Linux操作系统构建原理与应用
精品课件-Linux操作系统原理与应用(张玲)-第4章
第4章 进 程 管 理
2. 进程的特性 进程与程序的不同主要体现在进程有一些程序所没有的特 性。要真正理解进程，首先应了解它的基本性质。进程具有以 下几个基本特性： (1) 动态性：进程由“创建”而产生，由“撤销”而消 亡，因“调度”而运行，因“等待”而停顿。进程从创建到消 失的全过程称为进程的生命周期。 (2) 并发性：在同一时间段内有多个进程在系统中活动。 它们宏观上是在并发运行，而微观上是在交替运行。
第4章 进 程 管 理
(3) 独立性：进程是可以独立运行的基本单位，是操作 系统分配资源和调度管理的基本对象。因此，每个进程都独立 地拥有各种必要的资源，独立地占有CPU并独立地运行。
(4) 异步性：每个进程都独立地执行，各自按照不可预 知的速度向前推进。进程之间的协调运行由操作系统负责。
第4章 进 程 管 理
第4章 进 程 管 理
4) 现场信息 现场信息一般包括CPU的内部寄存器和系统堆栈等，它们 的值刻画了进程的运行状态。退出CPU的进程必须保存好这些 现场状态，以便在下次被调度时继续运行。当一个进程被重新 调度运行时，要用PCB中的现场信息来恢复CPU的运行现场。 现场一旦切换，下一个指令周期CPU将精确地接着上次运行的 断点处继续执行下去。
第4章 进 程 管 理
4.1.1 程序的顺序执行与并发执行 1. 程序的顺序执行 如果程序的各操作步骤之间是依序执行的，程序与程序之
间是串行执行的，这种执行程序的方式就称为顺序执行。顺序 执行是单道程序系统中的程序的运行方式。
程序的顺序执行具有如下特点： (1) 顺序性：CPU严格按照程序规定的顺序执行，仅当一 个操作结束后，下一个操作才能开始执行。多个程序要运行时， 仅当一个程序全部执行结束后另一个程序才能开始。
linux操作系统的结构及详细说明
linux操作系统的结构及详细说明linux的操作系统的结构你了解多少呢?下面由店铺为大家整理了linux操作系统的结构及详细说明的相关知识，希望对大家有帮助!linux操作系统的结构及详细说明：一、 linux内核内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。
Linux 内核由如下几部分组成：内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统和网络管理等。
系统调用接口：SCI 层提供了某些机制执行从用户空间到内核的函数调用。
这个接口依赖于体系结构，甚至在相同的处理器家族内也是如此。
SCI 实际上是一个非常有用的函数调用多路复用和多路分解服务。
在 ./linux/kernel 中您可以找到 SCI 的实现，并在 ./linux/arch 中找到依赖于体系结构的部分。
1. 内存管理对任何一台计算机而言，其内存以及其它资源都是有限的。
为了让有限的物理内存满足应用程序对内存的大需求量，Linux 采用了称为“虚拟内存”的内存管理方式。
Linux 将内存划分为容易处理的“内存页”(对于大部分体系结构来说都是 4KB)。
Linux 包括了管理可用内存的方式，以及物理和虚拟映射所使用的硬件机制。
不过内存管理要管理的可不止 4KB 缓冲区。
Linux 提供了对 4KB 缓冲区的抽象，例如 slab 分配器。
这种内存管理模式使用 4KB 缓冲区为基数，然后从中分配结构，并跟踪内存页使用情况，比如哪些内存页是满的，哪些页面没有完全使用，哪些页面为空。
这样就允许该模式根据系统需要来动态调整内存使用。
为了支持多个用户使用内存，有时会出现可用内存被消耗光的情况。
由于这个原因，页面可以移出内存并放入磁盘中。
这个过程称为交换，因为页面会被从内存交换到硬盘上。
内存管理的源代码可以在 ./linux/mm 中找到。
2 .进程管理进程实际是某特定应用程序的一个运行实体。
Linux设备驱动程序原理及框架-内核模块入门篇
Linux设备驱动程序原理及框架-内核模块入门篇内核模块介绍应用层加载模块操作过程内核如何支持可安装模块内核提供的接口及作用模块实例内核模块内核模块介绍Linux采用的是整体式的内核结构，这种结构采用的是整体式的内核结构，采用的是整体式的内核结构的内核一般不能动态的增加新的功能。
为此，的内核一般不能动态的增加新的功能。
为此，Linux提供了一种全新的机制，叫(可安装) 提供了一种全新的机制，可安装) 提供了一种全新的机制模块” )。
利用这个机制“模块”(module)。
利用这个机制，可以)。
利用这个机制，根据需要，根据需要，在不必对内核重新编译链接的条件将可安装模块动态的插入运行中的内核，下，将可安装模块动态的插入运行中的内核，成为内核的一个有机组成部分；成为内核的一个有机组成部分；或者从内核移走已经安装的模块。
正是这种机制，走已经安装的模块。
正是这种机制，使得内核的内存映像保持最小，的内存映像保持最小，但却具有很大的灵活性和可扩充性。
和可扩充性。
内核模块内核模块介绍可安装模块是可以在系统运行时动态地安装和卸载的内核软件。
严格来说，卸载的内核软件。
严格来说，这种软件的作用并不限于设备驱动，并不限于设备驱动，例如有些文件系统就是以可安装模块的形式实现的。
但是，另一方面，可安装模块的形式实现的。
但是，另一方面，它主要用来实现设备驱动程序或者与设备驱动密切相关的部分(如文件系统等)。
密切相关的部分(如文件系统等)。
课程内容内核模块介绍应用层加载模块操作过程内核如何支持可安装模块内核提供的接口及作用模块实例内核模块应用层加载模块操作过程内核引导的过程中，会识别出所有已经安装的硬件设备，内核引导的过程中，会识别出所有已经安装的硬件设备，并且创建好该系统中的硬件设备的列表树：文件系统。
且创建好该系统中的硬件设备的列表树：/sys 文件系统。
(udev 服务就是通过读取该文件系统内容来创建必要的设备文件的。
)。
第1章 linux操作系统概述
微内核模型：内核中大部分模块都是独
立的进程，并在一定的特权状态下运行， 各模块之间通过消息传递进行通信。这 种机制的系统核心称为微内核。
大内核模型：整个核心模块可分为若干个子模
