前言
第一篇 基礎原理篇
第1章 操作係統導論
引子：智者的挑戰
1.1 人造與神造
1.2 程序是如何運行的
1.3 什麼是操作係統
1.4 魔術與管理
1.5 用戶程序與操作係統
1.6 操作係統的範疇
1.7 為什麼學習操作係統
思考題
第2章操 作係統曆史
引子：不能承受之真
2.1 第一階段：狀態機操作係統（1940年以前）
2.2 第二階段：單一操作員單一控製端操作係統（20世紀40年代）
2.3 第三階段：批處理操作係統（20世紀50年代）
2.4 第四代：多道批處理操作係統（20世紀60年代）
2.5 第五代之一：分時操作係統（20世紀70年代）
2.6 第五代之二：實時操作係統
2.7 第六代：現代操作係統（1980年以後）
2.8 操作係統的演變過程
2.9 操作係統的未來發展趨勢
2.10 討論：操作係統虛擬化和虛擬化的操作係統
思考題
第3章 操作係統基本概念
引子：軟件師的尷尬
3.1 計算機硬件基本知識
3.2 抽象
3.3 內核態和用戶態
3.4 操作係統結構
3.5 進程、內存和文件
3.6 係統調用
3.7 殼
思考題
第二篇 進程原理篇
第4章 進程
引子：牛頓的睏惑
4.1 進程概論
4.2 進程模型
4.3 多道編程的好處
4.4 進程的産生與消失
4.5 進程的層次結構
4.6 進程的狀態
4.7 進程與地址空間
4.8 進程管理
4.9 進程的缺陷
思考題
第5章 進程調度
引子：恐怖分子的調度
5.1 進程調度的定義
5.2 進程調度的目標
5.3 先來先服務調度算法
5.4 時間片輪轉算法
5.5 短任務優先算法
5.6 優先級調度算法
5.7 混閤調度算法
5.8 其他調度算法
5.9 實時調度算法
5.10 進程調度的過程
5.11 高級議題：調度異常之優先級倒掛
思考題
第6章 進程通信
引子：孤獨爆破手的自白
6.1 為什麼要通信
6.2 進程對白：管道、記名管道、套接字
6.3 進程電報：信號
6.4 進程旗語：信號量
6.5 進程擁抱：共享內存
6.6 信件發送：消息隊列
6.7 其他通信機製
思考題
第三篇 綫程原理篇
第7章 綫程
引子：亞曆山大的分身術
7.1 進程的分身術——綫程
7.2 綫程管理
7.3 綫程模型的實現
7.4 現代操作係統的綫程實現模型
7.5 多綫程的關係
7.6 討論：從用戶態進入內核態
7.7 討論：綫程的睏惑——確定性與非確定性
思考題
第8章 綫程同步
引子：滑鐵盧的同步
8.1 為什麼要同步
8.2 綫程同步的目的
8.3 鎖的進化：金魚生存
8.4 睡覺與叫醒：生産者與消費者問題
8.5 信號量
8.6 鎖、睡覺與叫醒、信號量
8.7 管程
8.8 消息傳遞
8.9 柵欄
思考題
第9章 死鎖應對之哲學原理
引子：迷霧籠罩的加拿大
9.1 為什麼會發生死鎖
9.2 死鎖的描述
9.3 死鎖的4個必要條件
9.4 哲學傢就餐問題
9.5 死鎖的應對
9.6 消除死鎖的必要條件
9.7 銀行傢算法：冒險的代價
9.8 哲學傢就餐問題之解
9.9 討論：死鎖的思考——綜閤治理
9.10 討論：死鎖、活鎖與飢餓
思考題
第10章 鎖的實現
引子：高登繩結
10.1 以中斷啓用與禁止來實現鎖
10.2 以測試與設置指令來實現鎖
10.3 以非繁忙等待、中斷啓用與禁止來實現鎖
10.4 以最少繁忙等待、測試與設置來實現鎖
10.5 中斷禁止、測試與設置
思考題
第四篇 內存原理篇
第11章 基本內存管理
引子：讓彆人無路可走
11.1 內存管理的環境
11.2 內存管理的目標
11.3 虛擬內存的概念
11.4 操作係統在內存中的位置
11.5 單道編程的內存管理
11.6 多道編程的內存管理
11.7 閑置空間管理
思考題
第12章 頁式內存管理
引子：虛擬概念的變現
12.1 基址極限管理模式的問題
12.2 分頁內存管理
12.3 分頁係統的優缺點
12.4 翻譯速度
12.5 缺頁中斷處理
12.6 鎖住頁麵
