部分  概論與基本操作

第1章  安裝CentOS 7

1.1  實驗目的

1.2  實驗環境

1.3  預備知識

1.3.1  虛擬機簡介

1.3.2  CentOS簡介

1.3.3  安裝CentOS基礎知識

1.4  實驗步驟

1.4.1  創建虛擬機

1.4.2  使用ISO文件安裝CentOS 7

1.5  思考與練習

第二部分  Linux操作基礎

第2章  Linux的啟動、登錄和關機

2.1  實驗目的

2.2  實驗環境

2.3  預備知識

2.4  實驗步驟

2.4.1  啟動和登錄Linux

2.4.2  練習完成以下操作

2.4.3  注銷繫統與關機

2.5  思考與練習

第3章  Linux的權限用戶(組)管理基本操作

3.1  實驗目的

3.2  實驗環境

3.3  預備知識

3.3.1  與權限用戶(組)管理相關的文件

3.3.2  權限用戶管理命令

3.3.3  權限用戶組管理命令

3.3.4  密碼管理命令

3.4  實驗步驟

3.4.1  權限用戶創建和管理

3.4.2  練習完成以下操作

3.5  思考與練習

第4章  vi文本編輯器的使用

4.1  實驗目的

4.2  實驗環境

4.3  預備知識

4.4  實驗步驟

4.5  思考與練習

第三部分  文 件 管 理

第5章  Linux文件(目錄)訪問權限

5.1  實驗目的

5.2  實驗環境

5.3  預備知識

5.3.1  Linux文件繫統

5.3.2  Linux文件屬性

5.3.3  常用文件操作命令

5.4  實驗步驟

5.4.1  查看和修改文件的權限

5.4.2  用戶和用戶組權限設置測試

5.5  思考與練習

第6章  Linux常用文件繫統

6.1  實驗目的

6.2  實驗環境

6.3  預備知識

6.3.1  硬盤參數

6.3.2  Linux常用文件繫統

6.3.3  文件繫統常用操作命令

6.3.4  xfs文件繫統的信息

6.3.5  AG超級塊信息

6.4  實驗步驟

6.4.1  使用命令ls查看文件屬性信息

6.4.2  使用命令df查看文件繫統磁盤占用信息

6.4.3  查看xfs文件繫統的描述數據

6.4.4  查看inode信息數據

6.5  思考與練習

第7章  Linux文件繫統的管理

7.1  實驗目的

7.2  實驗環境

7.3  預備知識

7.3.1  文件繫統的創建

7.3.2  文件繫統的注冊和注銷

7.3.3  文件繫統的安裝與卸載

7.4  實驗步驟

7.4.1  查看文件繫統的安裝情況

7.4.2  文件繫統的創建及使用

7.4.3  文件繫統的自動掛載

7.5  思考與練習

第四部分  進 程 管 理

第8章  Linux進程查看及計劃任務

8.1  實驗目的

8.2  實驗環境

8.3  預備知識

8.3.1  進程管理和監控常用命令

8.3.2  Linux繫統中作業啟動

8.4  實驗步驟

8.4.1  進程查看命令練習

8.4.2  計劃任務配置

8.5  思考與練習

第9章  GCC編譯器的使用

9.1  實驗目的

9.2  實驗環境

9.3  預備知識

9.3.1  GCC編譯器

9.3.2  GDB調試器

9.3.3  Linux文件操作函數簡介

9.3.4  fork()函數

9.4  實驗步驟

9.4.1  gcc編譯程序

9.4.2  用fork創建子進程

9.5  思考與練習

第10章  子進程的創建

10.1  實驗目的

10.2  實驗環境

10.3  預備知識

10.4  實驗步驟

10.4.1  子進程創建示例

10.4.2  子進程創建編程

10.4.3  返回子進程退出狀態

10.5  思考與練習

第11章  進程同步與互斥

11.1  實驗目的

11.2  實驗環境

11.3  預備知識

11.3.1  進程同步與互斥概念

11.3.2  P、V操作與信號量

11.3.3  利用P、V操作實現進程的同步與互斥

11.4  實驗步驟

11.4.1  生產者—消費者問題

11.4.2  一個簡單例子

11.5  思考與練習

第12章  信號通信及管道通信

12.1  實驗目的

12.2  實驗環境

12.3  預備知識

12.3.1  信號通信

12.3.2  管道通信

12.4  實驗步驟

12.4.1  信號通信源程序

12.4.2  無名管道通信源程序

12.4.3  有名管道通信源程序

12.5  思考與練習

第13章  消息隊列通信及共享內存通信

13.1  實驗目的

13.2  實驗環境

13.3  預備知識

13.3.1  消息隊列通信

13.3.2  共享內存通信

13.4  實驗步驟

13.4.1  消息隊列通信

13.4.2  共享內存通信

13.5  思考與練習

第14章  信號量通信

14.1  實驗目的

14.2  實驗環境

14.3  預備知識

14.3.1  信號量集的概念

14.3.2  信號量集涉及的函數及結構

14.4  實驗步驟

14.5  思考與練習

第15章  套接字通信

15.1  實驗目的

15.2  實驗環境

15.3  預備知識

15.3.1  socket概述

15.3.2  socket編程所涉及的基本函數

15.3.3  socket編程模型

15.4  實驗步驟

15.4.1  socket通信服務器端源代碼

15.4.2  socket通信客戶端源代碼

15.5  思考與練習

第16章  銀行家算法

16.1  實驗目的

16.2  實驗環境

16.3  預備知識

16.3.1  死鎖的概念

16.3.2  銀行家算法

16.4  實驗步驟

16.5  思考與練習

第五部分  存 儲 管 理

