前  言

　　在计算机网络迅速发展的今天，计算机技术不断地更新和完善，无论是硬件还是软件的发展都会在计算机操作系统的设计技术与使用风格上得到体现。因此，计算机操作系统的教材应该体现出这些变化，保证操作系统的教学内容的新颖性，使学生了解操作系统的过去，更好地理解操作系统的现在与未来。

　　操作系统在计算机用户与计算机硬件之间起着桥梁作用，其目的就是为用户提供一个可以方便有效地执行程序和使用计算机的环境，它在整个计算机系统软件中处于核心地位。从操作系统自身角度讲，它不仅很好地体现了在计算机日益发展中的软件研究成果，而且也能体现计算机的硬件技术发展及计算机系统结构的发展成果。从计算机用户角度讲，学习使用计算机实际上就是熟悉使用操作系统所提供的用户界面环境。每台计算机都必须安装操作系统，有的甚至不止安装一套。普通用户只需了解操作系统的外部功能，而无须了解其内部实现细节，因此，操作系统如何实现这些功能对用户来说无关紧要。此时，操作系统被看作是“黑盒子”，因为用户读不到，或读不懂操作系统的源代码，仅需要了解它的外部接口。但是，对于计算机专业的学生，掌握计算机技术不仅要求会操作计算机，还要利用计算机去开发各种软件，解决复杂的应用问题。学习操作系统的设计与实现原理，是计算机软件专业的学生全面地了解和掌握系统软件、一般软件设计方法和技术的必不可少的综合课程，也是了解计算机硬件和软件如何衔接的必经之路。所以，操作系统是计算机专业课教学中重要的环节之一。然而，操作系统毕竟是所有软件中最复杂的，编制这样的系统涉及的知识面广，需要程序员既有扎实的软件基础知识，又非常了解系统的硬件接口，难度相当大。目前在常用的计算机上都已经有了主流操作系统，所以大多数软件人员参与编制实际操作系统的机会和经历并不多。为此，学习该课程会有两大难处：一是原理抽象；二是操作系统实验与实际的操作系统的开发经常是脱节的。本书针对这两大难点，从应用出发，适度地介绍操作系统的基本原理和概念，并提供了相应的实践环节来加深对原理及应用的理解与结合。

　　作为计算机专业大学本科生教材，本书根据国内使用计算机的情况，在内容上力图具有一定的先进性和较大的适应性。遵循这一原则，在编写中着重讲述原理、概念和实例。

　　本书的特点之一是简明实用，以操作系统整体构架为指南，采用自顶向下方式的操作系统教学法，使学生尽早熟悉操作系统整体构架并建立起整体概念。这样能够使学生首先在概念上了解本课程的需求是什么，应该提供什么样的技术支持，从而带动学习原理的积极性。

　　本书的特点之二是提供操作系统实验用的全部C语言源程序，并以Linux为例，教练操作系统实验，与本教材配套的有《操作系统实用教程（第三版）实验指导》一书，提供了在Linux和Windows两种操作系统环境下的实验题和指导内容。

　　Linux的出现既是计算机网络发展的产物，也是用户对编写自己的操作系统愿望的体现。本书采用Linux作为实例，主要因为Linux是自由软件，即开源软件，可以得到全部的C语言源程序代码，运行在PC上，硬件条件要求低。

　　全书共分9章。第1章阐述什么是操作系统，操作系统的发展和形成过程，以及操作系统的现状和它在计算机系统中的重要作用。第2章介绍操作系统用户接口，主要介绍Linux的系统调用和shell命令解释程序的开发，并且介绍Linux的安装与使用。第3章至第7章主要讨论操作系统的基本原理和概念，包括进程管理、并发程序设计、存储管理、设备管理、文件管理以及磁盘管理等内容。在阐述基本原理和概念的基础上，为了使学生对操作系统建立一个整体概念，对所学知识能融会贯通，每章都有问题的提出以及对Linux相应部分的介绍。第8章介绍有关操作系统的安全和保密方面的内容。第9章介绍的内容包括多媒体系统、多处理机系统、分布式系统、实时系统等。本书各章均附有一定数量的习题，以帮助学生进一步理解各章内容，并为教师免费提供习题答案和教学用讲稿PPT   文件。 

　　本课程的参考教学时数为48学时，实验为60学时，在阅读本书之前，学生应具有程序设计、计算机组织和系统结构方面的知识。如果学生已熟悉Linux的使用，则可跳过第2章Linux命令部分。

　　本书的第1章、第2章、第3章、第4章、第5章由任爱华执笔，林仕鼎提供了第3章的Linux部分的原始稿件，王雷针对第4章进行了重新编排和修改，第5章的Linux原理部分的原始稿件由焦晖提供，罗晓峰针对此进行了审阅和补充；第6章由罗晓峰对原始稿件进行了整理，阮利对此进行了审阅和修改，其Linux原理部分的原始稿件由张茂林提供；第7章由王雷执笔；第8章由罗晓峰提供原始稿件，由阮利针对本章进行了重新编写并统稿；第9章由杜悦冬提供了集群系统实例LSF，王雷重新编写；附录A由王博编写；附录B的RTLinux部分由李鹏撰写，PVM部分由石宏义撰写；附录C由黄虹撰写。全书由任爱华进行统一修改、审校并统稿。 限于编者水平，错误和不妥之处在所难免，恳请有识之士批评指正。

　　任爱华于北京

　　2010.9

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VI

操作系统实用教程（第三版）

III

前  言