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操作系統概念(原書第10版) 版權信息
- ISBN:9787111732853
- 條形碼:9787111732853 ; 978-7-111-73285-3
- 裝幀:平裝-膠訂
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
操作系統概念(原書第10版) 本書特色
本書是操作系統領域的經典書籍,從第1版至今全程記錄了操作系統的發展歷史,被國內外眾多高校選作教材。第10版延續了之前版本的優點并進行了全面更新:理論講解采用簡潔的方式來呈現重要的研究結果,不展開復雜的形式化證明;案例分析涵蓋Linux、Windows、macOS、Android、iOS等主流系統;代碼部分要求讀者對C或Java語言有一定的了解;教輔資源同步升級,包括習題及參考答案、編程項目、推薦讀物、學習指南、教學PPT等。
操作系統概念(原書第10版) 內容簡介
本書是面向操作系統導論課程的經典書籍,從第1版至今被國內外眾多高校選作教材。全書共九個部分,相較于上一版增加了三個部分,并且優化了各章的編排順序。本書不僅詳細講解進程管理、內存管理、存儲管理、保護與安全等概念,而且涵蓋重要的理論結果和案例研究,并且給出了供讀者深入學習的推薦讀物。這一版在移動操作系統、多核系統、虛擬化和NVM外存等方面做了大幅更新,每一章都融入了新的技術進展,并且更新了習題和編程項目。本書既適合高等院校計算機相關專業的學生學習,也是專業技術人員的有益參考。
操作系統概念(原書第10版) 目錄
Operating System Concepts,Tenth Edition
譯者序
前言
**部分概論
第1章導論2
1.1操作系統的功能2
1.1.1用戶視角2
1.1.2系統視角3
1.1.3操作系統的定義3
1.2計算機系統的組成4
1.2.1中斷5
1.2.2存儲結構7
1.2.3I/O結構9
1.3計算機系統的體系結構9
1.3.1單處理器系統9
1.3.2多處理器系統10
1.3.3集群系統11
1.4操作系統的執行13
1.4.1多道程序與多任務14
1.4.2雙模式與多模式操作15
1.4.3定時器16
1.5資源管理16
1.5.1進程管理16
1.5.2內存管理17
1.5.3文件系統管理17
1.5.4大容量存儲管理18
1.5.5高速緩存管理18
1.5.6I/O系統管理20
1.6安全與保護20
1.7虛擬化21
1.8分布式系統22
1.9內核數據結構22
1.9.1列表、堆棧與隊列22
1.9.2樹23
1.9.3哈希函數與哈希表24
1.9.4位圖24
1.10計算環境25
1.10.1傳統計算25
1.10.2移動計算25
1.10.3客戶機-服務器計算26
1.10.4對等計算26
1.10.5云計算27
1.10.6實時嵌入式系統27
1.11免費與開源操作系統28
1.11.1開源操作系統的歷史29
1.11.2自由操作系統29
1.11.3GNU/Linux29
1.11.4BSD UNIX30
1.11.5Solaris30
1.11.6用作學習的開源操作
系統31
1.12本章小結31
1.13推薦讀物32
1.14參考文獻32
1.15練習33
1.16習題33
第2章操作系統結構35
2.1操作系統的服務35
2.2用戶與操作系統的界面36
2.2.1命令解釋器37
2.2.2圖形用戶界面37
2.2.3觸摸屏界面38
2.2.4界面的選擇38
2.3系統調用39
2.3.1系統調用示例39
2.3.2應用編程接口39
2.3.3系統調用的類型41
2.4系統服務46
2.5鏈接器與加載器46
2.6應用程序特定于操作系統的
原因48
2.7操作系統的設計與實現49
2.7.1設計目標49
2.7.2機制與策略49
2.7.3實現50
2.8操作系統的結構50
2.8.1簡單結構51
2.8.2分層法51
2.8.3微內核52
2.8.4模塊53
2.8.5混合系統53
2.9操作系統的構建與引導56
2.9.1操作系統的生成56
2.9.2操作系統的引導57
2.10操作系統的調試58
2.10.1故障分析59
2.10.2性能優化59
2.10.3跟蹤60
2.10.4BCC60
2.11本章小結61
2.12推薦讀物62
2.13參考文獻62
2.14練習63
2.15習題63
2.16編程題63
2.17編程項目64
第二部分進程管理
第3章進程70
3.1進程的概念70
3.1.1進程概述70
3.1.2進程狀態71
3.1.3進程控制塊72
3.1.4線程73
3.2進程調度73
3.2.1調度隊列74
3.2.2CPU調度74
3.2.3上下文切換75
3.3進程操作76
3.3.1進程創建76
3.3.2進程終止79
3.4進程間通信81
3.5共享內存系統的IPC82
3.6消息傳遞系統的IPC83
3.6.1命名84
3.6.2同步85
3.6.3緩沖85
3.7IPC系統示例86
3.7.1POSIX共享內存86
3.7.2Mach消息傳遞88
3.7.3Windows90
3.7.4管道91
3.8客戶機-服務器系統中的通信
95
3.8.1套接字95
3.8.2遠程過程調用97
3.9本章小結99
3.10推薦讀物100
3.11參考文獻100
3.12練習100
