操作系统概念A区2号，原书10版，和图片一样

本书是面向操作系统导论课程的经典书籍，从第1版至今被国内外众多高校选作教材。全书共九个部分，相较于上一版增加了三个部分，并且优化了各章的编排顺序。本书不仅详细讲解进程管理、内存管理、存储管理、保护与安全等概念，而且涵盖重要的理论结果和案例研究，并且给出了供读者深入学习的推荐读物。这一版在移动操作系统、多核系统、虚拟化和NVM外存等方面做了大幅更新，每一章都融入了新的技术进展，并且更新了习题和编程项目。本书既适合高等院校计算机相关专业的学生学习，也是专业技术人员的有益参考。

: 亚伯拉罕·西尔伯沙茨（Abraham Silberschatz），于纽约州立大学石溪分校获得博士学位，现为耶鲁大学计算机科学系Sidney J.Weinberg教授，曾任贝尔实验室信息科学研究中心副主任。他是ACM会士、IEEE会士以及康涅狄格科学与工程学会的成员，获得了48项专利和24项授权。他还是教科书《操作系统概念》的作者。

目录

Operating System Concepts,Tenth Edition

译者序

前言

第一部分概论

第1章导论2

1.1操作系统的功能2

1.1.1用户视角2

1.1.2系统视角3

1.1.3操作系统的定义3

1.2计算机系统的组成4

1.2.1中断5

1.2.2存储结构7

1.2.3I／O结构9

1.3计算机系统的体系结构9

1.3.1单处理器系统9

1.3.2多处理器系统10

1.3.3集群系统11

1.4操作系统的执行13

1.4.1多道程序与多任务14

1.4.2双模式与多模式操作15

1.4.3定时器16

1.5资源管理16

1.5.1进程管理16

1.5.2内存管理17

1.5.3文件系统管理17

1.5.4大容量存储管理18

1.5.5高速缓存管理18

1.5.6I／O系统管理20

1.6安全与保护20

1.7虚拟化21

1.8分布式系统22

1.9内核数据结构22

1.9.1列表、堆栈与队列22

1.9.2树23

1.9.3哈希函数与哈希表24

1.9.4位图24

1.10计算环境25

1.10.1传统计算25

1.10.2移动计算25

1.10.3客户机-服务器计算26

1.10.4对等计算26

1.10.5云计算27

1.10.6实时嵌入式系统27

1.11免费与开源操作系统28

1.11.1开源操作系统的历史29

1.11.2自由操作系统29

1.11.3GNU／Linux29

1.11.4BSD UNIX30

1.11.5Solaris30

1.11.6用作学习的开源操作

系统31

1.12本章小结31

1.13推荐读物32

1.14参考文献32

1.15练习33

1.16习题33

第2章操作系统结构35

2.1操作系统的服务35

2.2用户与操作系统的界面36

2.2.1命令解释器37

2.2.2图形用户界面37

2.2.3触摸屏界面38

2.2.4界面的选择38

2.3系统调用39

2.3.1系统调用示例39

2.3.2应用编程接口39

2.3.3系统调用的类型41

2.4系统服务46

2.5链接器与加载器46

2.6应用程序特定于操作系统的

原因48

2.7操作系统的设计与实现49

2.7.1设计目标49

2.7.2机制与策略49

2.7.3实现50

2.8操作系统的结构50

2.8.1简单结构51

2.8.2分层法51

2.8.3微内核52

2.8.4模块53

2.8.5混合系统53

2.9操作系统的构建与引导56

2.9.1操作系统的生成56

2.9.2操作系统的引导57

2.10操作系统的调试58

2.10.1故障分析59

2.10.2性能优化59

2.10.3跟踪60

2.10.4BCC60

2.11本章小结61

2.12推荐读物62

2.13参考文献62

2.14练习63

2.15习题63

2.16编程题63

2.17编程项目64

第二部分进程管理

第3章进程70

3.1进程的概念70

3.1.1进程概述70

3.1.2进程状态71

3.1.3进程控制块72

3.1.4线程73

3.2进程调度73

3.2.1调度队列74

3.2.2CPU调度74

3.2.3上下文切换75

3.3进程操作76

3.3.1进程创建76

3.3.2进程终止79

3.4进程间通信81

3.5共享内存系统的IPC82

3.6消息传递系统的IPC83

3.6.1命名84

3.6.2同步85

3.6.3缓冲85

3.7IPC系统示例86

3.7.1POSIX共享内存86

3.7.2Mach消息传递88

3.7.3Windows90

3.7.4管道91

3.8客户机-服务器系统中的通信

95

3.8.1套接字95

3.8.2远程过程调用97

3.9本章小结99

3.10推荐读物100

3.11参考文献100

3.12练习100

3.13习题101

3.14编程题104

3.15编程项目106

第4章线程与并发113

4.1概述113

