本书以初学者为主要受众，通过丰富的实例，详细介绍了使用麒麟操作系统的各方面知识，从操作系统发展史、计算机组成与操作系统结构、进程与 CPU 调度、进程间同步与通信、存储管理、I/O 设备管理、文件系统管理等操作系统基础知识入手，以螺旋式的方式讲述麒麟操作系统，很好地处理了中断处理技术、进程间同步与通信、系统存储管理等难点，帮助初学者快速入门。本书所有知识点都结合具体实例和代码进行讲解，适合作为高等院校计算机科学、软件工程、网络安全、物联网、大数据技术及相关专业的教材，也可作为计算机入门者的自学用书，可快速提高初学者对操作系统的认识与理解。

张振荣，男，博士，教授。1994年考入北京大学电子学系，1998年毕业获理学学士学位同年保送进入北京大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室攻读硕士学位，2001年7月毕业获工学硕士学位，同年加入中兴通讯股份有限公司北京研究所从事光传输系统硬件开发工作。2002年赴新加坡南洋理工大学电子电气工程学院攻读博士学位，2006 年通过答辩获哲学博士学位。2005年加入广西大学计算机与电子信息学院从事教学及科研工作，2010年获得教授职称，2021年获得广西大学新体系教授职称。2007年7月-2009年7月进入北京大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室从事博士后的研究工作。担任广西区政协十二届委员会委员，中华全国青年联合会十二届委员会常委，广西青年联合会第十届委员会常委，民盟广西大学基层委员会主任委员。

目　　录
第1章　麒麟操作系统概述 1
1.1　引言 1
1.1.1　操作系统的作用 1
1.1.2　操作系统的分类 2
1.2　操作系统简史 4
1.2.1　第一代（1945—1955年）：真空管和穿孔卡片 4
1.2.2　第二代（1956—1965年）：晶体管和批处理系统 4
1.2.3　第三代（1966—1980年）：集成电路和多道程序设计 5
1.2.4　第四代（1981—1989年）：个人计算机 5
1.2.5　第五代（1990 年至今）：移动计算机 6
1.3　麒麟操作系统简介 6
第2章　计算机组成与操作系统结构 8
2.1　处理器架构 8
2.1.1　x86 8
2.1.2　ARM 12
2.2　中断处理技术 17
2.2.1　中断的概念 17
2.2.2　中断的分类 17
2.2.3　中断系统 18
2.2.4　多中断的响应与处理 20
2.2.5　内存映射输入输出 21
2.2.6　轮询与中断 22
2.3　操作系统运行模型（内核架构） 23
2.3.1　单体系统 23
2.3.2　层次式系统 24
2.3.3　微内核 25
2.3.4　客户端/服务器模型 26
2.3.5　虚拟机 27
2.3.6　外核 29
2.3.7　其他操作系统内核架构 29
2.4　系统调用 31
2.4.1　基本概念 31
2.4.2　系统调用的实现 32
第3章　进程与 CPU 调度 39
3.1.1　进程 39
3.1.2　线程 44
第4章　进程间同步与通信 57
4.1　并发进程及其带来的主要问题 57
4.1.1　并发程序设计的概念 57
4.1.2　并发进程的制约关系 59
4.1.3　临界区的概念 61
4.1.4　临界区管理实现的尝试 62
4.2　基于硬件的进程同步 64
4.2.1　基本思想 64
4.2.2　Qspinlock 65
4.2.3　NUMA-Aware Qspinlock 70
4.3　内存屏障 74
4.3.1　现代 CPU 对程序执行的影响 74
4.3.2　内存屏障指令 75
4.3.3　内存顺序模型 77
4.3.4　麒麟操作系统中内存屏障的应用 77
4.4　信号量与 PV 操作 79
4.4.1　PV 操作与进程互斥 79
4.4.2　PV 操作与进程同步 82
4.4.3　生产者-消费者问题探究 83
4.5　死锁 87
4.5.1　死锁的产生 87
4.5.2　死锁的防止 89
4.5.3　死锁的避免 90
4.5.4　死锁的检测 91
4.6　进程通信 92
4.6.1　进程间通信 92
4.6.2　高级进程通信机制 94
4.7　进程切换过程 96
4.7.1　进程切换 96
4.7.2　案例分析 99
4.8　处理器调度机制与常见算法 108
4.8.1　调度简介 108
4.8.2　任务调度 109
4.8.3　调度指标 110
4.8.4　调度机制 111
4.8.5　单核调度 114
4.8.6　多核调度 117
第5章　存储管理 136
5.1　地址重定位与共享保护 136
5.1.1　存储管理基础 136
5.1.2　内存访问：从直接到间接 140
5.2　基于分页的存储管理方法 142
5.2.1　页式存储管理 142
5.2.2　更快的地址转换 148
5.2.3　更小的页表 150
5.3　虚拟存储管理方法 155
5.3.1　页式虚拟存储管理 155
5.3.2　物理内存扩充 156
第6章　I/O 设备管理 168
6.1　计算机设备硬件和软件 168
6.1.1　I/O 设备 168
6.1.2　I/O 设备分类 168
6.1.3　设备管理的功能 169
6.2　设备识别与分配 169
6.2.1　设备的识别 169
6.2.2　独占型外设的分配 170
6.3　设备中断处理 172
6.3.1　I/O 控制方式 172
6.3.2　总线与 I/O 176
6.3.3　设备的中断处理 178
6.4　设备驱动机制与主流模型 184
6.4.1　共享型外设的驱动 184
6.4.2　设备驱动程序与设备驱动模型 188
第7章　文件系统管理 191
7.1　文件系统概述 191
7.1.1　文件 191
7.1.2　文件系统及其功能 192
7.2　文件与文件目录 193
7.2.1　文件的存储 193
7.2.2　文件的逻辑结构 194
7.2.3　记录的成组与分解 195
7.2.4　文件的物理结构 196
7.2.5　文件目录 199
7.3　基于 inode 的文件系统 203
7.3.1　inode 与文件 203
7.3.2　文件名与目录 205
7.3.3　硬链接与符号链接 207
7.3.4　存储布局 208
7.4　虚拟文件系统 209
7.4.1　面向文件系统的接口 209
7.4.2　面向应用程序的接口 211
7.4.3　页缓存、直接 I/O 与内存映射 216
7.4.4　多种文件系统的组织和管理 219
7.4.5　伪文件系统 221
7.5　主流文件系统 222
7.5.1　麒麟操作系统中的文件系统 222
7.5.2　Ext4 文件系统的发展历程 224
7.5.3　FAT 文件系统 225
7.5.4　NTFS 228
7.5.5　FUSE 与用户态文件系统 231