現代作業系統（原書第4版）

《現代作業系統（原書第4版）》是2017年機械工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：現代作業系統（原書第4版）
• 出版時間：2017年7月
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111573692

內容簡介

本書是作業系統領域的經典教材，主要內容包括進程與執行緒、記憶體管理、檔案系統、輸入/輸出、死鎖、虛擬化和雲、多處理機系統、安全，以及關於UNIX、Linux、Android和Windows的實例研究等。第4版對知識點進行了全面更新，反映了當代作業系統的發展與動向。本書適合作為高等院校計算機專業的作業系統課程教材，也適合相關技術人員參考。

圖書目錄

出版者的話

譯者序

前言

作者簡介

第1章　引論1

1.1　什麼是作業系統2

1.1.1　作為擴展機器的作業系統2

1.1.2　作為資源管理者的作業系統3

1.2　作業系統的歷史4

1.2.1　代（1945～1955）：真空管和穿孔卡片4

1.2.2　第二代（1955～1965）：電晶體和批處理系統4

1.2.3　第三代（1965～1980）：積體電路和多道程式設計6

1.2.4　第四代（1980年至今）：個人計算機8

1.2.5　第五代（1990年至今）：移動計算機10

1.3　計算機硬體簡介11

1.3.1　處理器12

1.3.2　存儲器14

1.3.3　磁碟15

1.3.4　I/O設備16

1.3.5　匯流排18

1.3.6　啟動計算機19

1.4　作業系統大觀園20

1.4.1　大型機作業系統20

1.4.2　伺服器作業系統20

1.4.3　多處理器作業系統20

1.4.4　個人計算機作業系統20

1.4.5　掌上計算機作業系統21

1.4.6　嵌入式作業系統21

1.4.7　感測器節點作業系統21

1.4.8　實時作業系統21

1.4.9　智慧卡作業系統21

1.5　作業系統概念22

1.5.1　進程22

1.5.2　地址空間23

1.5.3　檔案23

1.5.4　輸入/輸出25

1.5.5　保護25

1.5.6　shell25

1.5.7　個體重複系統發育26

1.6　系統調用28

1.6.1　用於進程管理的系統調用31

1.6.2　用於檔案管理的系統調用32

1.6.3　用於目錄管理的系統調用32

1.6.4　各種系統調用34

1.6.5　Windows Win32 API34

1.7　作業系統結構35

1.7.1　單體系統36

1.7.2　層次式系統36

1.7.3　微核心37

1.7.4　客戶端–伺服器模式38

1.7.5　虛擬機39

1.7.6　外核41

1.8　依靠C的世界41

1.8.1　C語言41

1.8.2　頭檔案41

1.8.3　大型編程項目43

1.8.4　運行模型43

1.9　有關作業系統的研究44

1.10　本書其他部分概要45

1.11　公制單位45

1.12　小結46

習題46

第2章　進程與執行緒48

2.1　進程48

2.1.1　進程模型48

2.1.2　進程的創建49

2.1.3　進程的終止51

2.1.4　進程的層次結構51

2.1.5　進程的狀態51

2.1.6　進程的實現53

2.1.7　多道程式設計模型54

2.2　執行緒54

2.2.1　執行緒的使用54

2.2.2　經典的執行緒模型57

2.2.3　POSIX執行緒60

2.2.4　在用戶空間中實現執行緒60

2.2.5　在核心中實現執行緒63

2.2.6　混合實現63

2.2.7　調度程式激活機制64

2.2.8　彈出式執行緒64

2.2.9　使單執行緒代碼多執行緒化65

2.3　進程間通信67

2.3.1　競爭條件67

2.3.2　臨界區68

2.3.3　忙等待的互斥68

2.3.4　睡眠與喚醒71

2.3.5　信號量73

2.3.6　互斥量74

2.3.7　管程78

2.3.8　訊息傳遞81

2.3.9　屏障82

2.3.10　避免鎖：讀–複製–更新83

2.4　調度84

2.4.1　調度簡介84

2.4.2　批處理系統中的調度88

2.4.3　互動式系統中的調度89

2.4.4　實時系統中的調度92

2.4.5　策略和機制93

2.4.6　執行緒調度93

2.5　經典的IPC問題94

2.5.1　哲學家就餐問題94

2.5.2　讀者–寫者問題96

2.6　有關進程與執行緒的研究97

2.7　小結97

習題98

第3章　記憶體管理102

3.1　無存儲器抽象102

3.2　一種存儲器抽象：地址空間104

3.2.1　地址空間的概念104

3.2.2　交換技術106

3.2.3　空閒記憶體管理107

3.3　虛擬記憶體109

3.3.1　分頁110

3.3.2　頁表112

3.3.3　加速分頁過程112

3.3.4　針對大記憶體的頁表114

3.4　頁面置換算法117

3.4.1　頁面置換算法117

3.4.2　近未使用頁面置換算法118

3.4.3　先進先出頁面置換算法118

3.4.4　第二次機會頁面置換算法118

3.4.5　時鐘頁面置換算法119

3.4.6　近少使用頁面置換算法119

3.4.7　用軟體模擬LRU120

3.4.8　工作集頁面置換算法121

3.4.9　工作集時鐘頁面置換算法123

3.4.10　頁面置換算法小結124

3.5　分頁系統中的設計問題124

3.5.1　局部分配策略與全局分配策略124

3.5.2　負載控制126

3.5.3　頁面大小126

3.5.4　分離的指令空間和數據空間127

3.5.5　共享頁面128

3.5.6　共享庫128

3.5.7　記憶體映射檔案130

3.5.8　清除策略130

3.5.9　虛擬記憶體接口130

3.6　有關實現的問題131

3.6.1　與分頁有關的工作131

3.6.2　缺頁中斷處理131

3.6.3　指令備份132

3.6.4　鎖定記憶體中的頁面132

3.6.5　後備存儲133

3.6.6　策略和機制的分離134

3.7　分段134

3.7.1　純分段的實現136

3.7.2　分段和分頁結合：MULTICS136

3.7.3　分段和分頁結合：Intel x86138

3.8　有關記憶體管理的研究141

3.9　小結141

習題142

第4章　檔案系統147

4.1　檔案148

4.1.1　檔案命名148

4.1.2　檔案結構149

4.1.3　檔案類型149

4.1.4　檔案訪問151

4.1.5　檔案屬性151

4.1.6　檔案操作152

4.1.7　使用檔案系統調用的一個示例程式152

4.2　目錄154

4.2.1　一級目錄系統154

4.2.2　層次目錄系統154

4.2.3　路徑名154

4.2.4　目錄操作156

4.3　檔案系統的實現157

4.3.1　檔案系統布局157

4.3.2　檔案的實現157

4.3.3　目錄的實現160

4.3.4　已分享檔案162

4.3.5　日誌結構檔案系統163

4.3.6　日誌檔案系統164

4.3.7　虛擬檔案系統165

4.4　檔案系統管理和最佳化167

4.4.1　磁碟空間管理167

4.4.2　檔案系統備份171

4.4.3　檔案系統的一致性174