本教材不仅深入剖析了操作系统的核心原理，还通过结合μC/OSⅡ的源码分析和国产操作系统openEuler的实验项目，使学生能够将理论知识应用于实际操作中，从而加深对操作系统工作原理的理解。
1.教材的基本结构
教材共6章，遵循TOPCARESCDIO的教学指导原则，内容涵盖操作系统概述、进程管理、进程调度、死锁、内存管理、设备管理，以及文件管理等方面。不仅强调理论，同时也重视实践。
本教材的逻辑导学图如图所示。
教材知识逻辑结构图
2.教材的内容组织
第1章 操作系统概述。本章主要介绍了操作系统的基本概念、发展、主要功能、基本特性和结构设计等内容。在实践环节中介绍了如何搭建μC/OSⅡ操作系统运行环境，以及如何在μC/OSⅡ操作系统中创建任务，同时还介绍了如何安装openEuler系统。
第2章 进程管理。本章主要介绍了进程和线程的基本概念、进程控制、进程同步机制以及经典的进程同步问题等内容。在实践环节中介绍了如何使用信号量机制完成μC/OSⅡ操作系统中任务的同步，同时还介绍了openEuler系统中进程的创建以及信号量的应用。
第3章 处理器调度与死锁。本章主要介绍了调度的分类、常用调度算法、死锁的成因、死锁的处理方法等内容。在实践环节中介绍了μC/OSⅡ操作系统中的调度算法的具体实现，同时还介绍了openEuler系统中银行家算法的实现。
第4章 存储管理。本章主要介绍了存储器管理的基本概念和实现技术，包括存储器的分区、基本分页、基本分段、段页式管理以及虚拟存储器的管理等内容。在实践环节中介绍了μC/OSⅡ操作系统中的内存管理的具体实现，同时还介绍了openEuler系统中页面置换算法的案例实现。
第5章 设备管理。本章主要介绍了设备管理的基本概念和功能。
第6章 文件管理。本章主要介绍了文件管理的基本概念、文件的逻辑结构和文件的物理结构等内容。
教材中的各章都设有“习题”一节，用以巩固本章知识点的学习效果；核心章设有项目实践环节，通过对μC/OSⅡ操作系统的源代码分析及国产openEuler操作系统的应用来理解操作系统中的理论内容。
附录对课程的教学知识点、能力要求等内容作了详细说明。
第1章操作系统概述1
1.1操作系统的概念1
1.1.1什么是操作系统1
1.1.2操作系统做了什么2
1.1.3操作系统的主要功能3
1.1.4操作系统的特征6
1.1.5操作系统性能指标6
1.2操作系统的发展过程与分类7
1.2.1操作系统的发展7
1.2.2无操作系统的计算机系统8
1.2.3单道批处理系统9
1.2.4多道批处理系统9
1.2.5分时系统10
1.2.6实时系统10
1.2.7网络操作系统11
1.2.8分布式操作系统12
1.2.9嵌入式操作系统13
1.3操作系统与用户接口13
1.3.1程序接口14
1.3.2命令接口14
1.3.3作业控制级接口15
1.4操作系统的结构16
1.4.1操作系统的基本结构16
1.4.2处理器的双重工作模式18
1.4.3中断与异常18
1.5计算机的启动过程19
本章小结22
项目：μC/OSⅡ环境搭建与测试22
项目：openEuler系统的安装26
典型题分析35
习题36
第2章进程管理40
2.1进程的引入41
2.1.1程序的顺序执行41
2.1.2程序的并发执行42
2.1.3引入进程45
2.1.4进程的特征与类型46
2.2进程状态及其转换47
2.3进程切换49
2.4进程的描述50
2.4.1进程控制块50
2.4.2进程控制块的组织方式51
2.5进程控制53
2.5.1进程的创建和撤销53
2.5.2进程的阻塞和唤醒55
2.5.3进程的挂起与激活56
2.6进程互斥56
2.6.1进程互斥的概念57
2.6.2锁58
2.6.3其他几种锁60
2.7信号量机制61
2.7.1进程同步的概念61
2.7.2信号量的概念62
2.7.3wait和signal操作64
2.7.4用信号量实现进程间互斥65
2.7.5用信号量实现进程间同步67
2.8经典的进程同步问题70
2.8.1生产者消费者问题70
2.8.2读者写者问题72
2.8.3哲学家进餐问题74
2.9进程间通信76
2.10线程77
2.10.1线程的基本概念77