块，但在核心运行时，它是一个独立的二进制 映象，模块间的通信是直接调用其他模块中的 函数实现的。这种机制的系统核心称为大内核。
操作系统的设计目标
面向用户的设计目标：
1. 使用户方便使用计算机系统并容易学习。 2. 计算机系统对用户可靠、安全和高效。
面向系统设计目标：
1. 使操作系统容易设计，实现。
2. 使系统维护方便、灵活并可靠。
操作系统的功能
资源分配器：管理和分配软硬件资源。 控制器：控制用户程序执行，并对I/O设
资源共享。 加速计算—均分负载。 可靠性和通信。
分布式系统(续）
网络操作系统：
提供文件共享。 提供通信协议。 与网络相连接的各个计算机都是独立运行的。
分布式操作系统：
相互连接的各个计算机几乎没有自主权。 提供控制这个网络的单一操作系统映象。
手持系统
个人数据助理。 移动电话。 存在的问题：
实用程序及应 用软件 用户1 用户2 用户3 用户n
编译器
操作系统 汇编器 文本编辑器 ┅ 数据库系统 （内核） 系统和实用程序
操作系统 计算机硬件
机器指令系统 CPU、内存和 I/O接口
对系统层次框图的说明
硬件：CPU、内存、I/O接口。CPU中的指令系统是软 硬件的接口。 操作系统：控制和协调硬件资源执行多个应用程序 的程序。由于操作系统处在软硬件中心位置，故此 也称为核心或内核。 实用程序：由计算机系统提供的用以解决用户计算 问题的一组系统软件和应用软件。例如系统软件有： 编译器、汇编器、文本编辑器等等。应用软件有： 数据库系统，视频游戏以及税收系统等等。 用户：使用计算机的对象，包括人、机器以及与该 计算机相连接的其他计算机。
Lin讲义ux操作系统原理与应用
<>
认识操作系统－从所处位置看
浏览器 信息管理 文件管理系统 游戏 编译程序 编辑程序 命令 解释程序
操作系统
内核
CPU、内存、I/O接口
–尽可能地方便用户使用计算机 –让各种软件资源和硬件资源高效而协调地运转起来。
• 计算机的硬件资源和软件资源各指什么？ • 假设在一台计算机上有三道程序同时运行，并试图在一台
打印机上输出运算结果，必须考虑哪些问题 ? • 从操作系统设计者的角度考虑，一个操作系统必须包含以
下几部分
– 操作系统接口 – CPU管理 – 内存管理 – 设备管理 – 文件管理
计计 算算 机机 语语 言言 无面编向程对语象言语直言接成 使为用主机流器代码
编程语言雏形期
1）JAVA语言 2）脚本语言兴起 1）编程语言大量 涌编现程工具向跨平 2台）方结向构发化程序设 计 3）C语言逐渐
<>
认识操作系统－定义
操作系统是计算机系统中的一个系统软件， 是一些程序模块的集合——它们能以尽量 有效、合理的方式组织和管理计算机的软 硬件资源，合理的组织计算机的工作流程， 控制程序的执行并向用户提供各种服务功 能，使得用户能够灵活、方便、有效的使 用计算机，使整个计算机系统能高效、顺 畅地运行。
硬件
<>
认识操作系统－从程序执行看
–操作系统是其它所有用户程序运行的基础。
#include<stdio.h> main() { printf(“ Hello world\n”) }
linux操作系统教案
Linux操作系统教案第一章：Linux操作系统概述1.1 Linux简介1.1.1 Linux的起源和发展1.1.2 Linux的特点和优势1.1.3 Linux的应用领域1.2 Linux发行版介绍1.2.1 Ubuntu1.2.2 CentOS1.2.3 Fedora1.3 Linux文件系统结构1.3.1 /bin、/usr、/etc等目录的作用1.3.2 文件权限和所有权1.3.3 文件系统类型第二章：Linux基本命令2.1 命令行操作概述2.1.1 命令行界面2.1.2 命令行输入和输出2.1.3 命令历史和快捷键2.2 文件操作命令2.2.1 pwd、cd命令2.2.2 ls、ll、tree命令2.2.3 touch、cp、mv命令2.2.4 rm、rmdir命令2.3 文本操作命令2.3.1 cat、more、less命令2.3.2 head、tl命令2.3.3 grep、awk命令2.3.4 sed命令2.4 权限和所有权操作命令2.4.1 chmod、chown命令2.4.2 chgrp命令2.5 系统管理命令2.5.1 ps、top命令2.5.2 kill、pkill命令2.5.3 df、du命令2.5.4 free、vmstat命令2.5.5 mount、umount命令第三章：Linux用户和组管理3.1 用户管理概述3.1.1 用户配置文件3.1.2 useradd、usermod、userdel命令3.1.3 用户密码管理3.2 组管理3.2.1 组配置文件3.2.2 groupadd、groupmod、groupdel命令3.2.3 用户所属组管理3.3 用户和组管理实践3.3.1 创建普通用户和组3.3.2 设置用户和组权限3.3.3 切换用户和组3.3.4 删除用户和组第四章：Linux文件权限和所有权4.1 文件权限概述4.1.1 权限的表示方法4.1.2 权限的分类4.2 修改文件权限4.2.1 chmod命令4.2.2 chown命令4.3 设置文件权限实践4.3.1 设置文件读、写、执行权限4.3.2 设置文件归属权4.3.3 修改文件权限示例第五章：Linux软件管理5.1 包管理概述5.1.1 RPM包管理器5.1.2 DEB包管理器5.2 使用RPM包管理器5.2.1 安装、升级和卸载软件5.2.2 查询软件包信息5.2.3 软件依赖关系解决5.3 使用DEB包管理器5.3.1 安装、升级和卸载软件5.3.2 查询软件包信息5.3.3 软件依赖关系解决5.4 软件源码安装5.4.1 软件源码5.4.2 编译和安装软件5.4.3 软件配置和管理第六章：Linux网络配置6.1 网络配置文件6.1.1 /etc/network/interfaces文件6.1.2 网络配置示例6.2 网络管理命令6.2.1 ifconfig、ip命令6.2.2 ping、traceroute命令6.2.3 netstat命令6.3 配置网关和域名解析6.3.1 route命令6.3.2 resolvconf命令6.4 