本書以Windows Server 2008為范例，針對高職高專學生的特點，總結作者多年從事教學和實際應用開發的經驗，由淺入深，基本理論以夠用為度，理論結合實際，講述操作系統的基本原理及實際應用。

操作系統原理是高職高專計算機類相關專業的必修課，而適合高職高專特點的操作系統原理教材較少，特別是結合當代實際應用且理論聯系實際的教材更少。傳統的操作系統教材以設計操作系統為出發點，理論講述過于深奧，結合實際的操作系統過少，不太適合高職高專計算機類相關專業的培養目標。

本書以Windows Server 2008為范例，針對高職高專學生的特點，總結作者多年從事教學和實際應用開發的經驗，由淺入深，基本理論以夠用為度，理論結合實際，講述操作系統的基本原理及實際應用。

全書共9章，各章內容簡述如下：

第1章 操作系統引論。主要介紹操作系統概述、操作系統發展歷史、操作系統的分類，并針對Windows Server 2008的特點增加了一些新的實用內容。

第2章 文件管理。介紹文件的結構及存取方法、文件目錄、文件的使用、Windows Server 2008文件系統、磁盤管理員、磁盤卷文件的壓縮、加密與磁盤整理等。

第3章 進程管理。介紹進程和線程的描述、進程的控制、進程調度、進程同步、互斥與通信、Windows Server 2008的線程調度、中斷和異常處理、Windows Server 2008的同步與互斥機制、進程通信——本地過程調用（LPC）等。

第4章 存儲管理。主要介紹存儲管理的目的和功能、覆蓋和交換技術、虛擬存儲技術、緩沖存儲器、存儲管理機制、Windows Server 2008的內存管理。

第5章 設備管理。主要介紹設備管理的目標和功能、I/O控制方式、緩沖技術、設備分配、Windows Server 2008的I/O系統。

第6章 作業管理。主要介紹作業的概念、作業調度、用戶與操作系統的接口、作業控制。

第7章 UNIX系統簡介。介紹UNIX操作系統概述、系統結構、文件系統、管道pipe、系統調用、shell語言。

第8章 Linux系統簡介。介紹Linux的發展與特性、Linux文件系統、Linux的shell簡介。

第9章 上機實訓。以Visual C++程序為例，調試和理解進程和線程的概念，有案例程序源代碼，方便上機實訓。

本書通過精心組織和編排，前5章的前一部分講述操作系統的基本原理、基本概念，后一部分講述Windows Server 2008的具體技術實現，前后呼應，互為補充，避免了傳統操作系統教材以設計操作系統為出發點，理論講述過于深奧，結合實際的操作系統過少的缺點，通過本教材的學習，不僅可以掌握操作系統的基本原理，而且可以通過上機實訓加深對基本原理和基本概念的理解，并能夠使用具體的操作系統。

本書還配有相應的教學大綱、習題解答、考試試卷及答案、電子教案、案例程序源代碼等。讀者可以從中國水利水電出版社網站和萬水書苑下載相關教學資源，網址為：http://www. waterpub.com.cn/或http://www.dgboyong.cn/，或與作者（jnjtsxj@163.com）聯系，獲取更多的教學服務支持。

本書建議學時60學時左右，學時分配表如下：

章 名 學時數（理論+上機）

第1章 操作系統引論 4+2

第2章 文件管理 8+2

第3章 進程管理 14+2

第4章 存儲管理 8+2

第5章 設備管理 6+2

第6章 作業管理 2

第7章 UNIX系統簡介 2+2

第8章 Linux系統簡介 2+2

總計 60

本書由沈祥玖編著，主要編寫人員分工如下：第1、2、3章由沈祥玖編寫，第4、5章由李作緯編寫，第3、6、7章由徐延峰編寫，第8章由王守強編寫，第9章由王紅和錢斌編寫。全書由沈祥玖統編定稿，參加編寫的還有周昊、曹梅紅、周建玲、徐成強、張圣老師。在此一并表示感謝。

