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Linux操作系統：基礎、原理與應用(第2版)（簡體書）
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目次
商品簡介
本書以理論結合實踐，注重應用為原則，全面、系統地講述操作系統的基本原理，並將其與Linux的實現和應用技術緊密結合。全書內容分為3部分：第1部分為基礎篇，包括Linux系統概述、Linux系統的操作基礎、vi文本編輯器的使用以及Linux C編程基礎；第2部分為原理篇，介紹操作系統的基本原理和Linux內核實現技術，包括進程管理、存儲管理、文件管理、設備管理和操作系統接口；第3部分為應用篇，包括Shell程序設計、Linux系統管理和網絡與通信應用。
目次
第1部分 基礎篇
第1章操作系統概述/ 3
1.1 認識操作系統 3
1.1.1 操作系統的概念 3
1.1.2 操作系統的功能 4
1.2 操作系統的發展與現狀 5
1.2.1 操作系統的發展 5
1.2.2 操作系統的分類與現狀 7
1.3 Linux操作系統概述 11
1.3.1 Linux的發展背景與歷史 11
1.3.2 Linux操作系統的特點 13
1.3.3 Linux操作系統的組成 14
1.3.4 Linux操作系統的版本 14
1.3.5 Linux操作系統的應用與發展 17
習題 17
第2章Linux操作基礎/ 18
2.1 Linux基本操作 18
2.1.1 登錄 18
2.1.2 修改口令 19
2.1.3 退出 20
2.1.4 系統的關閉與重啟 20
2.2 Linux命令 20
2.2.1 命令的格式 21
2.2.2 命令的輸入與執行 21
2.2.3 幾個簡單命令 22
2.2.4 聯機幫助 25
2.3 Linux文件操作 25
2.3.1 Linux系統的文件 26
2.3.2 Linux系統的目錄 32
2.3.3 常用的目錄操作命令 33
2.3.4 常用的文件操作命令 37
2.4 輸入輸出重定向 53
2.4.1 命令的輸入與輸出 53
2.4.2 輸入重定向 54
2.4.3 輸出重定向 55
2.4.4 管道 59
習題 61
第3章vi文本編輯器/ 63
3.1 vi文本編輯器概述 63
3.1.1 vi文本編輯器介紹 63
3.1.2 vi的工作模式 64
3.1.3 vi的基本工作流程 64
3.2 vi基本命令 65
3.2.1 光標定位與移動 66
3.2.2 文本輸入與刪除 67
3.2.3 文本修改與替換 68
3.2.4 文本複製、粘貼與選擇 69
3.2.5 撤銷與重做 71
3.3 vi常用末行命令 71
3.3.1 搜索與替換命令 71
3.3.2 文件操作與退出命令 73
3.3.3 其他常用命令 73
習題 74
第4章Linux C編程基礎/ 75
4.1 Linux C編程方法概述 75
4.2 gcc編譯基礎 76
4.2.1 gcc編譯過程 76
4.2.2 gcc命令 78
4.2.3 gcc應用舉例 79
4.3 連線手冊 82
習題 82
第2部分 原理篇
第5章進程管理/ 87
5.1 進程 87
5.1.1 程序的順序執行與併發執行 87
5.1.2 進程的概念 89
5.1.3 進程控制塊 91
5.1.4 Linux系統中的進程 92
5.2 進程的運行模式 95
5.2.1 操作系統的內核 95
5.2.2 中斷與系統調用 97
5.2.3 進程的運行模式 98
5.3 進程的描述與組織 98
5.3.1 進程的資源 98
5.3.2 進程的描述結構 100
5.3.3 進程的組織 100
5.4 進程控制 101
5.4.1 進程控制的功能 101
5.4.2 Linux系統的進程控制 102
5.4.3 Shell命令的執行過程 109
5.5 進程調度 110
5.5.1 進程調度的基本原理 110
5.5.2 Linux系統的進程調度 112
5.5.3 Linux系統的進程切換 117
5.6 進程的互斥與同步 120
5.6.1 進程間的制約關係 120
