出版者的話 譯者序 前言 作者簡(jiǎn)介 第1章　引論1 1.1　什么是操作系統(tǒng)2 1.1.1　作為擴(kuò)展機(jī)器的操作系統(tǒng)2 1.1.2　作為資源管理者的操作系統(tǒng)3 1.2　操作系統(tǒng)的歷史4 1.2.1　第一代（1945～1955）：真空管和穿孔卡片4 1.2.2　第二代（1955～1965）：晶體管和批處理系統(tǒng)4 1.2.3　第三代（1965～1980）：集成電路和多道程序設(shè)計(jì)6 1.2.4　第四代（1980年至今）：個(gè)人計(jì)算機(jī)8 1.2.5　第五代（1990年至今）：移動(dòng)計(jì)算機(jī)10 1.3　計(jì)算機(jī)硬件簡(jiǎn)介11 1.3.1　處理器12 1.3.2　存儲(chǔ)器14 1.3.3　磁盤15 1.3.4　I/O設(shè)備16 1.3.5　總線18 1.3.6　啟動(dòng)計(jì)算機(jī)19 1.4　操作系統(tǒng)大觀園20 1.4.1　大型機(jī)操作系統(tǒng)20 1.4.2　服務(wù)器操作系統(tǒng)20 1.4.3　多處理器操作系統(tǒng)20 1.4.4　個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)20 1.4.5　掌上計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)21 1.4.6　嵌入式操作系統(tǒng)21 1.4.7　傳感器節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)21 1.4.8　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)21 1.4.9　智能卡操作系統(tǒng)21 1.5　操作系統(tǒng)概念22 1.5.1　進(jìn)程22 1.5.2　地址空間23 1.5.3　文件23 1.5.4　輸入/輸出25 1.5.5　保護(hù)25 1.5.6　shell25 1.5.7　個(gè)體重復(fù)系統(tǒng)發(fā)育26 1.6　系統(tǒng)調(diào)用28 1.6.1　用于進(jìn)程管理的系統(tǒng)調(diào)用31 1.6.2　用于文件管理的系統(tǒng)調(diào)用32 1.6.3　用于目錄管理的系統(tǒng)調(diào)用32 1.6.4　各種系統(tǒng)調(diào)用34 1.6.5　Windows Win32 API34 1.7　操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)35 1.7.1　單體系統(tǒng)36 1.7.2　層次式系統(tǒng)36 1.7.3　微內(nèi)核37 1.7.4　客戶端–服務(wù)器模式38 1.7.5　虛擬機(jī)39 1.7.6　外核41 1.8　依靠C的世界41 1.8.1　C語(yǔ)言41 1.8.2　頭文件41 1.8.3　大型編程項(xiàng)目43 1.8.4　運(yùn)行模型43 1.9　有關(guān)操作系統(tǒng)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(jié)46 習(xí)題46 第2章　進(jìn)程與線程48 2.1　進(jìn)程48 2.1.1　進(jìn)程模型48 2.1.2　進(jìn)程的創(chuàng)建49 2.1.3　進(jìn)程的終止51 2.1.4　進(jìn)程的層次結(jié)構(gòu)51 2.1.5　進(jìn)程的狀態(tài)51 2.1.6　進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)53 2.1.7　多道程序設(shè)計(jì)模型54 2.2　線程54 2.2.1　線程的使用54 2.2.2　經(jīng)典的線程模型57 2.2.3　POSIX線程60 2.2.4　在用戶空間中實(shí)現(xiàn)線程60 2.2.5　在內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)線程63 2.2.6　混合實(shí)現(xiàn)63 2.2.7　調(diào)度程序激活機(jī)制64 2.2.8　彈出式線程64 2.2.9　使單線程代碼多線程化65 2.3　進(jìn)程間通信67 2.3.1　競(jìng)爭(zhēng)條件67 2.3.2　臨界區(qū)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(hào)量73 2.3.6　互斥量74 2.3.7　管程78 2.3.8　