3.13習題101
3.14編程題104
3.15編程項目106
第4章線程與并發113
4.1概述113
4.1.1動機113
4.1.2優點114
4.2多核編程115
4.2.1編程挑戰115
4.2.2并行的類型116
4.3多線程模型117
4.3.1多對一模型117
4.3.2一對一模型117
4.3.3多對多模型117
4.4線程庫118
4.4.1Pthreads119
4.4.2Windows線程120
4.4.3Java線程121
4.5隱式線程124
4.5.1線程池124
4.5.2復刻加入126
4.5.3OpenMP128
4.5.4大中央調度129
4.5.5Intel線程構建模塊130
4.6多線程問題131
4.6.1系統調用fork()和
exec()131
4.6.2信號處理131
4.6.3線程撤銷132
4.6.4線程本地存儲133
4.6.5調度程序激活134
4.7操作系統示例135
4.7.1Windows線程135
4.7.2Linux線程135
4.8本章小結136
4.9推薦讀物137
4.10參考文獻137
4.11練習137
4.12習題137
4.13編程題139
4.14編程項目141
第5章CPU調度143
5.1基本概念143
5.1.1CPU-I/O突發周期143
5.1.2CPU調度程序144
5.1.3搶占式和非搶占式調度144
5.1.4分派程序145
5.2調度準則146
5.3調度算法146
5.3.1先到先服務調度146
5.3.2短作業優先調度147
5.3.3輪轉調度149
5.3.4優先級調度150
5.3.5多級隊列調度151
5.3.6多級反饋隊列調度152
5.4線程調度153
5.4.1競爭范圍153
5.4.2Pthreads調度153
5.5多處理器調度155
5.5.1多處理器調度的方法155
5.5.2多核處理器156
5.5.3負載平衡158
5.5.4處理器親和性158
5.5.5異構多處理159
5.6實時CPU調度159
5.6.1小化延遲159
5.6.2基于優先級的調度160
5.6.3單調速率調度161
5.6.4早截止期限優先調度162
5.6.5比例分享調度163
5.6.6POSIX實時調度163
5.7操作系統示例165
5.7.1示例:Linux調度165
5.7.2示例:Windows調度167
5.7.3示例:Solaris調度169
5.8算法評估170
5.8.1確定性模型171
5.8.2排隊模型171
5.8.3仿真172
5.8.4實現172
5.9本章小結173
5.10推薦讀物174
5.11參考文獻174
5.12練習175
5.13習題176
5.14編程項目178
第三部分進程同步
第6章同步工具182
6.1背景182
6.2臨界區問題183
6.3Peterson解決方案185
6.4硬件同步支持186
6.4.1內存屏障186
6.4.2硬件指令187
6.4.3原子變量189
6.5互斥鎖189
6.6信號量191
6.6.1信號量的使用191
6.6.2信號量的實現191
6.7管程193
6.7.1管程的使用194
6.7.2采用信號量的管程實現195
6.7.3管程內的進程重啟196
6.8活性196
6.8.1死鎖197
6.8.2優先級反轉197
6.9評估198
6.10本章小結199
6.11推薦讀物199
6.12參考文獻200
6.13練習200
6.14習題200
6.15編程題205
第7章同步案例207
7.1經典同步問題207
7.1.1有界緩沖區問題207
7.1.2讀者-作者問題207
7.1.3哲學家就餐問題209
7.2內核的同步211
7.2.1Windows的同步211
7.2.2Linux的同步212
7.3POSIX的同步213
7.3.1POSIX 互斥鎖213
7.3.2POSIX信號量213
7.3.3POSIX條件變量214
7.4Java的同步215
7.4.1Java管程215
7.4.2重入鎖218
7.4.3信號量218
7.4.4條件變量219
7.5其他方法220
7.5.1事務內存220
7.5.2OpenMP221
7.5.3函數式編程語言222
7.6本章小結222
7.7推薦讀物222
7.8參考文獻222
7.9練習223
7.10習題223
7.11編程題223
7.12編程項目224
第8章死鎖230
8.1系統模型230
8.2多線程應用程序的死鎖231
8.3死鎖特點233
8.3.1必要條件233
8.3.2資源分配圖233
8.4死鎖處理方法235
8.5死鎖預防235
8.5.1互斥235
8.5.2占有并等待236
8.5.3非搶占236
8.5.4 循環等待236
8.6死鎖避免238
8.6.1 安全狀態238
8.6.2資源分配圖算法239
8.6.3銀行家算法239
8.7死鎖檢測241
8.7.1每種資源類型只有單個
實例241
8.7.2每種資源類型可有多個
實例242
8.7.3檢測算法的使用243
8.8死鎖恢復244
8.8.1進程與線程的中止244
8.8.2資源搶占244
8.9本章小結245
8.10推薦讀物245
8.11參考文獻245
8.12練習245
8.13習題247
8.14編程題249
8.15編程項目249
第四部分內存管理
第9章內存252
9.1背景252
9.1.1基本硬件252