5.6.2 信號量同步機制 121
5.6.3 Linux的信號量機制 123
5.6.4 死鎖問題 124
5.7 進程通信 125
5.7.1 進程通信的方式 126
5.7.2 Linux信號通信原理 127
5.7.3 Linux管道通信原理 132
5.8 線程 132
5.8.1 線程的概念 132
5.8.2 線程與進程的比較 133
5.8.3 內核級線程與用戶級線程 133
5.8.4 Linux系統的線程 134
習題 135
第6章存儲管理/ 137
6.1 存儲管理概述 137
6.1.1 內存的分配與回收 137
6.1.2 存儲地址變換 137
6.1.3 內存的保護 140
6.1.4 內存的擴充 140
6.2 存儲管理方案 141
6.2.1 段式存儲管理 141
6.2.2 頁式存儲管理 143
6.3 虛擬存儲管理 146
6.3.1 虛擬存儲技術 146
6.3.2 頁式虛擬存儲器原理 147
6.4 Linux的存儲管理 150
6.4.1 Linux的內存訪問機制 150
6.4.2 進程地址空間的管理 154
6.4.3 內存空間的管理 159
6.4.4 頁面的交換 162
習題 165
第7章文件管理/ 166
7.1 文件管理技術 166
7.1.1 文件與文件系統 166
7.1.2 文件的邏輯結構與存取方式 168
7.1.3 文件的物理結構與存儲方式 169
7.1.4 文件的共享與保護 173
7.1.5 文件存儲空間的管理 173
7.2 Linux文件系統概述 174
7.2.1 Linux文件系統的特點 174
7.2.2 Linux文件系統的結構 175
7.3 Ext文件系統 177
7.3.1 Ext文件的結構 177
7.3.2 Ext文件系統的磁盤佈局 183
7.3.3 Ext文件存儲分配策略 187
7.4 虛擬文件系統 188
7.4.1 VFS的對象 188
7.4.2 VFS對象的關聯結構 192
7.4.3 VFS文件與進程的接口 192
7.4.4 VFS文件與緩存的接口 194
7.4.5 文件系統的註冊與掛裝 195
7.4.6 文件的操作 196
習題 198
第8章設備管理/ 199
8.1 設備管理概述 199
8.1.1 設備管理的功能 199
8.1.2 設備的分類 200
8.1.3 設備與系統的接口 200
8.1.4 I/O系統的硬件結構 203
8.1.5 I/O系統的軟件結構 204
8.2 設備管理的相關技術 205
8.2.1 中斷技術 205
8.2.2 緩衝與緩存技術 207
8.2.3 DMA技術 209
8.3 I/O控制方式 210
8.3.1 程序控制I/O方式 211
8.3.2 中斷I/O方式 211
8.3.3 DMA方式 212
8.3.4 通道方式 212
8.4 設備的分配與調度 213
8.4.1 設備分配的方法 213
8.4.2 虛擬設備技術 214
8.5 設備的驅動 215
8.5.1 設備的驅動方式 215
8.5.2 驅動程序與中斷處理程序 215
8.6 Linux設備管理 216
8.6.1 Linux設備管理綜述 216
8.6.2 Linux I/O系統的軟件結構 218
8.6.3 Linux的設備管理機制 219
8.6.4 字符設備的管理與驅動 221
8.6.5 塊設備的管理與驅動 222
8.6.6 文件的塊I/O操作 225
8.6.7 Linux的中斷處理 229
習題 233
第9章操作系統接口/ 234
9.1 操作系統接口概述 234
9.1.1 作業與作業調度 234
9.1.2 操作系統的接口 235
9.1.3 Linux系統的接口 236
9.2 Shell命令接口 236
9.2.1 Shell界面的組成 236
9.2.2 Shell的功能 236
9.2.3 Shell的版本 237
9.2.4 Shell的工作流程 238
9.3 Linux圖形用戶界面 239
9.3.1 X Window系統概述 239
9.3.2 X系統的體系結構 240
9.3.3 X圖形界面的組成 242
9.3.4 新一代圖形系統 246
