操作系統實驗指導教材。
《操作系統實驗教程及Linux和Windows系統調用編程》既考慮本科生的實驗要求，又兼顧專科生的實驗環節，也可作為研究生對UNIX、Linux和Windows 2000/XP這些操作系統進行熟悉和編程的參考教材，同時對從事系統軟件開發的人員也是一本較好的參考書。

第1篇 Linux系統的安裝和使用
第1章 Linux系統的安裝和啟動3
1.1 Linux的安裝3
1.1.1 安裝前的準備工作3
1.1.2 創建虛擬機3
1.1.3 安裝Linux4
1.2 系統啟動和用戶管理6
1.2.1 系統的啟動6
1.2.2 系統的關閉7
1.2.3 用戶管理8
1.3 用戶界面10
1.3.1 字符虛擬終端10
1.3.2 圖形用戶界面12
1.4 獲取系統幫助信息13
1.4.1 man命令13
1.4.2 info命令14
1.4.3 apropos命令15
第2章 編譯Linux內核16
2.1 Linux內核及gcc、gnumake版本16
2.2 準備內核源代碼17
2.3 配置內核編譯選項18
2.4 編譯內核和模塊19
2.5 修改啟動設置19
第3章 UNIX/Linux文件系統的shell命令22
3.1 文件系統的安裝和卸載22
3.2 了解Linux文件系統的目錄結構和文件屬性25
3.3 shell中的特殊字符27
3.4 目錄操作28
操作系統實驗教程及Linux和Windows系統調用編程目 錄 3.4.1 創建目錄和刪除目錄28
3.4.2 列出某個目錄下的內容29
3.4.3 改變工作目錄和確定當前所在的目錄位置29
3.4.4 顯示特定目錄的大小29
3.4.5 復制目錄和文件30
3.4.6 目錄和文件的改名和移動30
3.4.7 改變文件或目錄的存取權31
3.4.8 改變文件的所有者和同組用戶32
3.5 文件管理32
3.5.1 連接和顯示文件內容32
3.5.2 統計文件中包含的行、字和字符數34
3.5.3 分類命令34
3.5.4 建立鏈接的命令34
3.5.5 在文件中尋找正文模式35
3.5.6 查找指定的文件36
3.5.7 查找文件的路徑命令37
3.6 輸入輸出重定向和管道操作命令37
3.6.1 輸入輸出的重定向37
3.6.2 管道操作命令38
3.7 文件壓縮命令40
3.8 與進程有關的命令40
3.9 網絡命令41
3.9.1 向特定主機發送ICMP包的命令41
3.9.2 與其他主機建立連接的命令41
3.9.3 遠程文件傳輸命令42
3.9.4 郵件命令42
3.10 編譯和運行程序命令43
3.11 其他常用命令45
3.11.1 清屏命令45
3.11.2 Linux 環境下支持的DOS軟盤命令45
第4章 shell的程序設計46
4.1 了解Linux系統的shell46
4.2 運行shell程序的方法46
4.3 shell程序使用的環境變量和相關命令48
4.3.1 變量的定義命令48
4.3.2 用戶定義的常用環境變量49
4.3.3 輸出環境變量命令export50
4.3.4 位置參數51
4.3.5 shell預定義變量51
4.4 shell語言的控制結構53
4.4.1 測試條件表達式命令 53
4.4.2 循環語句56
4.4.3 case命令57
4.4.4 無條件控制語句break和continue57
4.5 一個典型的.profile文件58
第5章 屏幕編輯程序vi60
5.1 進入和退出vi60
5.2 在屏幕上設置光標61
5.3 在文件中設置光標62
5.4 編輯文本文件63
5.4.1 修改文本文件命令63
5.4.2 檢索、移動和復制文本文件64