网络服务管理6.4.1 syslog、send服务6.4.2 Apache、Nginx服务6.4.3 SSH服务第七章：Linux shell脚本编程7.1 shell脚本基础7.1.1 脚本语法和结构7.1.2 变量和参数7.1.3 常用shell内置命令7.2 条件语句和循环语句7.2.1 if、else、elif语句7.2.2 for、while、until循环7.3 常用脚本技巧7.3.1 函数定义和调用7.3.2 文件操作命令7.3.3 文本处理命令7.4 实战shell脚本示例7.4.1 自动备份文件脚本7.4.2 监控系统负载脚本7.4.3 定时任务脚本第八章：Linux系统安全8.1 系统安全概述8.1.1 安全策略和原则8.1.2 防火墙和SELinux 8.2 用户和权限安全8.2.1 用户认证方法8.2.2 文件权限和安全8.2.3 用户行为审计8.3 系统审计和日志管理8.3.1 auditd服务8.3.2 syslog服务8.3.3 日志分析与监控8.4 入侵检测和防御8.4.1 IDS/IPS系统8.4.2 安全漏洞扫描8.4.3 恶意代码防护第九章：Linux备份和恢复9.1 备份策略和工具9.1.1 备份类型和策略9.1.2 tar、cpio备份工具9.1.3 duplicity备份工具9.2 磁盘阵列和存储池9.2.1 RD技术概述9.2.2 mdadm命令9.2.3 LVM存储池9.3 系统恢复和急救盘9.3.1 系统恢复步骤9.3.2 急救盘制作和使用9.3.3 系统镜像和克隆第十章：Linux服务器配置与管理10.1 服务器配置概述10.1.1 服务器角色和类型10.1.2 配置文件和工具10.2 文件服务器配置10.2.1 NFS服务配置10.2.2 Samba服务配置10.3 打印服务器配置10.3.1 cupsd服务配置10.3.2 打印机共享设置10.4 数据库服务器配置10.4.1 MySQL、PostgreSQL配置10.4.2 数据库管理和维护10.5 网络服务器的配置与管理10.5.1 Apache、Nginx配置10.5.2 SSH、VPN服务配置10.5.3 邮件服务器配置重点解析本文教案涵盖了Linux操作系统的概述、基本命令、用户和组管理、文件权限和所有权、软件管理、网络配置、shell脚本编程、系统安全、备份和恢复以及服务器配置与管理等方面的知识点。
《Linux操作系统应用》课程标准
《 Linux操作系统应用》课程标准一、课程基本信息二、课程概述（一）课程定位随着计算机网络与通讯技术的发展，Internet在人们的生活、学习和工作中的位置越来越重要，Linux系统已经在各行各业中有了广泛的应用。
因此，熟练掌握和使用Linux系统已成为网络管理中的一种必须技能。
同时随着服务器管理技术的不断发展,Windows系列的服务器管理已经远远不能满足人们的需要,而基于Linux的服务器在政府、银行、大型企事业等单位中占据的份额越来越大，成为企事业单位选择服务器的首选。
本课程是人工智能技术与应用专业的一门专业必修课，将全面介绍Linux 操作系统的安装、shell常用命令、网络配置和调试、基本系统管理、常用应用软件的使用及基本系统安全设置等内容，使学习者能够熟练使用Linux系统、应用操作系统和解决常见的Linux系统故障问题，以适应现代网络和信息社会的需要。
本课程在Linux操作系统平台上，设计基于工作过程的教学流程，使学生通过学习掌握Linux系统的基本使用、各种常用应用软件的使用、基本系统安全设置等知识和技能。
（二）课程基本理念鉴于本课程较强的应用性和实践操作性，结合学生的身份与学习特点，按照“以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体设计要求，课程设计的基本理念基于“行动导向”和“工作过程”的课程设计和教学理念。
1.以工作过程为导向，实现“理论实践一体化”教学课程教学要打破传统的教学方式，不再追求学科本身的系统化，而是追求和体现工作过程的完整性、流程化，使学生掌握实际工作中跟Linux有关典型任务的知识和技能。
2.采用基于行动导向等训教方法，实现“教、学、做一体化”学习情境设计根据本课程性质和特点，主要采用“任务驱动”教学法或项目式教学法，真正按照具体的职业行动，要求学生按流程实际去做，在做的过程中，随时围绕任务根据需要解决理论知识和问题。
3.构建实用的“项目化”课程实践内容从行业调查中分析出典型工作任务之后，通过提炼设计出贯穿整门课程的大项目，运用到实训教学当中，该项目的完成过程实际上是模拟了企业中应用Linux系统的各种典型情景任务，实现了学习过程和工作过程的高度一致。
操作系统原理及应用(Linux)第5章 文件管理
Addr[11]
Addr[12] 一次间接
…
Addr[13] 二次间接
Addr[14] 三次间接
…
物理块
… …
… …
混合索引表
假设1个磁盘块4KB，一个索引表项占4B, 直接索引表引出磁盘块 12个
12*4KB=48KB 一级索引表引出文件磁盘块的数量
4KB/4B=1K个 支持的文件长度 1K*4KB=4MB 二级索引表引出文件磁盘块的数量1K*1K 支持的文件长度 1K*1K*4KB=4GB 三级索引表引出文件磁盘块的数量1K*1K*1K 支持的文件长度 >1K*1K*1K*4KB=4TB
…… ……
666 7771
文 索引表指针
件 说 明
索引表
逻辑 块号
0
1 2 3
物理 块号
26
文 件
索引表指针
说
明
索引表
逻辑 块号
0
1 2 3
4
物理 块号
NULL
27
优点：既能方便迅速地实现随机存取，又能满足文件动态 增长的需要。 缺点：增加了索引表带来的存储空间开销。
2．多级索引（类似多级页表）
1．数据项 数据项是描述一个对象的某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最 小逻辑数据单位。 2．记录 记录是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象在某方面的属性。 3．文件 文件是由创建者定义的、具有文件名的一组相关信息的集合。