9.3.5 Linux桌面系統簡介 248
9.4 Linux系統調用接口 252
9.4.1 系統調用接口概述 252
9.4.2 系統調用接口的組成 253
9.4.3 系統調用的分類 254
9.4.4 系統調用的執行過程 255
習題 257
第3部分 應用篇
第10章Shell程序設計/ 261
10.1 Shell語言概述 261
10.1.1 Shell語言的特點 261
10.1.2 Shell程序 261
10.1.3 Shell程序的建立與執行 262
10.2 Shell特殊字符 263
10.2.1 通配符 263
10.2.2 輸入輸出重定向與管道符 264
10.2.3 命令執行控制符 266
10.2.4 命令組合符 267
10.2.5 命令替換符 267
10.2.6 其他元字符 268
10.2.7 元字符的引用 268
10.3 Shell變量 269
10.3.1 變量的定義與使用 269
10.3.2 變量的作用域 271
10.3.3 變量的分類 272
10.3.4 環境變量 273
10.3.5 特殊變量 275
10.4 Shell表達式 279
10.4.1 數字運算表達式 279
10.4.2 邏輯測試表達式 281
10.5 Shell控制結構 284
10.5.1 條件與條件命令 284
10.5.2 分支控制命令 284
10.5.3 循環控制命令 286
10.5.4 退出循環命令 288
10.5.5 退出命令 289
10.6 Shell程序綜合舉例 290
習題 293
第11章Linux系統管理/ 295
11.1 系統管理概述 295
11.1.1 系統管理工作的內容 295
11.1.2 系統管理工具 295
11.1.3 root的權威性與危險性 296
11.2 啟動與關閉系統 296
11.2.1 Linux系統的引導方式 296
11.2.2 Linux系統的初始化機制 297
11.2.3 系統的啟動與關閉操作 300
11.3 用戶與用戶組管理 301
11.3.1 用戶與用戶組 301
11.3.2 用戶管理 303
11.3.3 用戶組管理 307
11.3.4 用戶權限管理 307
11.4 文件系統維護 309
11.4.1 文件系統的目錄結構 309
11.4.2 文件存儲設備及命名規則 311
11.4.3 建立文件系統空間 314
11.4.4 建立文件系統 316
11.4.5 掛裝與拆卸文件系統 316
11.4.6 修復文件系統 319
11.5 系統備份 319
11.5.1 備份策略 320
11.5.2 備份命令 320
11.6 系統監控 323
11.6.1 監視用戶的登錄 323
11.6.2 監控進程的運行 324
11.6.3 監視內存的使用 329
11.6.4 監視文件系統的使用 329
11.7 軟件安裝 331
11.7.1 軟件的打包與安裝 331
11.7.2 RPM軟件包管理工具 332
11.7.3 DNF軟件包管理工具 335
習題 337
第12章網絡與通信應用/ 338
12.1 TCP/IP網絡相關概念 338
12.1.1 TCP/IP協議概述 338
12.1.2 IP地址與域名 339
12.1.3 協議端口 340
12.1.4 客戶/服務器軟件模型 341
12.2 Linux網絡應用技術 342
12.2.1 網絡應用軟件概述 342
12.2.2 網絡探詢 343
12.2.3 DNS查詢 344
12.2.4 遠程執行命令 344
12.2.5 文件傳輸 346
12.2.6 電子郵件 347
習題 350
附錄ALinux系統的安裝/ 351
A.1 安裝準備 351
A.1.1 獲得安裝映像 351
A.1.2 確定安裝方式 352
A.2 在虛擬機中安裝Linux系統 352
A.2.1 虛擬機技術簡介 352
A.2.2 安裝虛擬機軟件 353
A.2.3 創建虛擬機 353
A.2.4 在虛擬機中安裝Linux 358
A.3 在硬盤中安裝Linux系統 363
A.3.1 製作安裝引導盤 363
A.3.2 安裝前操作 364
A.3.3 安裝過程 365