第2篇 操作系統模擬算法
第6章 處理機管理69
6.1 實驗目的和要求69
6.2 實驗內容69
6.2.1 設計一個按先來先服務的調度算法實現處理機調度69
6.2.2 設計一個按時間片輪轉法實現處理機調度的程序70
6.2.3 設計一個按優先級調度的算法實現處理機調度70
6.3 按時間片輪轉法進行CPU調度的程序示例71
第7章 死鎖的避免76
7.1 實驗目的和要求76
7.2 用銀行家算法和隨機算法實現資源分配76
7.3 資源分配算法的示例80
第8章 主存空間的分配與回收91
8.1 實驗目的和要求91
8.2 可變式分區管理的主存的分配與回收91
8.2.1 采用首次適應算法管理內存91
8.2.2 采用最佳適應算法實現內存的分配與回收97
8.3 分頁管理的主存分配與回收97
8.3.1 使用位示圖管理主存空間97
8.3.2 采用主存分塊表管理主存98
8.4 Linux系統內存的分配與回收99
8.5 程序示例100
8.5.1 可變分區管理示例100
8.5.2 頁式管理示例104
8.6 實驗題目113
第9章 虛擬存儲器管理114
9.1 實驗目的和要求114
9.2 實驗內容114
9.2.1 模擬請求分頁存儲管理中的硬件地址變換的過程114
9.2.2 采用先進先出(或LRU)算法實現分頁管理的缺頁調度116
第10章 磁盤存儲空間的管理118
10.1 實驗目的和要求118
10.2 實驗內容118
10.2.1 用位示圖管理磁盤空間實現磁盤塊的分配與回收118
10.2.2 采用空白文件目錄管理磁盤空間119
10.2.3 模擬UNIX系統V的空閑塊成組鏈接法實現磁盤
存儲空間的管理120
10.3 實驗題目123
第11章 文件系統124
11.1 實驗目的和要求124
11.2 實驗內容124
11.2.1 采用二級目錄結構實現對磁盤文件管理124
11.2.2 模擬設計MS-DOS操作系統中磁盤文件的存儲結構131
11.2.3 模擬設計便于直接存取的索引文件結構的操作134
11.3 索引文件的示例135
第12章 SPOOLING假脫機輸入輸出技術模擬實驗140
12.1 實驗目的和要求140
12.2 SPOOLING假脫機輸出的程序模擬140
12.3 SPOOLING的模擬程序示例144

第3篇 UNIX和Linux系統調用編程
第13章 進程和線程控制153
13.1 實驗目的和要求153
13.2 進程控制的API153
13.2.1 進程的創建和終止函數153
13.2.2 給進程指定一個新的運行程序的函數exec()158
13.2.3 父進程等待子進程終止160
13.3 UNIX和Linux多線程控制的API162
13.3.1 線程控制接口的API162
13.3.2 多線程同步166
13.3.3 線程同步的綜合示例170
第14章 進程之間的通信177
14.1 實驗目的和要求177
14.2 進程之間管道通信機制177
14.2.1 無名管道通信178
14.2.2 有名管道的通信181
14.3 IPC通信184
14.3.1 IPC資源及其數據結構184
14.3.2 信號量機制185
14.3.3 消息緩沖機制191
14.3.4 共享內存區機制198
第15章 文件系統的操作命令202
15.1 實驗目的和要求202
15.2 文件系統的API202
15.2.1 UNIX和Linux支持的文件類型202
15.2.2 順序文件的系統調用205
15.2.3 文件的隨機存取211
15.3 目錄操作的系統調用212

第4篇 Windows 2000/XP的系統調用編程
第16章 Windows應用程序基礎和進程控制219
16.1 實驗目的和要求219
16.2 應用程序基礎219
16.3 進程控制222
16.3.1 進程控制相關的API222
16.3.2 進程對象相關的函數227
16.3.3 運行進程233
16.3.4 進程終止和進程同步等待238
第17章 Windows線程控制與同步244
17.1 實驗目的和要求244
17.2 線程控制244
17.2.1 線程的創建與終止相關的API245
17.2.2 線程的恢復與掛起249
17.2.3 線程的調度優先級252
17.3 線程同步256
17.3.1 事件256
17.3.2 互斥體和臨界區261
17.3.3 信號量269
17.4 綜合舉例273
第18章 Windows存儲器管理284
18.1 實驗目的和要求284
18.2 虛擬內存機制284
18.2.1 Windows系統機制284
18.2.2 虛擬內存處理的API287
18.3 程序示例291
第19章 Windows文件系統298
19.1 實驗目的和要求298
19.2 文件的輸入輸出298
19.2.1 與文件相關的API298
19.2.2 異步讀寫文件306
19.2.3 創建臨時文件309
19.3 目錄操作312
19.4 文件映射對象318
19.5 郵件槽和命名管道的數據通信324
19.5.1 郵件槽和命名管道通信的基本概念324
19.5.2 利用郵件槽實現數據通信326
19.5.3 采用命名管道實現數據通信332
參考文獻338