操作系统课程内容庞杂，涉及面广，是一门理论性和综合性都很强的课程，其实验课程的开设一直是各高等院校计算机相关专业比较棘手的问题。针对于此，我们拟编著以Linux系统为平台，从基本操作、Linux下C语言编程开始，到文件系统、操作系统用户接口、Linux内核驱动开发等，由浅到深，理论与实际相结合，教学与应用相结合的实验教程。把理论性很强的操作系统，通过应用来体现，同时把实践中一些与操作系统原理、Linux应用的内容整合到教材中去，使学生更有兴趣、更容易学习。本书共有12章，分为四大部分。第一部分主要讲Linux基础知识，包括Linux安装、Linux常用命令、Linux平台基础C程序开发。第二部分主要通过Linux应用体现操作系统原理，包括Linux进程实验、存储器管理实验、设备驱动实验、文件管理实验。第三部分主要讲Linux高级应用实验，包括图形用户接口、串口通信、网络管理。第四部分主要集中在第12章，操作系统最小系统构成实验。

操作系统是计算机的灵魂，它能有效管理计算机系统中的硬件资源和软件资源，是计算机最为重要的系统软件。由于操作系统的重要性，它已成为计算机专业的一门核心课程，在计算机本科教学中占有极其重要的地位。操作系统主要涉及对计算机软、硬件资源的控制和管理，理论性强，内容抽象。特别是在进程控制和内存管理中，需要通过严密的逻辑思维来想象微观世界中的处理机调度与运行。这种抽象、繁杂的内容不易理解，难以掌握。而操作系统实验课程可以帮助读者理解操作系统的原理和概念，掌握操作系统的有关知识，提高分析与解决问题的能力，增强实践动手应用能力。
但是，操作系统课程内容庞杂，涉及面广，理论性和综合性都很强，其实验应用课程的开设一直是各高校计算机专业教学比较棘手的问题。对部分高校进行调研，可以发现国内操作系统实验应用教材非常缺乏，所使用的教材普遍缺少实验内容。我们对操作系统实验类型进行了系统的分析，归纳为以下几种类型：
 操作型实验：针对具体操作系统，学习和掌握基本操作。
 验证型实验：选取操作系统中的一些典型算法，通过程序模拟实现。
 源代码型实验：根据操作系统源代码完成相应实验。
 独立设计型实验：学生独立设计一个结构相对简单但功能基本完备的小型操作系统。
本书以Linux系统为平台，从基本操作、Linux下C语言编程开始，到Linux高级应用，从进程控制、内存管理到设备管理和文件管理,由浅到深、理论与实际相结合、教学与应用相结合安排实验内容。其目的是培养符合社会需要的人才，拓宽学生就业面。每一章都是由实验目的、准备知识、实验内容及指导和习题组成。通过实验目的可让学生明白要做什么，通过准备知识可让学生掌握完成本实验所需的基础知识，通过实验内容及指导可使学生掌握如何开展实验，通过习题可使学生进一步巩固所学知识。
本书主要内容如下：
第1章对Linux操作系统进行简单介绍，指导学生在VMware平台下安装Fedora Core14；第2章介绍Linux平台下常用的一些命令，指导学生掌握文件管理命令、磁盘空间管理命令、文件备份命令、系统管理命令等；第3章介绍Linux平台下基本C语言程序开发，指导学生掌握C语言代码编辑、编译、调试过程；第4章介绍Linux进程控制，指导学生掌握进程创建、终止和进程僵死等；第5章介绍Linux进程间通信，指导学生掌握通过管道通信和共享内存机制实现进程间通信；第6章介绍Linux存储器管理实验，指导学生掌握动态存储器管理和存储器管理中的FIFO算法；第7章介绍Linux设备驱动管理，指导学生掌握Linux内核模块框架结构和基于字符设备的设备驱动程序开发；第8章介绍Linux文件管理，指导学生掌握文件读/写访问和文件属性管理；第9章介绍基于Qt的Linux图形界面，指导学生掌握基本的Qt图形界面程序开发；第10章介绍Linux串行通信程序，指导学生掌握利用串口实现双机通信和GPS定位；第11章介绍Linux网络管理，指导学生掌握DHCP、Samba、FTP服务应用；第12章介绍Linux最小系统构成，指导学生掌握GRUB引导、Linux影像生成和根文件系统建立；第13章介绍基于ARM-Linux的电子导游系统，帮助学生了解在Linux平台下如何开发大型应用软件。
本书的特色及创新体现在以下几个方面：
 实验体系构架在Linux内核基础上，讲解知识点溯本求源，由浅入深。
 选用的实验具有实用性和可操作性，做到有的放矢，引导学生应用操作系统，并在实践中理解其原理。
 指导学生自己动手构成操作系统，以掌握操作系统设计思想与实现方法，达到事半功倍的效果。
 全书精心设计的实验数量大，是课堂实验数量的1.5倍，可根据实际情况选择使用。
 教材中加入工程性综合大实验、大项目，适用于操作系统课程实习。
本书由胡军国任主编，汪杭军、黄雷君任副主编，其中第1～3章、第7章、第9～11章、第13章由胡军国编写、第4～6章由汪杭军编写、第8、12章由黄雷君编写，全书由祁亨年主审。罗辉、王大伟、林财、董扬毅、张亚男、裴美娟、屠吉平等参加了部分编写工作。另外，特别感谢中国铁道出版社的编辑，他们对本书的编排和格局提出了很多宝贵的意见。
感谢读者选择使用本书，欢迎您对本书内容提出批评和修改建议，我们将不胜感激。

