Linux操作系统原理与安全 微课视频版

Linux操作系统因其开源、安全、稳定而得以迅猛发展，它的多用户、多任务、多平台的特点使其在各行各业的应用日益广泛。目前在中国，Linux的应用已经深入各个领域，如各大高校、政府部门、涉及机密的安全部门、银行系统的管理部门等，不仅是操作系统，更延伸到了编程开发、系统安全和系统监控、服务器的构建等各个方面。
Linux操作系统的应用日益广泛，为我们学习提供了强大的动力，也为我们施展才华提供了广阔的天地。本书的编写者刘辉和徐曼都是从事操作系统原理和Linux操作系统教学十多年的教师，他们结合计算机企业工作者刘民崇的实际需求和实际应用编写了本书，希望依托企业应用的实际场景向读者传达实战经验。在内容的安排上，本书除了介绍一般技术文档中可以查看的各种命令，更有大量翔实生动的例子解释各个命令选项的具体应用； 同时本书结合往年学生上机操作中遇到的各种问题及对一些命令执行结果的思考，配套制作了微课视频，对相关内容做了详细的讲解，读者可以对照学习并得到解答。
本书共12章，主要介绍Linux操作系统的基本指令、Shell编程、与操作系统有关的各种安全管理（如用户管理、文件管理、网络管理、进程控制、内核管理和磁盘管理等）。其中，第1~3章和第9章由刘辉编写； 第4~8章由刘民崇编写； 第10~12章由徐曼编写。同时，本书提供了与内容相关的配套资料，包括演示文档PPT、上机实验题目、重点难点讲解的微课视频及所有例题的源程序等。与本书配套的在线课程“Linux操作系统与系统安全”在智慧树平台同步上线运行，在线课程不仅讲解了基本知识点，而且把具体例子的运行过程及各种可能的运行结果做了详细的演示。作者开立的微信公众号“Linux与Python的小窝”给读者提供了一个实时交流沟通的渠道，热烈欢迎各位加入讨论。
由于编者水平有限，对书中不当之处敬请广大同行和读者批评指正。
编者2020年1月

内容主要分为四个部分，*部分介绍Linux系统常用指令和shell编程基础；第二部分介绍与系统安全有关的知识，分别从用户管理、进程管理、文件系统安全、网络系统安全和对整个操作系统的监控等方面来实现安全管理，并用C语言和Python语言来是实现系统安全的功能；第三部分是对计算机操作系统的管理，从磁盘管理，内核管理和软件管理三个方面管理计算机的操作系统，让它更好地为我们服务；第四部分是应用部分，重点介绍了图形编程的应用。