由于編者水平有限，本書可能還有不足之處，希望讀者提出寶貴意見。

編 者

2011年1月

前言

第1章 操作系統引論 1
1.1 操作系統概述 1
1.1.1 計算機系統 1
1.1.2 操作系統的作用 3
1.1.3 操作系統的功能 4
1.2 操作系統發展歷史 6
1.2.1 操作系統發展的主要動因 7
1.2.2 手工操作階段 8
1.2.3 單道批處理系統 8
1.2.4 多道批處理系統 9
1.2.5 分時操作系統 10
1.2.6 實時系統 12
1.3 操作系統的分類 12
1.3.1 多處理機操作系統 13
1.3.2 網絡操作系統 13
1.3.3 分布式操作系統 14
1.3.4 嵌入式操作系統 14
1.3.5 通用操作系統 14
1.3.6 微機操作系統 15
1.4 Windows Server 2008簡介 17
1.4.1 服務器角色 18
1.4.2 Windows Server 2008的核心技術 18
1.4.3 產品系列比較 21
1.5 Windows Server 2008模塊結構 21
1.5.1 Windows Server 2008結構縱覽 22
1.5.2 用戶模式與內核模式的比較 22
1.5.3 Windows Server 2008結構部件 23
1.6 Windows Server 2008執行體中的重要組件 27
1.6.1 對象管理器（Object Manager） 27
1.6.2 進程管理器（Process Manager） 27
1.6.3 虛擬內存管理器（Virtual Memory
Manager） 27
1.6.4 本地過程調用功能（Local Procedure
Call Facility） 28
1.6.5 安全參考監視器（Security Reference
Monitor） 28
1.6.6 I/O管理器（I/O Manager） 28
本章小結 29
習題一 29
第2章 文件管理 31
2.1 文件、文件系統與文件分類 31
2.1.1 文件和文件系統 31
2.1.2 文件的分類 32
2.2 文件的結構及存取方法 33
2.2.1 文件的邏輯結構 33
2.2.2 文件的物理結構 34
2.2.3 文件的存取方法 36
2.2.4 文件存儲空間管理 37
2.3 文件目錄 37
2.3.1 單級和二級目錄 38
2.3.2 多級目錄 38
2.3.3 文件目錄檢索 39
2.4 文件的使用 41
2.4.1 文件操作的系統調用 41
2.4.2 文件共享、保護和保密 43
2.5 Windows Server 2008文件系統 45
2.5.1 FAT文件系統 45
2.5.2 NTFS文件系統 46
2.5.3 管理文件與文件夾的訪問許可權 48
2.6 磁盤管理員 55
2.6.1 磁盤管理的控制臺 55
2.6.2 創建主磁盤分區 58
2.6.3 創建擴展磁盤分區 60
2.6.4 指定“活動”的磁盤分區 61
2.6.5 對已創建磁盤分區的常用操作 62
2.7 磁盤卷 63
2.7.1 升級為動態磁盤 63
2.7.2 簡單卷 64
2.7.3 擴展簡單卷 65
2.7.4 跨區卷 65
2.7.5 帶區卷 66
2.7.6 鏡像卷 66
2.7.7 RAID-5卷 67
2.8 文件的壓縮、加密與磁盤整理 68
2.8.1 文件、文件夾的壓縮與解壓縮 69
2.8.2 文件復制或移動對壓縮屬性的影響 70
2.8.3 文件與文件夾的加密、解密 70
2.8.4 磁盤整理與故障恢復 70
本章小結 71
習題二 71
第3章 進程管理 74
3.1 進程的引入 74
3.1.1 前趨圖 74
3.1.2 程序的順序執行 75
3.1.3 程序的并發執行 76
3.2 進程和線程的描述 79
3.2.1 進程的概念 79
3.2.2 進程狀態 81
3.2.3 進程實體 82
3.2.4 線程 86
3.3 進程的控制 87
3.3.1 建立進程原語 88
3.3.2 撤消進程原語 88
3.3.3 進程阻塞原語 88
3.3.4 進程喚醒原語 89
3.3.5 掛起進程原語 89
3.3.6 解除掛起原語 89
3.4 進程調度 90
3.4.1 調度類型 90
3.4.2 進程調度算法 92
3.5 死鎖 96
3.5.1 死鎖的產生 96
3.5.2 死鎖的解決方法 98
3.6 進程同步、互斥與通信 103
3.6.1 進程的互斥與同步 103
3.6.2 加鎖與開鎖 104
3.6.3 信號量上的P、V操作 106
3.6.4 進程通信 111
3.7 Windows Server 2008 進程的相關概念 114
3.7.1 Windows Server 2008的基本成分
——對象、進程和線程 114
3.7.2 Windows Server 2008的內核 120
3.8 Windows Server 2008的線程調度 120
3.8.1 Windows Server 2008調度概述 120
3.8.2 優先級 121
3.8.3 時間片 122
3.8.4 描述表切換 123
3.8.5 線程狀態及調度 123
3.8.6 調整線程調度 126
3.8.7 對稱多處理機系統上的線程調度 128