9.1.2地址綁定253
9.1.3邏輯地址空間與物理地址
空間254
9.1.4動態加載255
9.1.5動態鏈接與共享庫255
9.2連續內存分配256
9.2.1內存保護256
9.2.2內存分配257
9.2.3碎片257
9.3分頁258
9.3.1基本方法258
9.3.2硬件支持261
9.3.3保護263
9.3.4共享頁263
9.4頁表結構264
9.4.1分層分頁264
9.4.2哈希頁表265
9.4.3倒置頁表266
9.4.4Oracle SPARC Solaris267
9.5交換267
9.5.1標準交換267
9.5.2采用分頁的交換267
9.5.3移動系統的交換268
9.6示例:Intel 32位與64位體系
結構268
9.6.1IA-32架構269
9.6.2x86-64270
9.7示例:ARMv8架構271
9.8本章小結272
9.9推薦讀物272
9.10參考文獻273
9.11練習273
9.12習題274
9.13編程題275
9.14編程項目275
第10章虛擬內存277
10.1背景277
10.2請求調頁279
10.2.1基本概念279
10.2.2空閑幀列表281
10.2.3請求調頁的性能282
10.3寫時復制283
10.4頁面置換284
10.4.1基本頁面置換285
10.4.2FIFO頁面置換287
10.4.3優頁面置換288
10.4.4LRU頁面置換288
10.4.5近似LRU頁面置換290
10.4.6基于計數的頁面置換291
10.4.7頁面緩沖算法292
10.4.8應用程序與頁面置換292
10.5幀分配292
10.5.1幀的小數293
10.5.2分配算法293
10.5.3全局分配與局部分配294
10.5.4非均勻內存訪問295
10.6抖動296
10.6.1抖動的原因296
10.6.2工作集模型297
10.6.3缺頁錯誤頻率299
10.6.4當前做法300
10.7內存壓縮300
10.8分配內核內存301
10.8.1伙伴系統301
10.8.2slab分配302
10.9其他考慮因素303
10.9.1預調頁面303
10.9.2頁面大小304
10.9.3TLB范圍304
10.9.4倒置頁表305
10.9.5程序結構305
10.9.6I/O聯鎖與頁面鎖定306
10.10操作系統示例307
10.10.1Linux307
10.10.2Windows308
10.10.3Solaris308
10.11本章小結309
10.12推薦讀物310
10.13參考文獻310
10.14練習310
10.15習題312
10.16編程題316
10.17編程項目316
第五部分存儲管理
第11章大容量存儲320
11.1大容量存儲結構概述320
11.1.1硬盤驅動器320
11.1.2非易失性存儲設備321
11.1.3易失性存儲器323
11.1.4二級存儲連接方法324
11.1.5地址映射324
11.2HDD調度325
11.2.1FCFS調度325
11.2.2SCAN調度326
11.2.3C-SCAN調度326
11.2.4磁盤調度算法的選擇326
11.3NVM調度327
11.4錯誤檢測和糾正328
11.5存儲設備管理328
11.5.1驅動器格式化、分區與卷
328
11.5.2引導塊330
11.5.3壞塊330
11.6交換空間管理331
11.6.1交換空間的使用331
11.6.2交換空間位置332
11.6.3交換空間管理的示例332
11.7存儲連接333
11.7.1主機連接存儲333
11.7.2網絡連接存儲333
11.7.3云存儲333
11.7.4存儲區域網絡與存儲
陣列334
11.8RAID結構335
11.8.1通過冗余提高可靠性335
11.8.2通過并行處理提高
性能336
11.8.3RAID級別336
11.8.4RAID級別的選擇339
11.8.5擴展340
11.8.6RAID的問題340
11.8.7對象存儲341
11.9本章小結342
11.10推薦讀物342
11.11參考文獻343
11.12練習343
11.13習題344
11.14編程題345
第12章I/O系統346
12.1概述346
12.2I/O硬件346
12.2.1內存映射I/O347
12.2.2輪詢348
12.2
操作系統概念(原書第10版) 作者簡介
亞伯拉罕·西爾伯沙茨(Abraham Silberschatz),計算機科學家,ACM、IEEE和AAAS會士。現任耶魯大學計算機科學系教授,曾任貝爾實驗室信息科學研究中心副主任。除本書外,他還是經典教材《數據庫系統概念》的作者之一。 彼得·貝爾·高爾文(Peter Baer Galvin),現任Pluribus Networks首席解決方案架構師,曾任系統集成商Corporate Technologies的首席技術官,還曾在波士頓大學擔任講師。 格雷格·加涅(Greg Gagne),威斯敏斯特學院計算機科學系副教授,操作系統、計算機網絡、并行編程和軟件工程方面的專家。 鄭扣根,浙江大學計算機學院教授、博士生導師。1994年起于浙江大學任教至今,長期從事操作系統、計算理論、形式化方法、計算機網絡等方面的教學和科研工作。
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