2.10.2线程的分类79
本章小结80
项目：μC/OSⅡ中的任务80
项目：μC/OSⅡ信号量机制86
项目：openEuler系统中创建多个并发进程95
项目：openEuler系统中信号量机制的应用97
典型题分析100
习题103
第3章处理器调度与死锁116
3.1处理器调度基本概念117
3.1.1处理器调度的层次117
3.1.2处理器的调度队列模型118
3.2调度算法的选择原则120
3.2.1算法选择依据120
3.2.2进程调度方式121
3.3常用调度算法122
3.3.1先来先服务调度算法122
3.3.2短作业优先调度算法（SJF）或短进程优先调度算法（SPF）123
3.3.3高响应比优先调度算法（HRRN）124
3.3.4最高优先级（FPF）优先调度算法126
3.3.5基于时间片轮转的调度算法126
3.4死锁概述128
3.5预防死锁130
3.6避免死锁131
3.7死锁的检测与解除135
本章小结137
项目：μC/OSⅡ进程调度策略137
项目：openEuler系统中银行家算法的编程实现141
典型题分析147
习题149
第4章存储管理161
4.1存储管理的基本概念162
4.1.1存储管理的目的和功能162
4.1.2存储管理的方式166
4.2连续分配方式167
4.2.1单一连续分配167
4.2.2固定分区存储管理167
4.2.3动态分区存储管理169
4.2.4交换技术178
4.3离散分配方式179
4.3.1基本分页存储管理方式179
4.3.2基本分段存储管理方式185
4.3.3段页式存储管理方式188
4.4虚拟存储器191
4.4.1虚拟存储器的引入191
4.4.2虚拟存储器的实现192
4.4.3虚拟存储器的特征193
4.5请求分页存储管理194
4.5.1请求分页中的硬件支持194
4.5.2内存的分配196
4.5.3页面置换算法198
4.5.4页面抖动现象201
4.6请求分段存储管理201
4.6.1段表机制201
4.6.2缺段中断机构201
4.6.3地址变换机构202
本章小结203
项目：μC/OSⅡ动态内存管理203
项目：openEuler系统中虚拟存储管理器的页面调度210
典型题分析214
习题217
第5章设备管理225
5.1设备管理的目的和功能225
5.2I/O设备硬件结构和软件组成226
5.2.1I/O设备的硬件结构226
5.2.2I/O设备的软件组成228
5.3I/O设备控制方式229
5.3.1程序循环测试方式229
5.3.2中断驱动I/O控制方式230
5.3.3直接存储器存取（DMA）方式231
5.3.4I/O通道方式232
5.4设备管理中所使用的技术234
5.4.1中断技术234
5.4.2通道技术234
5.4.3缓冲技术237
5.4.4虚拟设备和SPOOLing技术240
5.5设备的分配和设备处理程序241
5.5.1设备分配中的数据结构241
5.5.2设备的独立性243
5.5.3分配中应考虑的因素243
5.6磁盘存储设备管理244
5.6.1磁盘概述244
5.6.2磁盘调度算法245
5.6.3廉价磁盘冗余阵列248
5.6.4固态硬盘249
本章小结250
典型题分析250
习题251
第6章文件管理256
6.1文件系统基本概念256
6.1.1文件256
6.1.2文件系统257
6.1.3文件类型258
6.1.4文件操作259
6.2文件的组织结构260
6.2.1文件的逻辑结构260
6.2.2文件的物理结构/磁盘空间分配方式261
6.3文件目录267
6.3.1文件控制块和索引节点267
6.3.2文件目录结构268
6.4空闲磁盘空间的管理269
6.4.1空闲表法269
6.4.2空闲链表法269
6.4.3位示图法270
6.4.4成组链接法271
6.5文件的共享272
6.5.1基于索引节点的共享方式272
6.5.2利用符号链实现文件共享273
本章小结274
典型题分析274
习题276
附录学习知识要点及能力要点279
参考文献282
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