第17章  內存監控和回收

17.1  實驗目的

17.2  實驗環境

17.3  預備知識

17.3.1  內存實時查看命令

17.3.2  /proc/meminfo文件

17.3.3  內存分配及釋放

17.4  實驗步驟

17.5  思考與練習

第18章  Linux虛擬內存

18.1  實驗目的

18.2  實驗環境

18.3  預備知識

18.3.1  32位的Linux虛擬內存、內核空間和用戶空間

18.3.2  64位的Linux虛擬內存、內核空間和用戶空間

18.4  實驗步驟

18.5  思考與練習

第六部分  設 備 管 理

第19章  設備查看與設備驅動

19.1  實驗目的

19.2  實驗環境

19.3  預備知識

19.3.1  設備相關文件

19.3.2  設備號

19.3.3  stat命令

19.3.4  設備驅動程序

19.4  實驗步驟

19.4.1  設備查看操作

19.4.2  驅動程序示例

19.5  思考與練習

第七部分  Linux網絡配置與管理

第20章  網絡配置與shell編程

20.1  實驗目的

20.2  實驗環境

20.3  預備知識

20.3.1  網絡參數配置方法

20.3.2  shell程序編程簡介

20.4  實驗步驟

20.4.1  網絡參數查看及配置

20.4.2  shell程序設計

20.5  思考與練習

第21章  基於KVM的虛擬機安裝

21.1  實驗目的

21.2  實驗環境

21.3  預備知識

21.4  實驗步驟

21.4.1  安裝虛擬化軟件包

21.4.2  安裝虛擬機

21.5  思考與練習

附錄AVMware Workstation 14 Pro使用指南

A.1  認識虛擬機

A.1.1  虛擬機簡介

A.1.2  虛擬機的優點

A.1.3  使用虛擬機的繫統環境

A.1.4  關於虛擬機的4個術語

A.2  使用虛擬機

A.2.1  啟動虛擬機

A.2.2  關閉虛擬機

A.2.3  為虛擬機拍攝快照

A.3  配置虛擬機的網絡

A.3.1  橋接模式

A.3.2  網絡地址轉換模式

A.3.3  僅主機模式

A.3.4  自定義配置模式

A.4  配置VMware虛擬網絡

A.4.1  添加虛擬網卡

A.4.2  虛擬網絡編輯器

附錄B使用yum安裝軟件包

B.1  直接使用Internet安裝軟件包

B.2  使用本地光盤源安裝軟件包

附錄CELF文件簡介

C.1  ELF file header

C.2  Section header

C.3  Program segment header

C.4  ELF文件實例分析

C.5  readelf命令

附錄Dmakefile文件簡介

D.1  makefile的語法

D.2  偽目標

D.3  make命令

D.4  自定義變量與繫統變量

參考文獻

Linux是一套免費使用和自由傳播的類UNIX操作繫統，是一個基於POSIX和UNIX的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作繫統。Linux不僅具有繫統性能穩定的優點，而且是開源軟件，目前已廣泛應用於繫統開發、繫統管理與維護、語言開發及嵌入式軟件開發等多個領域。盡管Linux有許多發行版本，但它們都使用了Linux內核。CentOS作為Linux的社區發行版本，其源代碼來自於Red Hat Enterprise Linux（RHEL），獲得了包括淘寶、網易等互聯網企業青睞。
作為學習Linux操作繫統原理的實驗配套教材，主要解決的問題是實驗內容的選取和理論與實踐的有機結合。本教材從初學者的角度入手，按照知識體繫結構，逐步增加知識點。全書根據操作繫統的功能模塊設計了21個實驗，供教師、學生和讀者選用。每個實驗內容包括： 實驗目的、實驗環境、預備知識、實驗步驟以及思考與練習等。
本書特色
（1） 突出基本概念和基本方法的實踐教學。
本教材內容緊緊圍繞基本概念和基本方法，著重講解操作繫統核心的內容，通過實踐教學去加深對理論知識的理解。同時，遵循由易到難的原則，合理安排教學模塊的順序，在學習完Linux的基本操作後，先學習文件繫統，再學習進程管理，以適當降低學生學習的難度，這也是有別於其他許多教材的地方。
（2） 將理論知識應用於實踐，培養學生的應用能力。
操作繫統是計算機繫統中重要的繫統軟件，對操作繫統工作原理的學習，對培養學生IT素養、編程能力、網絡運行維護能力、網絡安全能力，以及學習其他IT專業課程，無疑具有非常重要的意義。本教程偏重於對操作繫統原理的認識、理解，實驗內容多為設計型實驗和驗證性實驗，以培養學生的應用能力。
（3） 采用操作繫統的較新成果，突出新技術、新知識的應用。
雖然目前操作繫統的原理沒有太多的變化，但實現技術、方法卻在不斷的創新。對於應用型本科院校，筆者的觀點是應該讓學生盡可能早地接觸到的IT前沿技術。因此，本教材采用了較新的Linux版本CentOS 7，該版本在很多地方都和以前的Linux版本有所不同。例如，文件繫統默認采用了xfs而不再是ext4； 繫統啟動使用systemd目標替換了之前的runlevel級別等。另外，從CentOS 7版本開始，虛擬化、雲計算等方面的功能支持更加強大，讓學生提前熟悉這個雲操作繫統，也為今後專業課程的學習打下良好的基礎。
配套資源
為便於教學，本書配有程序源碼、電子課件、教學大綱、教學日歷、習題答案。獲取方式： 可以掃描本書封底的課件二維碼下載。

本教材主要由廣州大學華軟軟件學院網絡技術繫的崔繼、軟件工程繫的鄧寧寧編寫，崔繼編寫第1~10章，第17~21章； 鄧寧寧編寫第11~16章； 參加編寫、統稿的還有陳孝如、廖景榮。

由於時間倉促和作者水平有限，書中疏漏和不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。

作者
2020年7月