消息傳遞81 2.3.9　屏障82 2.3.10　避免鎖：讀–復(fù)制–更新83 2.4　調(diào)度84 2.4.1　調(diào)度簡(jiǎn)介84 2.4.2　批處理系統(tǒng)中的調(diào)度88 2.4.3　交互式系統(tǒng)中的調(diào)度89 2.4.4　實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的調(diào)度92 2.4.5　策略和機(jī)制93 2.4.6　線程調(diào)度93 2.5　經(jīng)典的IPC問(wèn)題94 2.5.1　哲學(xué)家就餐問(wèn)題94 2.5.2　讀者–寫者問(wèn)題96 2.6　有關(guān)進(jìn)程與線程的研究97 2.7　小結(jié)97 習(xí)題98 第3章　內(nèi)存管理102 3.1　無(wú)存儲(chǔ)器抽象102 3.2　一種存儲(chǔ)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(shù)106 3.2.3　空閑內(nèi)存管理107 3.3　虛擬內(nèi)存109 3.3.1　分頁(yè)110 3.3.2　頁(yè)表112 3.3.3　加速分頁(yè)過(guò)程112 3.3.4　針對(duì)大內(nèi)存的頁(yè)表114 3.4　頁(yè)面置換算法117 3.4.1　最優(yōu)頁(yè)面置換算法117 3.4.2　最近未使用頁(yè)面置換算法118 3.4.3　先進(jìn)先出頁(yè)面置換算法118 3.4.4　第二次機(jī)會(huì)頁(yè)面置換算法118 3.4.5　時(shí)鐘頁(yè)面置換算法119 3.4.6　最近最少使用頁(yè)面置換算法119 3.4.7　用軟件模擬LRU120 3.4.8　工作集頁(yè)面置換算法121 3.4.9　工作集時(shí)鐘頁(yè)面置換算法123 3.4.10　頁(yè)面置換算法小結(jié)124 3.5　分頁(yè)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)問(wèn)題124 3.5.1　局部分配策略與全局分配策略124 3.5.2　負(fù)載控制126 3.5.3　頁(yè)面大小126 3.5.4　分離的指令空間和數(shù)據(jù)空間127 3.5.5　共享頁(yè)面128 3.5.6　共享庫(kù)128 3.5.7　內(nèi)存映射文件130 3.5.8　清除策略130 3.5.9　虛擬內(nèi)存接口130 3.6　有關(guān)實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題131 3.6.1　與分頁(yè)有關(guān)的工作131 3.6.2　缺頁(yè)中斷處理131 3.6.3　指令備份132 3.6.4　鎖定內(nèi)存中的頁(yè)面132 3.6.5　后備存儲(chǔ)133 3.6.6　策略和機(jī)制的分離134 3.7　分段134 3.7.1　純分段的實(shí)現(xiàn)136 3.7.2　分段和分頁(yè)結(jié)合：MULTICS136 3.7.3　分段和分頁(yè)結(jié)合：Intel x86138 3.8　有關(guān)內(nèi)存管理的研究141 3.9　小結(jié)141 習(xí)題142 第4章　文件系統(tǒng)147 4.1　文件148 4.1.1　文件命名148 4.1.2　文件結(jié)構(gòu)149 4.1.3　文件類型149 4.1.4　文件訪問(wèn)151 4.1.5　文件屬性151 4.1.6　文件操作152 4.1.7　使用文件系統(tǒng)調(diào)用的一個(gè)示例程序152 4.2　目錄154 4.2.1　一級(jí)目錄系統(tǒng)154 4.2.2　層次目錄系統(tǒng)154 4.2.3　路徑名154 4.2.4　目錄操作156 4.3　文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)157 4.3.1　文件系統(tǒng)布局157 4.3.2　文件的實(shí)現(xiàn)157 4.3.3　目錄的實(shí)現(xiàn)160 4.3.4　共享文件162 4.3.5　日志結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)163 4.3.6　日志文件系統(tǒng)164 4.3.7　虛擬文件系統(tǒng)165 4.4　文件系統(tǒng)管理和優(yōu)化167 4.4.1　磁盤空間管理167 4.4.2　文件系統(tǒng)備份171 4.4.3　文件系統(tǒng)的一致性174