4
5.1.2 文件系统
文件系统是操作系统中对文件进行管理和操作的软件机构与数据的 集合，即文件管理系统。 1．文件系统的需解决的问题 （1）有效地分配存储器的存储空间。 （2）提供一种组织数据的方法。数据在辅存设备上的分布构成了文件的 物理结构，实现了“按名存取”的功能。 （3）提供合适的存取方法。 （4）提供一组服务，以执行所需要的操作。这些操作包括创建文件、撤 消文件、组织文件、读文件、写文件、传输文件和控制文件的访问权限 等。
操作系统课程设计Linux
操作系统课程设计Linux一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握Linux操作系统的核心概念、原理和应用技能。
通过本课程的学习，学生将能够：1.理解操作系统的基本原理，包括进程管理、内存管理、文件系统和输入/输出系统。
2.掌握Linux操作系统的安装、配置和管理方法。
3.熟练使用Linux命令行界面，进行日常操作和系统管理。
4.掌握Linux常用命令、 shell脚本编写和系统监控工具的使用。
5.了解Linux操作系统在服务器、嵌入式设备和云计算等领域的应用。
二、教学内容本课程的教学内容分为五个部分：1.操作系统概述：介绍操作系统的定义、功能和分类，以及Linux操作系统的历史和发展。
2.进程管理：讲解进程的基本概念、进程控制、进程同步和互斥、死锁及其解决方法。
3.内存管理：介绍内存分配与回收策略、内存保护、虚拟内存和分页分段机制。
4.文件系统：讲解文件和目录结构、文件访问控制、文件系统性能优化和磁盘空间分配策略。
5.输入/输出系统：介绍I/O设备管理、中断和DMA机制、设备驱动程序和I/O调度策略。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合的方式，以提高学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：教师讲解操作系统的核心概念和原理，引导学生掌握基本知识。
2.讨论法：学生针对实际案例和问题进行讨论，培养学生的思考和分析能力。
3.案例分析法：分析Linux操作系统的实际应用案例，使学生了解操作系统的应用场景。
4.实验法：安排实验室课时，让学生亲自动手进行系统安装、配置和调试，提高学生的实践能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的Linux操作系统教材，如《Linux操作系统原理与应用》。
2.参考书：提供相关的学术论文、技术博客和在线文档，供学生拓展阅读。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频和演示文稿，辅助学生理解和记忆。
4.实验设备：提供Linux服务器、虚拟机和实验室环境，让学生进行实际操作。
linux系统操作原理与应用的答案
Linux系统操作原理与应用的答案1. Linux系统操作原理Linux是一种开源的操作系统，它采用了类Unix操作系统的设计思想。
Linux 的操作原理主要包括以下几个方面：1.1 内核Linux的核心组件是内核，它负责操作系统的基本功能，包括内存管理、进程管理、文件系统等。
内核是操作系统的灵魂，它负责管理系统资源，为上层应用程序提供运行环境。
1.2 文件系统Linux采用了类Unix文件系统的设计思想，将所有的设备都视为文件，并且通过文件系统进行管理。
常见的Linux文件系统包括Ext2、Ext3、Ext4等。
文件系统在Linux中起到了非常重要的作用，它负责管理文件的存储和组织方式。
1.3 进程管理Linux通过进程来管理程序的运行。
每个程序在Linux中都是一个进程，进程管理器负责管理这些进程的运行和资源分配。
Linux的进程管理器提供了一系列的命令和工具，可以方便地对进程进行管理和监控。
1.4 网络管理Linux系统支持TCP/IP协议栈，可以通过网络进行通信。
Linux提供了一系列的网络管理工具和命令，可以方便地配置和管理网络连接。
网络管理在Linux系统中是非常重要的一部分，它使得Linux成为了一个强大的网络操作系统。
2. Linux系统的应用Linux系统作为一种开源的操作系统，具有非常广泛的应用领域。
以下是一些常见的Linux应用场景：2.1 服务器运维Linux系统在服务器运维方面具有很大的优势。
它稳定性高、安全性强，可以满足各种服务器应用的需求。
常见的服务器应用包括Web服务器、邮件服务器、数据库服务器等。
2.2 数据分析与科学计算Linux系统提供了丰富的数据分析和科学计算工具，例如R语言、Python、Matlab等。
这些工具可以在Linux系统上高效地进行大规模的数据处理和分析工作。
2.3 嵌入式系统开发Linux系统在嵌入式系统开发方面也具有广泛的应用。
嵌入式系统是指集成了硬件和软件的特定用途系统，例如智能手机、智能家居设备等。
Linux操作系统原理与运用(复习题)
《Linux操作系统原理与运用》一、填空题（每题2分）1、（PCB）操作系统控制进程的唯一数据结构。
2、Linux文件系统中每个文件用（i节点）来标识。
3、安装Linux系统对硬盘分区时，必须有两种分区类型：（文件系统分区）和（交换分区）。
4、编写的Shell程序运行前必须赋予该脚本文件（执行）权限。
5、Linux内核引导时，从文件(/ect/fstab)中读取要加载的文件系统。
6、在用vi编辑文件时，将文件内容存入test.txt文件中，应在命令模式下键入(_wtest.txt)。
7、检查已安装的文件系统/dev/had5是否正常，若检查有错，则自动修复，其命令及参数是fsck-a/dev/had5。
8、shell不仅是用户命令的解释器，它同时也是一种功能强大的编程语言，bash_是Linux的缺省shell。
9、一个批处理型作业，从进入系统并驻留在外存的后备队列上开始，直到作业运行完毕，可能要经历以下三级调度（低级）、（中级）、（高级）。
10、设有n个进程共享一个临界区，若最多允许m个进程（m<n）同时进入临界区，则所采用的信号量的初值应为(m)，信号量值的变化范围为（m-n,m）。