4.1.1动机113

4.1.2优点114

4.2多核编程115

4.2.1编程挑战115

4.2.2并行的类型116

4.3多线程模型117

4.3.1多对一模型117

4.3.2一对一模型117

4.3.3多对多模型117

4.4线程库118

4.4.1Pthreads119

4.4.2Windows线程120

4.4.3Java线程121

4.5隐式线程124

4.5.1线程池124

4.5.2复刻加入126

4.5.3OpenMP128

4.5.4大中央调度129

4.5.5Intel线程构建模块130

4.6多线程问题131

4.6.1系统调用fork()和

exec()131

4.6.2信号处理131

4.6.3线程撤销132

4.6.4线程本地存储133

4.6.5调度程序激活134

4.7操作系统示例135

4.7.1Windows线程135

4.7.2Linux线程135

4.8本章小结136

4.9推荐读物137

4.10参考文献137

4.11练习137

4.12习题137

4.13编程题139

4.14编程项目141

第5章CPU调度143

5.1基本概念143

5.1.1CPU-I/O突发周期143

5.1.2CPU调度程序144

5.1.3抢占式和非抢占式调度144

5.1.4分派程序145

5.2调度准则146

5.3调度算法146

5.3.1先到先服务调度146

5.3.2短作业优先调度147

5.3.3轮转调度149

5.3.4优先级调度150

5.3.5多级队列调度151

5.3.6多级反馈队列调度152

5.4线程调度153

5.4.1竞争范围153

5.4.2Pthreads调度153

5.5多处理器调度155

5.5.1多处理器调度的方法155

5.5.2多核处理器156

5.5.3负载平衡158

5.5.4处理器亲和性158

5.5.5异构多处理159

5.6实时CPU调度159

5.6.1小化延迟159

5.6.2基于优先级的调度160

5.6.3单调速率调度161

5.6.4早截止期限优先调度162

5.6.5比例分享调度163

5.6.6POSIX实时调度163

5.7操作系统示例165

5.7.1示例：Linux调度165

5.7.2示例：Windows调度167

5.7.3示例：Solaris调度169

5.8算法评估170

5.8.1确定性模型171

5.8.2排队模型171

5.8.3仿真172

5.8.4实现172

5.9本章小结173

5.10推荐读物174

5.11参考文献174

5.12练习175

5.13习题176

5.14编程项目178

第三部分进程同步

第6章同步工具182

6.1背景182

6.2临界区问题183

6.3Peterson解决方案185

6.4硬件同步支持186

6.4.1内存屏障186

6.4.2硬件指令187

6.4.3原子变量189

6.5互斥锁189

6.6信号量191

6.6.1信号量的使用191

6.6.2信号量的实现191

6.7管程193

6.7.1管程的使用194

6.7.2采用信号量的管程实现195

6.7.3管程内的进程重启196

6.8活性196

6.8.1死锁197

6.8.2优先级反转197

6.9评估198

6.10本章小结199

6.11推荐读物199

6.12参考文献200

6.13练习200

6.14习题200

6.15编程题205

第7章同步案例207

7.1经典同步问题207

7.1.1有界缓冲区问题207

7.1.2读者-作者问题207

7.1.3哲学家就餐问题209

7.2内核的同步211

7.2.1Windows的同步211

7.2.2Linux的同步212

7.3POSIX的同步213

7.3.1POSIX 互斥锁213

7.3.2POSIX信号量213

7.3.3POSIX条件变量214

7.4Java的同步215

7.4.1Java管程215

7.4.2重入锁218

7.4.3信号量218

7.4.4条件变量219

7.5其他方法220

7.5.1事务内存220

7.5.2OpenMP221

7.5.3函数式编程语言222

7.6本章小结222

7.7推荐读物222

7.8参考文献222

7.9练习223

7.10习题223

7.11编程题223

7.12编程项目224

第8章死锁230

8.1系统模型230

8.2多线程应用程序的死锁231

8.3死锁特点233

8.3.1必要条件233

8.3.2资源分配图233

8.4死锁处理方法235

8.5死锁预防235

8.5.1互斥235

8.5.2占有并等待236

8.5.3非抢占236

8.5.4 循环等待236

8.6死锁避免238

8.6.1 安全状态238

8.6.2资源分配图算法239

8.6.3银行家算法239

8.7死锁检测241

8.7.1每种资源类型只有单个