A.3.4 設置系統引導 366
附錄BLinux C開發工具簡介/ 369
B.1 Linux C開發環境 369
B.2 make工具介紹 371
B.2.1 makefile文件 372
B.2.2 make命令 374
B.3 調試工具介紹 376
B.3.1 gdb命令 376
B.3.2 gdb的使用 377
參考文獻/ 385
第1章操作系統概述/ 3
1.1 認識操作系統 3
1.1.1 操作系統的概念 3
1.1.2 操作系統的功能 4
1.2 操作系統的發展與現狀 5
1.2.1 操作系統的發展 5
1.2.2 操作系統的分類與現狀 7
1.3 Linux操作系統概述 11
1.3.1 Linux的發展背景與歷史 11
1.3.2 Linux操作系統的特點 13
1.3.3 Linux操作系統的組成 14
1.3.4 Linux操作系統的版本 14
1.3.5 Linux操作系統的應用與發展 17
習題 17
第2章Linux操作基礎/ 18
2.1 Linux基本操作 18
2.1.1 登錄 18
2.1.2 修改口令 19
2.1.3 退出 20
2.1.4 系統的關閉與重啟 20
2.2 Linux命令 20
2.2.1 命令的格式 21
2.2.2 命令的輸入與執行 21
2.2.3 幾個簡單命令 22
2.2.4 聯機幫助 25
2.3 Linux文件操作 25
2.3.1 Linux系統的文件 26
2.3.2 Linux系統的目錄 32
2.3.3 常用的目錄操作命令 33
2.3.4 常用的文件操作命令 37
2.4 輸入輸出重定向 53
2.4.1 命令的輸入與輸出 53
2.4.2 輸入重定向 54
2.4.3 輸出重定向 55
2.4.4 管道 59
習題 61
第3章vi文本編輯器/ 63
3.1 vi文本編輯器概述 63
3.1.1 vi文本編輯器介紹 63
3.1.2 vi的工作模式 64
3.1.3 vi的基本工作流程 64
3.2 vi基本命令 65
3.2.1 光標定位與移動 66
3.2.2 文本輸入與刪除 67
3.2.3 文本修改與替換 68
3.2.4 文本複製、粘貼與選擇 69
3.2.5 撤銷與重做 71
3.3 vi常用末行命令 71
3.3.1 搜索與替換命令 71
3.3.2 文件操作與退出命令 73
3.3.3 其他常用命令 73
習題 74
第4章Linux C編程基礎/ 75
4.1 Linux C編程方法概述 75
4.2 gcc編譯基礎 76
4.2.1 gcc編譯過程 76
4.2.2 gcc命令 78
4.2.3 gcc應用舉例 79
4.3 連線手冊 82
習題 82
第2部分 原理篇
第5章進程管理/ 87
5.1 進程 87
5.1.1 程序的順序執行與併發執行 87
5.1.2 進程的概念 89
5.1.3 進程控制塊 91
5.1.4 Linux系統中的進程 92
5.2 進程的運行模式 95
5.2.1 操作系統的內核 95
5.2.2 中斷與系統調用 97
5.2.3 進程的運行模式 98
5.3 進程的描述與組織 98
5.3.1 進程的資源 98
5.3.2 進程的描述結構 100
5.3.3 進程的組織 100
5.4 進程控制 101
5.4.1 進程控制的功能 101
5.4.2 Linux系統的進程控制 102
5.4.3 Shell命令的執行過程 109
5.5 進程調度 110
5.5.1 進程調度的基本原理 110
5.5.2 Linux系統的進程調度 112
5.5.3 Linux系統的進程切換 117
5.6 進程的互斥與同步 120
5.6.1 進程間的制約關係 120
5.6.2 信號量同步機制 121
5.6.3 Linux的信號量機制 123
5.6.4 死鎖問題 124
5.7 進程通信 125
5.7.1 進程通信的方式 126
5.7.2 Linux信號通信原理 127
5.7.3 Linux管道通信原理 132
5.8 線程 132
5.8.1 線程的概念 132
5.8.2 線程與進程的比較 133
5.8.3 內核級線程與用戶級線程 133
5.8.4 Linux系統的線程 134
習題 135