编 者
2012年8月

第一部分 Linux操作系统基础知识
第1章 Linux介绍与安装实验 2
1.1 实验目的 2
1.2 准备知识 2
1.2.1 Linux操作系统的发展历史 2
1.2.2 Linux系统的版本 3
1.2.3 Linux操作系统的特点 4
1.2.4 Linux操作系统的结构 5
1.3 实验内容及指导——安装Fedora操作系统 7
习题 15
第2章 Linux基本操作实验 16
2.1 实验目的 16
2.2 准备知识 16
2.2.1 Linux目录结构 16
2.2.2 Linux的常用命令 18
2.3 实验内容及指导 34
2.3.1 管理文件和目录的命令 34
2.3.2 有关磁盘空间的命令 37
2.3.3 文件备份和压缩命令 38
2.3.4 有关关机和查看系统信息的命令 41
2.3.5 其他命令 42
习题 45
第3章 Linux平台下C语言基础实验 46
3.1 实验目的 46
3.2 准备知识 46
3.2.1 vi编辑器 46
3.2.2 gcc编译器 50
3.2.3 gdb调试器 51
3.3 实验内容及指导 52
3.3.1 Linux简单C程序实现 52
3.3.2 程序错误查找及调试 57
习题 61
第二部分 Linux操作系统应用实验
第4章 Linux进程控制实验 64
4.1 实验目的 64
4.2 准备知识 64
4.2.1 进程控制简介 64
4.2.2 相关函数介绍 64
4.3 实验内容及指导 68
4.3.1 进程创建实验 68
4.3.2 进程终止实验 70
4.3.3 进程僵死实验 71
习题 73
第5章 Linux进程间通信实验 74
5.1 实验目的 74
5.2 准备知识 74
5.2.1 信号 74
5.2.2 管道 78
5.2.3 信号量 81
5.2.4 共享内存 83
5.2.5 消息队列 84
5.3 实验内容及指导 86
5.3.1 管道通信实验 86
5.3.2 共享内存实验 89
习题 95
第6章 Linux存储器管理实验 96
6.1 实验目的 96
6.2 准备知识 96
6.2.1 动态存储器管理方法 96
6.2.2 操作系统存储器管理算法 99
6.2.3 存储器管理常用函数 100
6.3 实验内容及指导 101
6.3.1 动态存储器管理实验 101
6.3.2 存储管理算法实验（先进先出算法） 105
习题 108
第7章 Linux设备驱动实验 109
7.1 实验目的 109
7.2 准备知识 109
7.2.1 设备驱动简介 109
7.2.2 Linux设备驱动与外界接口 110
7.2.3 Linux设备驱动组织结构 117
7.2.4 Linux设备驱动程序框架代码 117
7.3 实验内容及指导 119
7.3.1 Linux内核模块基本框架 119
7.3.2 Linux内核驱动模块开发与应用 120
习题 124
第8章 Linux文件管理实验 125
8.1 实验目的 125
8.2 准备知识 125
8.2.1 Linux系统的文件属性 125
8.2.2 不带缓存的文件I/O操作 126
8.2.3 基于流的文件I/O操作 127