3.9 中斷和異常處理 128
3.9.1 陷阱處理程序 128
3.9.2 中斷調度 129
3.9.3 異常調度 131
3.9.4 系統服務調度 131
3.10 Windows Server 2008的同步與互斥
機制 132
3.10.1 內核同步 132
3.10.2 執行體同步 133
3.11 進程通信——本地過程調用（LPC） 136
本章小結 137
習題三 137
第4章 存儲管理 140
4.1 存儲管理的目的和功能 140
4.2 覆蓋和交換技術 141
4.2.1 覆蓋技術 141
4.2.2 交換技術 142
4.3 虛擬存儲技術 143
4.3.1 虛擬存儲器的基本概念 143
4.3.2 虛擬存儲器建立的主要問題 143
4.4 緩沖存儲器 144
4.4.1 緩沖存儲器的結構 144
4.4.2 緩沖存儲器的工作原理 146
4.5 存儲管理機制 146
4.5.1 分區存儲管理 146
4.5.2 分頁存儲管理 150
4.5.3 分段存儲管理 155
4.5.4 段頁式存儲管理 161
4.6 Windows Server 2008的內存管理 162
4.6.1 內存管理器的結構和功能 162
4.6.2 地址空間分布 166
4.6.3 地址變換 167
4.6.4 頁面錯誤處理 171
4.6.5 頁面調度策略和工作集 173
4.6.6 物理內存管理 176
本章小結 181
習題四 181
第5章 設備管理 185
5.1 設備管理的目標和功能 185
5.1.1 設備的分類 185
5.1.2 設備管理的目標和功能 186
5.2 I/O控制方式 187
5.2.1 查詢方式 188
5.2.2 節中斷方式 188
5.2.3 直接內存存取方式 189
5.2.4 通道方式 189
5.3 緩沖技術 191
5.4 設備分配 192
5.4.1 設備分配策略 192
5.4.2 設備分配程序 196
5.5 Windows Server 2008 的I/O系統 200
5.5.1 I/O系統的結構 201
5.5.2 設備驅動程序 204
5.5.3 I/O系統的數據結構 208
5.5.4 I/O請求處理過程 210
本章小結 216
習題五 216
第6章 作業管理 219
6.1 作業的概念 219
6.2 作業調度 220
6.2.1 作業的狀態及其轉換 220
6.2.2 作業調度 221
6.3 用戶與操作系統的接口 224
6.3.1 系統調用 225
6.3.2 作業級的用戶接口 227
6.4 作業控制 228
6.4.1 脫機控制方式 228
6.4.2 聯機控制方式 229
本章小結 230
習題六 230
第7章 UNIX系統簡介 231
7.1 UNIX操作系統概述 231
7.2 UNIX系統結構 232
7.3 UNIX文件系統 233
7.3.1 UNIX文件系統概述 233
7.3.2 文件目錄結構和文件（路徑）名 234
7.3.3 與文件有關的系統調用 235
7.4 UNIX進程管理 235
7.4.1 進程和進程控制塊PCB 235
7.4.2 進程控制 237
7.5 UNIX設備管理 238
7.6 UNIX管道pipe 239
7.7 UNIX系統調用 240
7.8 UNIX shell語言簡介 240
本章小結 243
習題七 243
第8章 Linux系統簡介 245
8.1 Linux概述 245
8.1.1 Linux的發展 245
8.1.2 Linux的特性 246
8.2 Linux文件系統 248
8.2.1 概述 248
8.2.2 Ext2文件系統 249
8.2.3 Linux的虛擬文件系統 249
8.3 Linux內存管理 250
8.4 Linux中的進程管理 251
8.4.1 Linux的進程控制塊 251
8.4.2 Linux中的進程調度 251
8.4.3 Linux中的進程控制 251
8.4.4 Linux進程通信 252
8.5 Linux中的設備管理 252
8.5.1 概述 252
8.5.2 Linux中的設備驅動程序 253
8.6 Linux的shell簡介 253
8.6.1 了解Linux的shell 253
8.6.2 shell的一般用法 253
8.6.3 shell編程 257
本章小結 257
習題八 258
第9章 上機實訓 259
實訓一 Windows Server 2003/2008操作
系統的使用 259
實訓二 Windows Server 2003/2008操作
系統安裝 261
實訓三 Windows Server 2003/2008磁盤
管理 263
實訓四 Windows中的進程 265
實訓五 Windows進程的“一生” 270
實訓六 Windows線程同步 273
實訓七 在Windows Server 2003/2008系統
應用程序使用內存的情況 280
實訓八 外設與主板的硬件連接和安裝 281
實訓九 在Windows Server 2003/2008系統
中安裝設備驅動程序 282
實訓十 認知UNIX系統 282
實訓十一 認知Linux系統 285
參考文獻 288