第6章存儲管理/ 137
6.1 存儲管理概述 137
6.1.1 內存的分配與回收 137
6.1.2 存儲地址變換 137
6.1.3 內存的保護 140
6.1.4 內存的擴充 140
6.2 存儲管理方案 141
6.2.1 段式存儲管理 141
6.2.2 頁式存儲管理 143
6.3 虛擬存儲管理 146
6.3.1 虛擬存儲技術 146
6.3.2 頁式虛擬存儲器原理 147
6.4 Linux的存儲管理 150
6.4.1 Linux的內存訪問機制 150
6.4.2 進程地址空間的管理 154
6.4.3 內存空間的管理 159
6.4.4 頁面的交換 162
習題 165
第7章文件管理/ 166
7.1 文件管理技術 166
7.1.1 文件與文件系統 166
7.1.2 文件的邏輯結構與存取方式 168
7.1.3 文件的物理結構與存儲方式 169
7.1.4 文件的共享與保護 173
7.1.5 文件存儲空間的管理 173
7.2 Linux文件系統概述 174
7.2.1 Linux文件系統的特點 174
7.2.2 Linux文件系統的結構 175
7.3 Ext文件系統 177
7.3.1 Ext文件的結構 177
7.3.2 Ext文件系統的磁盤佈局 183
7.3.3 Ext文件存儲分配策略 187
7.4 虛擬文件系統 188
7.4.1 VFS的對象 188
7.4.2 VFS對象的關聯結構 192
7.4.3 VFS文件與進程的接口 192
7.4.4 VFS文件與緩存的接口 194
7.4.5 文件系統的註冊與掛裝 195
7.4.6 文件的操作 196
習題 198
第8章設備管理/ 199
8.1 設備管理概述 199
8.1.1 設備管理的功能 199
8.1.2 設備的分類 200
8.1.3 設備與系統的接口 200
8.1.4 I/O系統的硬件結構 203
8.1.5 I/O系統的軟件結構 204
8.2 設備管理的相關技術 205
8.2.1 中斷技術 205
8.2.2 緩衝與緩存技術 207
8.2.3 DMA技術 209
8.3 I/O控制方式 210
8.3.1 程序控制I/O方式 211
8.3.2 中斷I/O方式 211
8.3.3 DMA方式 212
8.3.4 通道方式 212
8.4 設備的分配與調度 213
8.4.1 設備分配的方法 213
8.4.2 虛擬設備技術 214
8.5 設備的驅動 215
8.5.1 設備的驅動方式 215
8.5.2 驅動程序與中斷處理程序 215
8.6 Linux設備管理 216
8.6.1 Linux設備管理綜述 216
8.6.2 Linux I/O系統的軟件結構 218
8.6.3 Linux的設備管理機制 219
8.6.4 字符設備的管理與驅動 221
8.6.5 塊設備的管理與驅動 222
8.6.6 文件的塊I/O操作 225
8.6.7 Linux的中斷處理 229
習題 233
第9章操作系統接口/ 234
9.1 操作系統接口概述 234
9.1.1 作業與作業調度 234
9.1.2 操作系統的接口 235
9.1.3 Linux系統的接口 236
9.2 Shell命令接口 236
9.2.1 Shell界面的組成 236
9.2.2 Shell的功能 236
9.2.3 Shell的版本 237
9.2.4 Shell的工作流程 238
9.3 Linux圖形用戶界面 239
9.3.1 X Window系統概述 239
9.3.2 X系統的體系結構 240
9.3.3 X圖形界面的組成 242
9.3.4 新一代圖形系統 246
9.3.5 Linux桌面系統簡介 248
9.4 Linux系統調用接口 252
9.4.1 系統調用接口概述 252
9.4.2 系統調用接口的組成 253
9.4.3 系統調用的分類 254
9.4.4 系統調用的執行過程 255
習題 257
第3部分 應用篇
第10章Shell程序設計/ 261
10.1 Shell語言概述 261
10.1.1 Shell語言的特點 261
10.1.2 Shell程序 261
10.1.3 Shell程序的建立與執行 262