实例241

8.7.2每种资源类型可有多个

实例242

8.7.3检测算法的使用243

8.8死锁恢复244

8.8.1进程与线程的中止244

8.8.2资源抢占244

8.9本章小结245

8.10推荐读物245

8.11参考文献245

8.12练习245

8.13习题247

8.14编程题249

8.15编程项目249

第四部分内存管理

第9章内存252

9.1背景252

9.1.1基本硬件252

9.1.2地址绑定253

9.1.3逻辑地址空间与物理地址

空间254

9.1.4动态加载255

9.1.5动态链接与共享库255

9.2连续内存分配256

9.2.1内存保护256

9.2.2内存分配257

9.2.3碎片257

9.3分页258

9.3.1基本方法258

9.3.2硬件支持261

9.3.3保护263

9.3.4共享页263

9.4页表结构264

9.4.1分层分页264

9.4.2哈希页表265

9.4.3倒置页表266

9.4.4Oracle SPARC Solaris267

9.5交换267

9.5.1标准交换267

9.5.2采用分页的交换267

9.5.3移动系统的交换268

9.6示例：Intel 32位与64位体系

结构268

9.6.1IA-32架构269

9.6.2x86-64270

9.7示例：ARMv8架构271

9.8本章小结272

9.9推荐读物272

9.10参考文献273

9.11练习273

9.12习题274

9.13编程题275

9.14编程项目275

第10章虚拟内存277

10.1背景277

10.2请求调页279

10.2.1基本概念279

10.2.2空闲帧列表281

10.2.3请求调页的性能282

10.3写时复制283

10.4页面置换284

10.4.1基本页面置换285

10.4.2FIFO页面置换287

10.4.3优页面置换288

10.4.4LRU页面置换288

10.4.5近似LRU页面置换290

10.4.6基于计数的页面置换291

10.4.7页面缓冲算法292

10.4.8应用程序与页面置换292

10.5帧分配292

10.5.1帧的小数293

10.5.2分配算法293

10.5.3全局分配与局部分配294

10.5.4非均匀内存访问295

10.6抖动296

10.6.1抖动的原因296

10.6.2工作集模型297

10.6.3缺页错误频率299

10.6.4当前做法300

10.7内存压缩300

10.8分配内核内存301

10.8.1伙伴系统301

10.8.2slab分配302

10.9其他考虑因素303

10.9.1预调页面303

10.9.2页面大小304

10.9.3TLB范围304

10.9.4倒置页表305

10.9.5程序结构305

10.9.6I/O联锁与页面锁定306

10.10操作系统示例307

10.10.1Linux307

10.10.2Windows308

10.10.3Solaris308

10.11本章小结309

10.12推荐读物310

10.13参考文献310

10.14练习310

10.15习题312

10.16编程题316

10.17编程项目316

第五部分存储管理

第11章大容量存储320

11.1大容量存储结构概述320

11.1.1硬盘驱动器320

11.1.2非易失性存储设备321

11.1.3易失性存储器323

11.1.4二级存储连接方法324

11.1.5地址映射324

11.2HDD调度325

11.2.1FCFS调度325

11.2.2SCAN调度326

11.2.3C-SCAN调度326

11.2.4磁盘调度算法的选择326

11.3NVM调度327

11.4错误检测和纠正328

11.5存储设备管理328

11.5.1驱动器格式化、分区与卷

328

11.5.2引导块330

11.5.3坏块330

11.6交换空间管理331

11.6.1交换空间的使用331

11.6.2交换空间位置332

11.6.3交换空间管理的示例332

11.7存储连接333

11.7.1主机连接存储333

11.7.2网络连接存储333

11.7.3云存储333

11.7.4存储区域网络与存储

阵列334

11.8RAID结构335

11.8.1通过冗余提高可靠性335

11.8.2通过并行处理提高

性能336

11.8.3RAID级别336

11.8.4RAID级别的选择339

11.8.5扩展340

11.8.6RAID的问题340

11.8.7对象存储341

11.9本章小结342

11.10推荐读物342

11.11参考文献343

11.12练习343

11.13习题344

11.14编程题345

第12章I/O系统346

12.1概述346

12.2I/O硬件346

12.2.1内存映射I/O347

12.2.2轮询348

12.2