11、一段时间内仅允许一个进程访问的资源称为（临界资源）。
12、分页系统的页长为1KB，虚拟地址0x3C8F对应的页号为（FH），页内地址为（8FH）。
13、在Linux系统中所有内容都被表示为文件，组织文件的各种方法称为（文件系统）。
二、选择题1、没有题目。
（A）A、只有一个B、可以有多个C、不能被挂起D、必须在执行完后才能被撤下2、已经获得除（C）以外的所有运行所需资源的进程处于就绪状态。
A、储存器B、打印机C、CPUD、磁盘空间3、操作系统中有一组常称为特殊系统调用的程序，它不能被系统中断，在操作系统中称为（B）。
A、初始化程序B、原语C、子程序D、控制模块4、进程间的基本关系为（B）。
A、相互独立与相互制约B、同步与互斥C、并行执行与资源共享D、信息传递与信息缓冲5、Linux系统通过（C）命令给其他用户发消息。
Linux操作系统维护技术探析
Linux 操作系统维护技术探析方木龙，黄伟湘（中移互联网有限公司，广州510000）摘 要：就目前的互联网应用及发展情况来看，Linux 作为高效、安全的操作系统之一，它主要以服务器为服务平台，属于现阶段服务器应用的主流。
随着网络信息技术的不断发展，安全问题日益突出， 需要构建一个安全的服务器体系。
因此，就Linux 操作系统的基本原理进行了分析，对Linux 操作系统的日常维护进行了探究，希望可以满足系统运行的安全性要求。
关键词：Linux 系统；操作系统；原理；维护在社会发展进程中，计算机网络体系得到广泛运 用，诸多数据与信息直接在计算机体系中寄存、传输和处理，而计算机体系安全维护就成为重要课题，特别是在国防、政府、金融等部门，任何计算机体系出现信息泄漏，都可能会带来严重的灾难。
所以，为了保护互联 网信息安全，就需要做好操作系统的安全性技术维护工 作，这是保护计算机体系软件安全的必要条件。
1 Linux 操作系统构建原理开发Linux 的团体在研发内核方面狠下功夫，促进 版本的规范化，使操作系统具备唯一性特征。
Linux 操作系统版本实际上就属于内核版本号，在推出Linuxl.0以后实行更新换代，通过和opyright 对比，协议直接被 改为Copyleft 。
针对Copyleft ,可以让客户copy ,或者让客户做出一些改动，甚至可以进行销售处理，不过需要经过授权许可。
在复制时应关注程序的属性，明确能否开展各种对应的操作，并保证其他客户可以获得免费源 码。
基于对现实情况的分析、研究，公共许可可以推动 内核，让Linux 拥有较强的商业属性，让团队之间的联系变得更加紧密。
Linux 操作系统结构如图1所示。
Linux 系统结构kernel体系结构相关代码计算机硬件内存管理文件系统进程管理应用程序标准函数库驱动 接口设备 驱动图1 Linux 操作系统结构1.1系统调用接口对于系统调用接口，主要是服务函数调用，将它称之为SCI,依托体系结构实现，是一种特殊机制，由客户从内核里调用所需数据，并存储源码。
linux操作系统 基础、原理与应用 pdf
linux操作系统基础、原理与应用 pdf一、引言Linux操作系统是一种功能强大、安全可靠、易于使用的开源操作系统，广泛应用于服务器、超级计算机和移动设备上。
为了帮助读者全面了解Linux操作系统的基本概念、原理和应用，我们编写了这份《Linux操作系统基础、原理与应用pdf》。
本文档将涵盖以下内容：1. Linux基础概念2. Linux操作系统原理3. Linux应用场景和案例分析二、Linux基础概念1. Linux内核：介绍Linux内核的组成、功能和运行机制。
2. 文件系统：讲解Linux中的文件系统和目录结构，包括ext4、Btrfs等常用文件系统。
3. 进程管理：介绍Linux中的进程管理概念，包括进程、线程、僵尸进程等。
4. 系统用户和组：讲解Linux中的用户和组管理，包括用户和组的概念、创建、删除和权限设置等。
5. 设备管理：介绍Linux中的设备管理概念，包括硬件设备驱动、设备文件等。
6. 包管理：讲解Linux中的包管理工具，如APT、yum、dnf等。
7. 系统日志：介绍Linux中的系统日志和日志管理工具，如Syslog、Nagios等。
三、Linux操作系统原理1. Linux进程调度：介绍Linux中的进程调度算法和实现方式。
2. Linux内存管理：讲解Linux中的内存管理机制和原理。
3. Linux文件系统存储：介绍Linux中的文件系统存储机制和RAID技术。
4. Linux网络通信：讲解Linux中的网络通信机制和原理，包括TCP/IP协议栈、路由和DNS解析等。
5. Linux安全机制：介绍Linux中的安全机制和防护措施，如SELinux、防火墙等。
四、Linux应用场景和案例分析1. 服务器运维：介绍如何在服务器上安装和配置Linux，以及如何进行系统管理和维护。
2. 容器技术：讲解Docker和Kubernetes等容器技术的基本概念和使用方法。
有关RTLINUX的原理和应用浅析
有关RTLINUX的原理和应用浅析作者：何挺来源：《中国科技纵横》2015年第18期【摘要】工业实时测控系统在发展的过程中需要开发一些软件作为系统检测的平台，PC 作为一种硬件平台在开发测控系统的时候发挥了重要作用。
RTLinux是一种独特的操作系统，它是在Linux的基础上形成的。
本文分析了其实现原理和体系结构，并探讨了该系统的实际运用，RTLinux在具体的运用过程中要遵循具体的程序设计原则，以充分发挥其在IPC测控系统的作用。
【关键词】 RTLinux IPC测控系统原理分析运用研究工业实时测控系统在发展的过程中需要开发一些软件作为系统检测的平台，PC作为一种硬件平台在开发测控系统的时候发挥了重要作用。
PC的主流操作系统有很多种类，但是不同种类的操作系统都存在着自身的缺陷，而Linux操作系统的出现有效地解决了这些困境，针对该系统缺少实时性的缺陷，RTLinux的出现有效地改造了系统的实时性，从而增加了该操作系统的实用性能。
