计算机操作系统实验指导

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汤小丹 (主审) 王红玲 (作者)

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汤小丹《计算机操作系统(慕课版)》配套实验指导
含基础实验与进阶实验,可满足课内实验与课外实验(课程设计)教学需求
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特别说明

本《计算机操作系统实验指导(Linux版)》定于今年12月底出版面市。
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内容摘要

本书是《计算机操作系统》一书的配套实验教材,分为两篇:基础实验篇和进阶实验篇。基础实验篇与“操作系统理论课程”配套,作为课程的课内实验,用于对操作系统基本原理和算法进行验证与模拟,主要内容包括实验环境搭建与使用、进程控制与进程调度、进程通信与进程同步、内存管理、简单文件系统设计等。这部分实验内容不涉及操作系统内核,相关实验的开展仅须用到Linux操作系统以及C语言编程的相关知识。进阶实验篇是为部分学校开设的“操作系统实践课程”服务的,内容包括Linux内核编译、系统调用、虚拟内存管理、内核模块编写、文件系统设计、设备管理等。这部分实验内容以Linux内核为实验对象,旨在帮助读者理解操作系统的基本原理、内部机制和体系结构,进而设计并生成能令自己满意的操作系统。
本书可作为计算机类、电子信息类相关专业操作系统课程的补充教材,也可供Linux操作系统爱好者参考使用。

目录

第一篇 基础实验篇

第1章 操作系统实验体系介绍 2
1.1 操作系统实验的目的 2
1.2 操作系统实验体系的构成 2
1.3 实验报告的基本要求 3
1.4 实验报告样例 3

第2章 实验环境搭建与使用 8
2.1 Linux系统安装 8
2.2 Linux系统的基本操作 10
2.3 Linux下编写C程序 15
2.4 实验2.1:Linux常用命令使用 19
2.5 实验2.2:Linux下C程序编写 20

第3章 进程控制与进程调度 23
3.1 Linux进程介绍 23
3.2 Linux进程调度介绍 24
3.3进程控制函数介绍 25
3.4 实验3.1:进程创建 27
3.5 实验3.2:进程调度算法的模拟 29

第4章 进程通信与进程同步 35
4.1 Linux进程通信机制介绍 35
4.2 Linux进程通信相关函数介绍 37
4.3 实验4.1:两个进程间相互通信 40
4.4 实验4.2:进程同步实验 44

第5章 内存管理 47
5.1 Linux内存管理简介 47
5.2 内存操作函数介绍 47
5.3 实验5.1:动态分区分配方式的模拟 48
5.4 实验5.2:页面置换算法的模拟 57

第6章 简单文件系统设计 63
6.1 Linux文件目录简介 63
6. 2 文件操作函数介绍 64
6.3 实验6.1:文件备份实验 65
6.4 实验6.2:简单文件系统模拟 69

第二篇 进阶实验篇

第7章 Linux内核编译 89
7.1 Linux内核简介 89
7.2 内核编译方法 90
7.3 实验7:编译Linux内核 91

第8章 系统调用 95
8.1 系统调用基础 95
8.2 Linux系统调用添加简介 95
8.3 实验8:添加一个系统调用 96

第9章 虚拟内存管理 102
9.1 Linux虚拟内存管理 102
9.2 实验9.1:统计系统缺页次数 102
9.3 实验9.2:统计一段时间内的缺页次数 105

第10章 内核模块编写 112
10.1 Linux内核模块介绍 112
10.2 内核模块使用 112
10.3 实验10.1:编写一个简单的内核模块 112
10.4 实验10.2:利用内核模块创建一个设备文件节点 114

第11章 文件系统设计 121
11.1 Linux文件系统概述 121
11.2 虚拟文件系统VFS 121
11.3 EXT2文件系统 122
11.4 实验11:设计一个简单文件系统 123

第12章 设备管理 139
12.1 Linux设备管理介绍 139
12.2 设备驱动原理 139
12.3 实验12.1:编写字符设备驱动程序 140
12.4 实验12.2:编写块设备驱动程序 144

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作者介绍

汤小丹:
江苏省靖江市人,杭州师范大学教授;从教数十年,主讲“操作系统”“操作系统实践”等课程,编写了《现代操作系统》《操作系统教程》等多部优秀教材;经典教材《计算机操作系统》新版主编。

王红玲:
博士,苏州大学计算机科学与技术学院副教授(曾任软件工程系主任),主要研究方向为自然语言处理、信息检索等,至今已发表论文30余篇;长期承担“操作系统(双语)”“Linux操作系统”等课程的教学工作,参与编写精品教材《计算机操作系统(慕课版)》;主讲的“操作系统”慕课被评为国家精品。

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