1. Windows Server 2012配置與管理項目教程（微課版） [董艷華 秦其虹 張全英 楊云]
2. 網絡操作系統管理與配置——Windows Server 2008 [主 編 張慶玲 舍樂莫 張建軍]
3. 瘋狂Windows Server 2012 Hyper-V3.0實戰虛擬化講義 [王偉任]
4. Windows Server配置管理項目實訓教程（第二版） [平寒 侯春英 任寧 編著]
5. 計算機網絡操作系統（第二版）——Windows Server 2008管理與配置 [張浩軍 趙玉娟]
6. Windows Server 2008網絡管理 [主編 王隆杰 梁廣民 楊名川]
7. 局域網技術與組網工程 [宮紀明 主 編 ]
8. 計算機網絡操作系統——Windows Server 2003管理與配置 [張浩軍 主編]
9. 網絡操作系統（Windows Server 2003） [王紅]
10. 操作系統原理及應用（Windows Server 2003）學習指導、習題解析與實訓 [王紅]
11. 計算機網絡操作系統（第二版）——Windows Server 2003管理與配置 [張浩軍 陳莉 主編]
12. 操作系統原理及應用（Windows Server 2003） [王紅 主編]
13. 操作系統原理 [劉義常 主編]
14. 操作系統原理與實踐 [柯敏毅 李浩 主編]
15. Windows Server 2003配置管理項目實訓教程 [平寒 于靜 郭娟 楊云]
16. 操作系統原理及應用（Linux） [王紅 主編]
17. 操作系統原理教程（第二版） [連衛民 等編著]
18. Windows Server 2003服務器搭建、配置與管理（第二版） [劉曉輝 主編]
19. 操作系統原理及應用（Linux）（第二版） [王紅 主編]