12.7 頁麵尺寸
12.8 內存抖動
思考題
第13章 頁麵更換算法
引子：黑洞理論的替換
13.1 頁麵需要更換
13.2 頁麵更換的目標
13.3 隨機更換算法
13.4 先進先齣算法
13.5 第二次機會算法
13.6 時鍾算法
13.7 最優更換算法
13.8 NRU算法
13.9 LRU算法
13.10 工作集算法
13.11 工作集時鍾算法
13.12 頁麵替換策略
思考題
第14章 段式內存管理
引子：否定之否定
14.1 分頁係統的缺點
14.2 分段管理係統
14.3 分段的優缺點
14.4 段頁式內存管理
14.5 段號是否占用尋址字位
14.6 討論：否定之否定的嵌套——純粹分段與邏輯分段、分頁與段頁
思考題
第五篇 文件原理篇
第15章 磁盤操作
引子：EMC——從不可能到可能
15.1 磁盤組織與管理
15.2 磁盤的結構
15.3 盤麵的結構
15.4 磁盤驅動器的訪問速度
15.5 操作係統界麵
15.6 磁盤調度算法
15.7 討論：固態盤
15.8 討論：智能磁盤係統
思考題
第16章 文件係統
引子：掩飾的極緻
16.1 為什麼需要文件係統
16.2 文件係統
16.3 文件係統的目標
16.4 文件的基本知識
16.5 從用戶角度看文件係統
16.6 地址獨立的實現機製：文件夾
16.7 文件係統調用
16.8 內存映射的文件訪問
思考題
第17 章文件係統實現
引子：成功中的失敗
17.1 文件係統的布局
17.2 文件的實現
17.3 目錄實現：地址獨立的實現
17.4 閑置空間管理
思考題
第18章 文件係統性能
引子：從不可能到可能
18.1 文件授權管理
18.2 主動控製：訪問控製錶
18.3 能力錶
18.4 訪問控製的實施
18.5 其他文件安全措施
18.6 文件係統性能
18.7 文件係統效率性能
18.8 文件係統設計分析：日誌結構的文件係統
18.9 海量數據文件係統
思考題
第六篇 I/O原理篇
第19章 輸入輸齣
引子：約翰遜的輸齣——從沒有到爆發
19.1 輸入輸齣
19.2 輸入輸齣的目的
19.3 輸入輸齣硬件
19.4 I/O軟件
19.5 I/O軟件分層
思考題
第七篇 多核原理篇
第20章 多核結構與內存
引子：不能承受之熱
20.1 以量取勝
20.2 多核基本概念
20.3 多核的內存結構
20.4 對稱多處理器計算機的啓動過程
20.5 多處理器之間的通信
20.6 SMP緩存一緻性
20.7 多處理器、超綫程和多核的比較
思考題
第21章 多核環境下的進程同步與調度
引子：“多核”帝國的隕落
21.1 多核環境下操作係統的修正
21.2 多核環境下的進程同步與調度
21.3 多核進程同步
21.4 硬件原子操作
21.5 總綫鎖
21.6 多核環境下的軟件同步原語
21.7 鏇鎖
21.8 其他同步原語
21.9 多核環境下的進程調度
21.10 多核環境下的能耗管理
21.11 討論：多核係統的性能
思考題
第八篇 操作係統設計篇
第22章 操作係統設計之哲學原理
引子：殘缺心智的勝利
22.1 操作係統設計的追求
22.2 操作係統設計的第1條哲學原理：層次架構
22.3 操作係統設計的第2條哲學原理：沒有對錯
22.4 操作係統設計的第3條哲學原理：懶人哲學
22.5 操作係統設計的第4條哲學原理：讓睏於人
22.6 操作係統設計的第5條哲學原理：留有餘地
22.7 操作係統設計的第6條哲學原理：子虛烏有——海市蜃樓之美
22.8 操作係統設計的第7條哲學原理：時空轉換——滄海桑田之變
22.9 操作係統設計的第8條哲學原理：策機分離與權利分離
22.10 操作係統設計的第9條哲學原理：簡單為美——求於至簡,歸於永恒
22.11 操作係統設計的第10條哲學原理：適可而止
思考題
結語：失望與希望
參考文獻
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