10.2 Shell特殊字符 263
10.2.1 通配符 263
10.2.2 輸入輸出重定向與管道符 264
10.2.3 命令執行控制符 266
10.2.4 命令組合符 267
10.2.5 命令替換符 267
10.2.6 其他元字符 268
10.2.7 元字符的引用 268
10.3 Shell變量 269
10.3.1 變量的定義與使用 269
10.3.2 變量的作用域 271
10.3.3 變量的分類 272
10.3.4 環境變量 273
10.3.5 特殊變量 275
10.4 Shell表達式 279
10.4.1 數字運算表達式 279
10.4.2 邏輯測試表達式 281
10.5 Shell控制結構 284
10.5.1 條件與條件命令 284
10.5.2 分支控制命令 284
10.5.3 循環控制命令 286
10.5.4 退出循環命令 288
10.5.5 退出命令 289
10.6 Shell程序綜合舉例 290
習題 293
第11章Linux系統管理/ 295
11.1 系統管理概述 295
11.1.1 系統管理工作的內容 295
11.1.2 系統管理工具 295
11.1.3 root的權威性與危險性 296
11.2 啟動與關閉系統 296
11.2.1 Linux系統的引導方式 296
11.2.2 Linux系統的初始化機制 297
11.2.3 系統的啟動與關閉操作 300
11.3 用戶與用戶組管理 301
11.3.1 用戶與用戶組 301
11.3.2 用戶管理 303
11.3.3 用戶組管理 307
11.3.4 用戶權限管理 307
11.4 文件系統維護 309
11.4.1 文件系統的目錄結構 309
11.4.2 文件存儲設備及命名規則 311
11.4.3 建立文件系統空間 314
11.4.4 建立文件系統 316
11.4.5 掛裝與拆卸文件系統 316
11.4.6 修復文件系統 319
11.5 系統備份 319
11.5.1 備份策略 320
11.5.2 備份命令 320
11.6 系統監控 323
11.6.1 監視用戶的登錄 323
11.6.2 監控進程的運行 324
11.6.3 監視內存的使用 329
11.6.4 監視文件系統的使用 329
11.7 軟件安裝 331
11.7.1 軟件的打包與安裝 331
11.7.2 RPM軟件包管理工具 332
11.7.3 DNF軟件包管理工具 335
習題 337
第12章網絡與通信應用/ 338
12.1 TCP/IP網絡相關概念 338
12.1.1 TCP/IP協議概述 338
12.1.2 IP地址與域名 339
12.1.3 協議端口 340
12.1.4 客戶/服務器軟件模型 341
12.2 Linux網絡應用技術 342
12.2.1 網絡應用軟件概述 342
12.2.2 網絡探詢 343
12.2.3 DNS查詢 344
12.2.4 遠程執行命令 344
12.2.5 文件傳輸 346
12.2.6 電子郵件 347
習題 350
附錄ALinux系統的安裝/ 351
A.1 安裝準備 351
A.1.1 獲得安裝映像 351
A.1.2 確定安裝方式 352
A.2 在虛擬機中安裝Linux系統 352
A.2.1 虛擬機技術簡介 352
A.2.2 安裝虛擬機軟件 353
A.2.3 創建虛擬機 353
A.2.4 在虛擬機中安裝Linux 358
A.3 在硬盤中安裝Linux系統 363
A.3.1 製作安裝引導盤 363
A.3.2 安裝前操作 364
A.3.3 安裝過程 365
A.3.4 設置系統引導 366
附錄BLinux C開發工具簡介/ 369
B.1 Linux C開發環境 369
B.2 make工具介紹 371
B.2.1 makefile文件 372
B.2.2 make命令 374
B.3 調試工具介紹 376
B.3.1 gdb命令 376
B.3.2 gdb的使用 377
參考文獻/ 385
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