1RTLINUX的实现原理与其体系结构介绍1.1 RTLINUX的实现原理RTLinux作为Linux系统中的一个重要补充，它在本质上是一个微内核，这个内核是在Linux的原理基础上形成的，它实际上相当于一个“虚拟机”层。
在具体的操作过程中，它能够处理系统的实时进程，这种独特的功能使得它看上去就是一款实际的硬件，这种实时性的操作系统中通过运用中断模拟器从而有效地拦截硬件中断，而且这种功效是发生在Linux内核发挥作用之前的。
Linux由于不能有效地禁止硬件中断，所以之后的一些功能都无法继续进行，比如说在延长实时系统的中断时间上就能充分体现这一点。
在RTLinux的工作原理中，Linux内核中的一个进程由于优先级最低，并且它随时会被实时进程抢占，因此它被作为RTLinux系统发挥功效的一个重要的步骤。
这种抢占的进程被称为调度器，调度器在RTLinux的系统中的运用发挥着很大的作用，作为一个可抢占并且固定优先级的调度器，它对RTLinux实现自身的原理有很大的帮助。
操作系统原理及应用(Linux)(第2版)课程教学大纲
《操作系统》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：操作系统先修课程：《计算机导论》（或《计算机应用基础》）、《C语言程序设计》、《数据结构》、《计算机组成原理》适用专业：计算机科学与技术、软件工程、网络工程等计算机及相关专业。
课程类别：专业教育必修课程/基础课程课程总学时：56-72 （其中理论40-56学时，实验16学时）二、课程目标通过本课程的学习，使学生具备下列能力：1．能够准确理解及掌握操作系统的基本概念、基本功能和基本原理，理解操作系统的整体运行过程。
2．能够理解及掌握操作系统的各组成部分，包括进程管理、调度、内存管理、文件管理、设备管理的功能及策略、算法、机制及相互关系。
3．能够运用操作系统原理、方法与技术分析问题和解决问题，并能利用C 语言描述相关算法。
4．在理解及掌握操作系统原理及算法的基础上，在进行硬件配置、软件设计及编程过程中，能够在资源和效率方面综合考虑，完善提高设计方案，提高利用操作系统知识解决实际问题的能力。
三、教学内容、要求及重难点第一章操作系统引论（3学时）教学要求：1．掌握操作系统的概念及功能，掌握操作系统的分类；2．掌握操作系统在计算机系统中的地位和作用；理解操作系统的大致运行过程；3．理解操作系统的特征；了解各种类型操作系统的特点及服务适应情况；4．了解操作系统的结构特征及发展概况，发展趋势。
教学重点：操作系统的概念、作用；操作系统的分类；操作系统的特征；操作系统的功能；操作系统的结构设计。
教学难点：操作系统的特征；操作系统的功能。
[实验名称]Linux系统管理及命令的使用[实验类型]验证型[实验要求]1．熟练Linux系统常用命令的使用；2．掌握Vi编辑器的使用方法；3．练习Linux shell的作用和主要分类，能编写简单的shell程序[实验学时]2学时第二章进程管理（10学时）教学要求：1．掌握进程的概念与特征；2．掌握进程的结构及进程控制的方法；3．掌握进程的同步与互斥，以及实现进程同步问题的硬件方法和软件方法；4．能用信号量机制解决进程的同步问题；5．掌握线程的基本概念；6．基本掌握利用管程解决同步问题的方法。
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5．丰富的网络功能。完善的内置网络是Linux的一大特点， Linux在通信和网络功能方面优于其他操作系统。其他操作系统 不包含如此紧密的内核结合在一起的联接网络的能力，也没有内 置这些联网特性的灵活性。而Linux为用户提供了完善的、强大 的网络功能。 有支持Internet：Linux免费提供了大量支持Internet的软件， 用户能用Linux与世界上其他人通过Internet网络进行通信。 有支持文件传输：用户能通过一些Linux命令完成内部信息或文 件的传输。 有支持远程访问：Linux为系统管理员和技术人员提供了访问其 他系统的窗口。通过这种远程访问的功能，一位技术人员能够有 效地为多个系统服务，即使那些系统位于很远的地方。
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Linux操作系统的优点
3．多用户。多用户是指系统资源可以被不同的用户各自拥有 并使用，即使每个用户对自己的资源（如文件、设备）有特定 权限，也互不影响，Linux和UNIX都具有多用户特性。
4．友好的用户界面。Linux向用户提供了两种界面：用户界面 和系统调用界面。Linux的传统用户界面基于文本的命令行界 面，即Shell。它既可以联机使用，又可以存储在文件上脱机 使用。Shell有很强的程序设计能力，用户可方便地用它编写 程序，从而为用户扩充系统功能提供了更高级的手段。Linux 还提供了图形用户界面，它利用鼠标、菜单和窗口等设施，给 用户呈现一个直观、易操作、交互性强的友好图形化界面。
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Linux操作系统
二.考虑到Linux的所有优势，你认为Linux为什么没 有得到广泛应用？
1.基于Linux内核的操作系统为了确保能在各平台及新旧硬件 间达到最大兼容性，为了同时支持多个平台而经常使用各平台 较通用或较旧的脚本实现内核运算功能，致使在各种硬件架构 下运作性能都很低落。 2.虽然Linux的价格优势明显，但在渠道看来，这只是简单地 在拿Linux操作系统和Windows操作系统做价格比较而已。购买 Linux服务器势必需要做相关技术人员的培养，这个对用户来 说也是个很大的投入。如果购买了一个价格便宜的服务器产品 ，换回来的却是管理难度和复杂度的增加，用户不会接受它。
操作系统原理及应用(Linux)(第2版)课件第1章 操作系统概论
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第1章 操作系统概论
1.2.2 管理计算机资源
计算机系统中的资源包括: 硬件资源; 软件资源;
硬件资源有：处理机、存储器、外部设备等； 软件资源有：程序和数据。