8.2.4 相关函数介绍 127
8.3 实验内容及指导 133
8.3.1 文件属性管理实验 133
8.3.2 文件读/写访问实验 135
习题 138
第三部分 Linux操作系统高级应用实验
第9章 Linux图形界面实验 140
9.1 实验目的 140
9.2 准备知识 140
9.2.1 Qt和Qt Creator介绍 140
9.2.2 Qt安装简介 140
9.2.3 信号槽机制 141
9.2.4 Qt集成开发环境 141
9.2.5 常用控件介绍 145
9.3 实验内容及指导 147
9.3.1 Qt中“Hello World！”程序的实现 147
9.3.2 信号槽的应用 149
9.3.3 用户界面设计 150
习题 152
第10章 Linux串行通信实验 153
10.1 实验目的 153
10.2 准备知识 153
10.2.1 串行通信简介 153
10.2.2 串行通信编程的流程 156
10.2.3 串行通信端口的设置 157
10.2.4 相关函数介绍 158
10.3 实验内容及指导 159
10.3.1 串口双机通信实验 159
10.3.2 GPS定位实验 163
习题 167
第11章 Linux网络管理实验 168
11.1 实验目的 168
11.2 准备知识 168
11.2.1 Linux常用服务器 168
11.3 实验内容及指导 172
11.3.1 DHCP服务器配置 172
11.3.2 Samba服务器配置 175
11.3.3 FTP服务器配置 176
习题 178
第四部分 Linux操作系统综合实验
第12章 操作系统构成实验 180
12.1 实验目的 180
12.2 准备知识 180
12.2.1 Linux操作系统启动流程 180
12.2.2 GRUB引导程序 181
12.2.3 Linux根文件系统简介 182
12.3 实验内容及指导 183
12.3.1 实验要求 183
12.3.2 实验分析 183
12.3.3 实验步骤 184
习题 193
第13章 基于ARM-Linux的电子导游系统开发 194
13.1 实验目的 194
13.2 准备知识 194
13.2.1 嵌入式GIS简介 194
13.2.2 Qt图形库简介 195
13.2.3 ARM-Linux简介 195
13.3 电子导游系统开发过程 196
13.3.1 基于Linux平台的GIS开发 196
13.3.2 基于QT图形库的电子导游应用软件开发 203
13.3.3 Linux应用软件移植 205
13.4 电子导游系统应用示范 206
13.4.1 工具栏操作 207
13.4.2 菜单操作方式 208
参考文献 210

主要著译者顺序姓名学历职称学科专长通讯地址1 胡军国 硕士副教授 计算机 工作单位浙江农林大学信息工程学院计算机系副主任邮政编码 电话 2 工作单位 邮政编码 电话 3 工作单位 邮政编码 电话 审校者（主审者） 学历 工作单位 邮政编码 电话 职称 工作单位 邮政编码 电话

Linux操作系统实验教程，专门针对操作系统实验的一本教材，指导学生的实验实践。