《哈尔滨工业大学操作系统》是一本针对高等院校计算机专业学生的教材,内容涵盖了现代操作系统的基本原理和关键技术。
操作系统是计算机科学的重要组成部分之一,它负责管理并控制硬件与软件资源,并为用户提供一个友好的交互环境。哈工大的操作系统课程涵盖了这一领域的核心概念和技术,主要针对Windows和Linux两大常用操作系统进行深入讲解。
一、操作系统概述
操作系统的功能包括进程管理、内存管理、文件管理和设备管理等基本方面。它在协调计算机硬件与应用程序之间的工作中起着关键作用。
二、Windows操作系统
1. Windows架构:采用微内核结构,由用户模式和内核模式组成,并提供图形界面。
2. 进程管理:包括进程的创建、调度、通信及销毁机制以及线程的概念和使用方法。
3. 内存管理:涉及虚拟内存技术、分页与分段机制,还有内存保护措施等重要环节。
4. 文件系统:介绍NTFS和FAT文件系统的特性及其组织方式,并讨论权限管理和备份恢复问题。
5. 设备驱动程序:讲解设备模型以及即插即用特性和如何安装更新这些组件的过程。
6. 安全性设置:包括用户账户控制、防火墙配置及反病毒策略等。
三、Linux操作系统
1. Linux内核结构特点及其模块化设计,支持动态加载和卸载内核模块的功能。
2. Shell与命令行使用技巧,如Bash shell的运用以及编写脚本程序的能力。
3. 文件系统:描述EXT4文件系统的组织形式及权限控制机制等要点。
4. 进程管理技术:通过fork、exec、wait等系统调用来创建和销毁进程,并介绍守护进程的概念及其通信手段。
5. 内存分配策略:物理内存与交换空间的使用,以及优化内存使用的技巧。
6. 网络服务配置知识:包括网络协议栈的工作原理和服务端口如HTTP, FTP, DNS等的相关设置。
7. 安全措施:探讨权限模型、SELinux及防火墙规则等内容。
四、操作系统理论
1. 进程与线程的区别,以及多任务同步和通信的实现方法。
2. 虚拟内存技术及其页面替换算法的应用场景分析。
3. 输入输出管理机制,包括中断驱动IO, DMA技术和缓冲区操作等细节。
4. 存储器分配策略:分区、动态分区及磁盘调度算法的选择依据。
5. 进程调度理论和常用方法的比较与评估。
通过哈工大的操作系统课程学习后,学生能够全面掌握这两种主流系统的运作机理及其实际应用技巧。无论是在软件开发、系统维护还是网络安全领域,深入理解操作系统的原理都是极其重要的基础技能之一。