现代操作系统(原书第4版)

本书是操作系统领域的经典教材，主要内容包括进程与线程、内存管理、文件系统、输入/输出、死锁、虚拟化和云、多处理机系统、安全，以及关于UNIX、Linux、Android和Windows的实例研究等。第4版对知识点进行了全面更新，反映了当代操作系统的发展与动向。本书适合作为高等院校计算机专业的操作系统课程教材，也适合相关技术人员参考。

安德鲁 S. 塔嫩鲍姆（Andrew S. Tanenbaum） 阿姆斯特丹自由大学教授，荷兰皇家艺术与科学院教授。他撰写的计算机教材享誉全球，被翻译为20种语言在各国大学中使用。他开发的MINIX操作系统是一个开源项目，专注于高可靠性、灵活性及安全性。他曾赢得享有盛名的欧洲研究理事会很好贡献奖，以及ACM和IEEE的诸多奖项。

赫伯特·博斯（Herbert Bos） 阿姆斯特丹自由大学教授。他是一名全方位的系统专家，尤其是在安全和UNIX方面。目前致力于系统与网络安全领域的研究，2011年因在恶意软件反向工程方面的贡献而获得ERC奖。

出版者的话
译者序
前言
作者简介
第1章 引论1
1.1 什么是操作系统2
1.1.1 作为扩展机器的操作系统2
1.1.2 作为资源管理者的操作系统3
1.2 操作系统的历史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）：晶体管和批处理系统4
1.2.3 第三代（1965～1980）：集成电路和多道程序设计6
1.2.4 第四代（1980年至今）：个人计算机8
1.2.5 第五代（1990年至今）：移动计算机10
1.3 计算机硬件简介11
1.3.1 处理器12
1.3.2 存储器14
1.3.3 磁盘15
1.3.4 I/O设备16
1.3.5 总线18
1.3.6 启动计算机19
1.4 操作系统大观园20
1.4.1 大型机操作系统20
1.4.2 服务器操作系统20
1.4.3 多处理器操作系统20
1.4.4 个人计算机操作系统20
1.4.5 掌上计算机操作系统21
1.4.6 嵌入式操作系统21
1.4.7 传感器节点操作系统21
1.4.8 实时操作系统21
1.4.9 智能卡操作系统21
1.5 操作系统概念22
1.5.1 进程22
1.5.2 地址空间23
1.5.3 文件23
1.5.4 输入/输出25
1.5.5 保护25
1.5.6 shell25
1.5.7 个体重复系统发育26
1.6 系统调用28
1.6.1 用于进程管理的系统调用31
1.6.2 用于文件管理的系统调用32
1.6.3 用于目录管理的系统调用32
1.6.4 各种系统调用34
1.6.5 Windows Win32 API34
1.7 操作系统结构35
1.7.1 单体系统36
1.7.2 层次式系统36
1.7.3 微内核37
1.7.4 客户端–服务器模式38
1.7.5 虚拟机39
1.7.6 外核41
1.8 依靠C的世界41
1.8.1 C语言41
1.8.2 头文件41
1.8.3 大型编程项目43
1.8.4 运行模型43
1.9 有关操作系统的研究44
1.10 本书其他部分概要45
1.11 公制单位45
1.12 小结46
习题46
第2章 进程与线程48
2.1 进程48
2.1.1 进程模型48
2.1.2 进程的创建49
2.1.3 进程的终止51
2.1.4 进程的层次结构51
2.1.5 进程的状态51
2.1.6 进程的实现53
2.1.7 多道程序设计模型54
2.2 线程54
2.2.1 线程的使用54
2.2.2 经典的线程模型57
2.2.3 POSIX线程60
2.2.4 在用户空间中实现线程60
2.2.5 在内核中实现线程63
2.2.6 混合实现63
2.2.7 调度程序激活机制64
2.2.8 弹出式线程64
2.2.9 使单线程代码多线程化65
2.3 进程间通信67
2.3.1 竞争条件67
2.3.2 临界区68
2.3.3 忙等待的互斥68
2.3.4 睡眠与唤醒71
2.3.5 信号量73
2.3.6 互斥量74
2.3.7 管程78
2.3.8 消息传递81
2.3.9 屏障82
2.3.10 避免锁：读–复制–更新83
2.4 调度84
2.4.1 调度简介84
2.4.2 批处理系统中的调度88
2.4.3 交互式系统中的调度89
2.4.4 实时系统中的调度92
2.4.5 策略和机制93
2.4.6 线程调度93
2.5 经典的IPC问题94
2.5.1 哲学家就餐问题94
2.5.2 读者–写者问题96
2.6 有关进程与线程的研究97
2.7 小结97
习题98
第3章 内存管理102
3.1 无存储器抽象102
3.2 一种存储器抽象：地址空间104
3.2.1 地址空间的概念104
3.2.2 交换技术106
3.2.3 空闲内存管理107
3.3 虚拟内存109
3.3.1 分页110
3.3.2 页表112
3.3.3 加速分页过程112
3.3.4 针对大内存的页表114
3.4 页面置换算法117
3.4.1 很优页面置换算法117
3.4.2 最近未使用页面置换算法118
3.4.3 优选先出页面置换算法118
3.4.4 第二次机会页面置换算法118
3.4.5 时钟页面置换算法119
3.4.6 最近最少使用页面置换算法119
3.4.7 用软件模拟LRU120
3.4.8 工作集页面置换算法121
3.4.9 工作集时钟页面置换算法123
3.4.10 页面置换算法小结124
3.5 分页系统中的设计问题124
3.5.1 局部分配策略与全局分配策略124
3.5.2 负载控制126
3.5.3 页面大小126
3.5.4 分离的指令空间和数据空间127
3.5.5 共享页面128
3.5.6 共享库128
3.5.7 内存映射文件130
3.5.8 清除策略130
3.5.9 虚拟内存接口130
3.6 有关实现的问题131
3.6.1 与分页有关的工作131
3.6.2 缺页中断处理131
3.6.3 指令备份132
3.6.4 锁定内存中的页面132
3.6.5 后备存储133
3.6.6 策略和机制的分离134
3.7 分段134
3.7.1 纯分段的实现136
3.7.2 分段和分页结合：MULTICS136
3.7.3 分段和分页结合：Intel x86138
3.8 有关内存管理的研究141
3.9 小结141
习题142
第4章 文件系统147
4.1 文件148
4.1.1 文件命名148
4.1.2 文件结构149
4.1.3 文件类型149
4.1.4 文件访问151
4.1.5 文件属性151
4.1.6 文件操作152
4.1.7 使用文件系统调用的一个示例程序152
4.2 目录154
4.2.1 一级目录系统154
4.2.2 层次目录系统154
4.2.3 路径名154
4.2.4 目录操作156
4.3 文件系统的实现157
4.3.1 文件系统布局157
4.3.2 文件的实现157
4.3.3 目录的实现160
4.3.4 共享文件162
4.3.5 日志结构文件系统163
4.3.6 日志文件系统164
4.3.7 虚拟文件系统165
4.4 文件系统管理和优化167
4.4.1 磁盘空间管理167
4.4.2 文件系统备份171
4.4.3 文件系统的一致性174