刘辉：计算机科学与技术专业，硕士，上海电力大学副教授，多年来一直从事linux操作系统和信息安全技术的教学。

第1章Linux系统使用

1.1Linux系统简介

1.1.1Linux系统版本

1.1.2版本选择

1.2系统安装

1.2.1安装虚拟机Oracle VM VirtualBox 6.1 

1.2.2安装Ubuntu版本的Linux系统

1.2.3运行Linux系统

1.3使用中的常见问题

1.3.1在启动器上固定图标

1.3.2激活root用户

1.3.3次使用gcc工具

1.3.4次使用make工具

1.3.5软件与更新设置

1.4硬盘分区和配置文件

1.4.1硬盘分区

1.4.2文件系统的配置

上机实验： Linux操作系统的安装使用

第2章Linux系统基本命令

2.1Linux命令的格式

2.2获取信息

2.2.1查看用户身份

2.2.2查看用户信息

2.2.3查看操作系统信息

2.2.4查看时间信息

2.2.5切换用户和更改密码

2.2.6获取帮助信息 

2.3目录的操作

2.3.1目录的基本概念

2.3.2目录的查询、切换和创建

2.3.3目录内容的显示

2.3.4目录的删除

2.4字符串显示命令

2.4.1echo命令

2.4.2printf命令

上机实验： Linux系统基本命令的使用

第3章文件系统操作命令

3.1文件系统的基本概念

3.2文件的操作

3.2.1复制

3.2.2剪切和重命名

3.2.3文件的创建

3.2.4编辑

3.3文件内容处理

3.3.1内容浏览

3.3.2内容搜索

3.3.3内容统计

3.3.4内容比较

3.3.5内容转换

3.3.6文件归档、压缩及解压缩

3.4文件输入输出

3.4.1文件描述符

3.4.2输入输出重定向和转换

3.4.3剪切和粘贴

3.4.4排序和管道操作

3.5命令行的执行方式

3.5.1命令的顺序执行和并发执行

3.5.2命令行中的&&和||操作

3.5.3命令的后台执行及转换

3.6文件系统挂载和卸载

3.6.1文件系统挂载

3.6.2文件系统卸载

上机实验： Linux文件系统命令的使用

第4章Shell编程

4.1Shell 的工作原理

4.2Shell编程中的各种命令

4.2.1Shell脚本的建立

4.2.2通配符和补全命令

4.2.3历史命令

4.2.4花括号（{ }）

4.3数学表达式的使用

4.3.1变量取值

4.3.2单双引号和反斜线

4.3.3命令替换

4.3.4表达式求值和反引号

4.4控制结构

4.4.1顺序结构

4.4.2选择结构

4.4.3循环结构

上机实验： Shell脚本编程及各种表达式的使用

第5章Linux 系统中的用户管理

5.1安全机制

5.2用户管理

5.2.1用户信息管理

5.2.2root用户管理

5.2.3增加和删除用户

5.3密码管理

5.3.1用户密码管理

5.3.2密码修改

5.4群组管理

5.4.1群组的文件

5.4.2改变所有者和群组

5.5文件权限管理

5.5.1文件权限的查询

5.5.2权限掩码的查看和更改

5.6用户的安全管理

上机实验： Linux中用户的安全管理

第6章Linux系统的进程控制

6.1进程的基本概念

6.1.1进程的启动

6.1.2进程操作的基本命令

6.2Linux系统中的C语言编程环境

6.2.1编辑源程序

6.2.2gcc编译环境

6.2.3编译中的函数库

6.2.4make文件

6.2.5调试工具gdb

6.3进程的创建 

6.3.1进程的编号

6.3.2Linux C与进程相关的主要函数

6.3.3创建子进程

6.3.4进程的终止

6.4孤儿进程和僵尸进程

上机实验： Linux系统中进程的查看及控制管理

第7章Linux文件系统安全

7.1Python语言环境

7.1.1Python组件的安装

7.1.2常用的Python编辑器

7.1.3Python调试器

7.2Python处理文本的函数库

7.2.1字符串常量

7.2.2字符串的切片

7.2.3字符串函数

7.3正则表达式

7.3.1语法构成

7.3.2利用re库处理正则表达式

7.4字符及编码

7.4.1字符及编码的基本概念

7.4.2常见编码字符集

7.4.3编码与解码

7.4.4编码中的常见问题

7.5文件读写

7.5.1创建和打开文件

7.5.2读写文件

7.6文件路径管理

7.6.1使用os.path模块管理路径和文件

7.6.2使用os模块管理文件和目录

7.6.3使用Counter模块搜索历史命令

7.7文件内容管理

7.7.1目录和文件的比较

7.7.2MD5校验和比较

7.8文件的安全管理

7.8.1磁盘分区和文件系统

7.8.2文件、目录与节点

7.8.3文件操作与节点

上机实验： Linux系统中文件系统的安全操作

第8章Linux的网络系统安全

8.1网络设置

8.1.1识别网络设备

8.1.2查看和配置网络设备命令ifconfig

8.1.3ifdown和ifup命令

8.1.4使用netstat检测网络状况

8.2Linux系统的网络配置工具

8.2.1网卡的配置文件

8.2.2netconfig网络配置工具

8.3网络文件系统配置

8.4文件传输协议配置

8.5网络安全措施

上机实验： Linux网络系统安全的维护管理

第9章Linux 系统监控

9.1系统监控工具

9.1.1系统性能监控

9.1.2内存使用监控

9.1.3存储设备监控

9.1.4I/O设备和CPU性能监控

9.1.5系统中进程的监控

9.2Python语言编写的监控工具

9.3Python中的监控工具psutil

9.3.1psutil库简介

9.3.2psutil提供的功能函数

9.4虚拟文件系统

9.4.1/proc虚拟文件系统

9.4.2/proc目录下的常用文件

9.4.3进程目录下的常用文件

9.4.4恢复被误删除的文件

上机实验： Linux系统监控的实现

第10章Linux系统的磁盘管理

10.1基本概念

10.1.1磁盘的类型

10.1.2硬盘的分区与格式化

10.1.3Linux系统硬盘命名规则

10.2常用命令

10.2.1df命令

10.2.2du命令

10.2.3fdisk命令

10.2.4mkfs命令

10.2.5fsck命令

10.2.6dumpe2fs命令

10.3硬盘管理操作

10.3.1添加硬盘

10.3.2磁盘的分区

10.3.3磁盘的格式化

10.3.4磁盘的挂载

10.3.5设置开机时磁盘自动挂载

10.3.6设置硬盘配额

上机实验： 磁盘管理

第11章Linux系统内核

11.1概述

11.1.1宏内核与微内核

11.1.2体系结构

11.1.3技术特点

11.2内核源代码分析

11.2.1内核源代码的下载

11.2.2内核源代码的结构

11.2.3内核源代码分析工具

11.3内核管理

11.3.1给Linux系统更换内核

11.3.2内核模块的管理

上机实验： Linux的内核操作

第12章SDL图形编程

12.1SDL编程简介

12.1.1SDL的功能

12.1.2SDL基本库和附加库

12.1.3SDL库的安装和使用

12.2SDL图形编程基础

12.2.1初始化和关闭SDL库

12.2.2绘图表面SDL_Surface 

12.2.3颜色设置函数SDL_MapRGB 

12.2.4屏幕坐标

12.2.5常用绘图函数

12.2.6绘图的基本流程

12.3使用SDL_draw绘制基本图形

12.3.1SDL_draw库的安装

12.3.2基本绘图

12.3.3基本图形的绘制

12.4显示图片

12.4.1主要的数据类型和函数

12.4.2显示图片的基本流程

12.5显示文字

12.5.1SDL_ttf库的安装

12.5.2基本数据类型和主要函数

12.5.3显示文字的基本流程

12.6人机交互

上机实验： Linux的图形编程

参考文献

内容主要分为四个部分，*部分介绍Linux系统常用指令和shell编程基础；第二部分介绍与系统安全有关的知识，分别从用户管理、进程管理、文件系统安全、网络系统安全和对整个操作系统的监控等方面来实现安全管理，并用C语言和Python语言来是实现系统安全的功能；第三部分是对计算机操作系统的管理，从磁盘管理，内核管理和软件管理三个方面管理计算机的操作系统，让它更好地为我们服务；第四部分是应用部分，重点介绍了图形编程的应用。

刘辉：计算机科学与技术专业，硕士，上海电力大学副教授，多年来一直从事linux操作系统和信息安全技术的教学。