目录?第1章操作系统概论?第2章进程管理?第3章处理机调度与死锁?第4章内存管理?第5章文件管理?第6章设备管理?第7章现代操作系统实例?第8章操作系统的安全性?第1章?操作系统概论第第1章章操作系统概论本章学习目标操作系统是计算机系统中最基本的系统软件
操作系统原理及应用 （Linux）（第２版）
清华大学出版社
第1章 操作系统概论
第1章 操作系统概论
本章学习目标
操作系统是计算机系统中最基本的系统软件。 一台计算机只有安装了操作系统之后才能正常使 用，因此操作系统在计算机系统中占据非常重要 的地位。通过本章的学习，读者应该掌握以下内 容：
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掌握操作系统在计算机系统中的地位； 掌握操作系统的基本概念; 掌握操作系统的功能及其目标； 掌握操作系统的分类； 掌握操作系统的特征； 理解操作系统的结构，掌握层次结构的操
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第1章 操作系统概论
4. 文件管理
计算机系统中的软件资源（程序和数据的集合） 要反复利用、要永久保存起来，形成文件。如银行中 的存贷款数据、学校的学籍管理软件和学籍数据等等。
软件资源以文件的形式存放在外部存储介质中， 供用户反复使用。操作系统中对文件进行管理的子系 统称为文件系统，文件系统的任务是为用户提供一种 简便、统一的存取和管理文件的方法，对用户而言， 按名存取是一种简便的存取文件的手段。
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【154】 第34卷 第2期2012-2(下)0 引言Linux 是一种自由和开放源码的类Unix 操作系统。
目前存在着许多不同的Linux ，但它们都使用了Linux 内核。
Linux 可安装在各种计算机硬件设备中，从手机、平板电脑、路由器和视频游戏控制台，到台式计算机、大型机和超级计算机。
Linux 是一个领先的操作系统，世界上运算最快的10台超级计算机运行的都是Linux 操作系统[1]。
Linux 一词的诞生之初仅仅代表的是Linux 操作系统的内核，但是，随着Linux 操作系统内核的不断发展，Linux 一词代表的是Linux 操作系统，并不仅仅局限于内核。
Linux 得名于计算机业余爱好者Linus Torvalds 。
Linux 操作系统诞生与1981年，同一年，IBM 公司推出享誉全球的微型计算机IBM PC 。
到1991年，GNU 计划已经开发出了许多工具软件，其中包括有名的emacs 编辑系统、bash shell 程序、gcc 系列编译程序、gdb 调试程序等等。
这些软件为Linux 操作系统的开发创造了一个合适的环境，是Linux 能够诞生的基础之一。
GNU 计划旨在开发一个类似Unix 的操作系统，并且该操作系统是完全免费的、开源的。
但是Linux 内核的发展并不是很顺利，Gnu C 编译器的诞生也没有加快免费的GNU 操作系统的诞生，MINIX 操作系统在发展的过程中已经有了版权，但是这种操作系统是有偿的，并不是免费的。
对于Linux 操作系统而言，已经发展到关键阶段，自1991年以来，Linus Torvalds 便着手编制属于自己的操作系统，随着研Linux 操作系统构建原理与应用Theory and application of Linux operating system张 君 ZHANG Jun（呼伦贝尔学院，呼伦贝尔 021000）摘 要： 随着计算机科学与技术的飞速发展，Linux操作系统以其开源、模块化程度高、硬件支持多等特点获得了前所未有的发展，本课题皆在通过详细介绍Linux操作系统的起源，内核架构原理等基础知识，为广大读者提供全面的专业知识，课题的最后介绍了Linux操作系统目前的应用现状。
关键词： Linux；原理；调度；GNU中图分类号：TP316 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2012)2(下)-0154-03Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2012.2(下).48收稿日期：2011-10-30作者简介：张君（1978－），女，辽宁义县人，讲师，研究方向为计算方法理论。
究的深入，Linux 操作系统不仅改变了传统的操作系统的编程模式，还成为了目前微软操作系统的最强大的竞争对手。
1 Linux 内核操作系统的诞生是围绕着计算机的软件以及硬件而发展的，Linux 操作系统的诞生的目的便是用于和硬件进行通信，并为使用者提供服务的最底层的支撑软件，计算机的软件以及硬件是相互关联的，绝不能分割开。
一个完整的计算机是由许多个硬件部件组成的，比如，处理器、内存、外围输入输出设备、硬盘等一些列电子设备。
但是，这些硬件没有得到软件的支撑，硬件是毫无意义的。
使得这些硬件能够投入工作的软件便是操作系统，操作系统也可以理解为硬件使能的软件，Linux 操作系统中的操作系统指的是“内核”或者“核心”，一个完整的Linux 内核主要有以下几个主要部分组成：文件系统、网络通信、存储管理系统、系统调用、CPU 和进程管理以系统初始化引导等。
操作系统的分析需要明确操作系统的体系架构，因此，分析操作系统不能仅仅局限于某一个角度、分析操作系统的其中的一个目标便是能够使得我们能够更加清晰理解操作系统的源码。
Linux 内核从架构上得到创新，实现了技术性比较强的体系架构属性。
一方面，Linux 内核是由很多个子系统组成的，另外一个方面，Linux 操作系统将所有的服务集成与内核一体中，因此，Linux 内核又是一个完整的整体。
这些与微内核的体系架第34卷 第2期 2012-2(下)【155】构存在着诸多不同之初，微内核先是会为用户提供一些简便的、使用频率高的服务，比如输入输出、内存管理以及通信等，但是，微内核却将具体的服务都嵌入到微内核层中。
随着Linux 内核的不断发展，Linux 内核已经发展的非常稳定，并且在内存的使用以及CPU 的使用上面大大提高了效率。
此外，Linux 内核具备非常好的移植特性，Linux 内核编译通过之后便可以运行在不同类型的CPU 处理器中以及体系架构不同的平台上。
2 Linux 操作系统构建原理Linux 的研发团队可以称之为Linux 社区，他们主要负责开发以及规范Linux 内核，并将内核的版本控制成唯一的。
但是，实际中的Linux 操作系统中的内核的版本则指的是Linux 内核的版本号。
Linux1.0是Linux 内核的第一版，诞生于1994年3月14日，从此之后，Linux 内核版本便会不断被更新。
Linux 内核为了能够友好的与Copyright 相对照，特将已经发展标准的GNU 许可协议修改为Copyleft 。
通用的公共许可(GPL)授权用户可以拷贝、修改以及销售带有Copyleft 的应用程序，或者Copyright 应用程序，但是，必须确保应用程序可以进一步的进行拷贝、修改以及销售，同时，也必须确保其余的用户也可以无偿的获取最新的内核源码。
实践证明。
通用的公共许可(GPL)在Linux 内核发展的过程中起到了非常大的作用，GPL 不仅将Linux 带入了商业化的阶段，还使得Linux 编程人员更加团结，不断的诱惑新的系统爱好者加入到Linux 中。
一个Linux 内核主要由下面几个子系统组成：系统调用接口：系统调用接口简称SCI ，SCI 主要是为执行从用户空间到内核的一系列的函数调用提供特殊的机制。
SCI 主要依赖于操作系统的体系架构，SCI 的实现源码主要存放在文件路径./linux/kernel 中，而依赖的体系架构源码则存放在./linux/arch 中；进程管理，进程管理子系统的主要工作是执行相关的进程操作。
通常情况下，进程管理在内核中也称之为线程管理，主要代表的是单独的CPU 虚拟化。
进程这个术语一般情况下在用户空间叫的比较多，但是Linux 内核并没有将进程与线程两个概念分别开来、Linux 内核中新的进程的创建方式是通过SCI 提供的应用程序编程接口（API ），通过提供的API ，用户可以通过执行kill 、exit 命令停止相关进程，并可以在进程与进程之间实现同步与通信，通信机制主要有signal 或者POSIX 机制。
进程管理个工作还需要负责处理不同进程之间如何共享CPU 的需求的操作。
因此，O(1)调度程序便随着Linux 内核的诞生而被研究出来，该算法是一种全新的调度算法，无论目前竞争CPU 的进程有多少个，O(1)调度程序算法均可以在固定的世间中进行操作，可以理解为调度进程的时间是固定的，不会因为竞争CPU 的进程是数量而变化。
O(1)调度程序算法还可以支持多种CPU 处理器（称为对称多处理器或SMP ）。
进行管理的源码部分主要在内核的文件系统中的./linux/kernel 文件中，而依赖于体系结构的源代码则存放在./linux/arch 中。
内存管理：内存管理是Linux 内核管理的非常重要的资源。
Linux 内核为了提高整个操作系统的效率，虚拟内存交由硬盘进行管理，其管理方式则是按照内存中的区、块、页的方式，最小的管理方式便是页。
Linux 内核不仅对可用内存进行管理，还管理着虚拟内存映射以及物理映射所采用的硬件机制进行管理，整个linux 内核管理的内存要高于4KB 缓冲区。
Linux 内存管理模式采用的是抽象4KB 的缓冲区，比如采用slab 分配器，其基数便是这4KB 缓冲区，接着从中分配结构，并及时的跟踪内存页的使用情况，比如哪些页面是坏页，哪些页面已经写满以及哪些页面是空的、可用的等。
这样便可以使得操纵系统能够根据页的使用情况对内存进行动态适时调整。
文件系统路径./linux/mm 中存放着内存管理的相关的程序源码。
虚拟文件系统：虚拟文件系统简称为VFS ，是Linux 内核中相对比较重要的一个子系统，主要作用是为内核的文件系统提供通用的抽象接口，存在与文件系统与SCI 之间，可以理解为二者之间的交换层，VFS 上面便是文件系统与用户之间，比如为用户提供类似open 、close 等函数的一个通用API 抽象。
VFS 下面则是文件系统的抽象，主要是定义了API 抽象函数的实现形式。
文件系统的源码存放在./linux/fs 文件中。
3 Linux 操作系统应用Linux 操作系统是免费的、开源的，因此，Linux 操纵系统为测试新的协议提高了一个优秀的【156】 第34卷 第2期2012-2(下)平台。
Linux 操作系统集成了市面上通用的网络协议，不仅支持TCP/IP 网络传输协议，还支持GbE 级别以上的高速网络传输协议。
Linux 内核是以模块的形式进行编译的，是动态的，用户可以根据需要对内核中的软件组件进行删除以及添加操作，Linux 内核又称之为动态可加载内核。
Linux 内核最为独特的一点便是Linux 内核还可以嵌入到其余的操作系统中运行，实现了在操作系统中运行操作系统的模式。
目前，Linux 内核为了扩充运用，在内核中为用户空间添加了一个全新的应用接口，称为KVM —基于内核的虚拟机，KVM 允许别的非Linux 的操作系统在启用了KVM 的内核之上运行，惟一的限制是底层处理器必须支持新的虚拟化指令。
Linux 操作系统的应用遍及各个领域，目前一些国家正在将其电子政务系统向Linux 平台迁移。
中国政府在Linux 领域一直给予极大的支持，出台了一系列加强Linux 软件标准建设的一系列重要举措，这些重要举措是：成立Linux 软件标准工作组、建立国家Linux 公共服务平台体系和出台软件政府采购管理办法。
标准工作组致力突破重大应用瓶颈，目前在推广Linux 应用中，标准问题已经成为当务之急。
任何一项新技术发展到一定程度，如果没有统一的标准就没有了方向。
最终的目标是让Linux 与Windows 精确兼容[3]，所谓精确兼容，就是使用Linux 的效果要与Windows 非常接近，在有限应用，如桌面Office 、Email 、浏览器等应用中，Linux 与原来的Windows 能够很好地衔接，这就是标准。
公共平台服务中小企业，Linux 的标准非常重要，而建立Linux 评测体系和公共服务也同等重要，从政府的角度出发，目前正在建立一个国家Linux 公共服务平台，为广大中小企业创造更好的创新环境。