內容簡介
作業系統是計算機系統的核心繫統軟體，負責控制和管理整個系統，使之協調工作。本書對作業系統的核心內容進行了全面分析，包括作業系統的發展歷史和基本概念、進程與執行緒、記憶體管理、檔案系統、輸入與輸出、多核環境下的進程調度和作業系統設計。本書用大量生活實例，生動地解釋了作業系統中的主要難點和模糊點：鎖的實現、同步機制的發展軸線、純粹分段到段頁式的演變、多核環境下的進程同步與調度和作業系統設計等內容。本書重點突出、邏輯清晰、內容連貫，便於學生順利掌握作業系統的核心內容。
本書層次豐富、涵蓋作業系統的所有核心內容，適合作為國內高校計算機及相關專業本科生作業系統課程的教材，也是了解計算機作業系統原理不可多得的參考書。
作者簡介
鄒恆明，美國密西根大學博士。曾任職美國IBM、國家數據公司、朗訊、EMC公司8年多。在IBM和EMC分別從事AIX作業系統和Engenity存儲作業系統的研發，其中包括911中挽摩根斯坦利公司於既倒的、美國唯一的“英雄軟體”SRDF。2007年在中國金融期貨交易系統（股指期貨）專家測評中擔任軟體測評組長。2004年以來在上海交大研究、執教作業系統和算法設計等14門課程多年。
目錄
前言
第一篇 基礎原理篇
第1章 作業系統導論
引子：智者的挑戰
1.1 人造與神造
1.2 程式是如何運行的
1.3 什麼是作業系統
1.4 魔術與管理
1.5 用戶程式與作業系統
1.6 作業系統的範疇
1.7 為什麼學習作業系統
思考題
第2章操 作系統歷史
引子：不能承受之真
2.1 第一階段：狀態機作業系統（1940年以前）
2.2 第二階段：單一操作員單一控制端作業系統（20世紀40年代）
2.3 第三階段：批處理作業系統（20世紀50年代）
2.4 第四代：多道批處理作業系統（20世紀60年代）
2.5 第五代之一：分時作業系統（20世紀70年代）
2.6 第五代之二：實時作業系統
2.7 第六代：現代作業系統（1980年以後）
2.8 作業系統的演變過程
2.9 作業系統的未來發展趨勢
2.10 討論：作業系統虛擬化和虛擬化的作業系統
思考題
第3章 作業系統基本概念
引子：軟體師的尷尬
3.1 計算機硬體基本知識
3.2 抽象
3.3 核心態和用戶態
3.4 作業系統結構
3.5 進程、記憶體和檔案
3.6 系統調用
3.7 殼
思考題
第二篇 進程原理篇
第4章 進程
引子：牛頓的困惑
4.1 進程概論
4.2 進程模型
4.3 多道編程的好處
4.4 進程的產生與消失
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 優先權調度算法
5.7 混合調度算法
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：調度異常之優先權倒掛
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：共享記憶體
6.6 信件傳送：訊息佇列
6.7 其他通信機制
思考題
第三篇 執行緒原理篇
第7章 執行緒
引子：亞歷山大的分身術
7.1 進程的分身術——執行緒
7.2 執行緒管理
7.3 執行緒模型的實現
7.4 現代作業系統的執行緒實現模型
7.5 多執行緒的關係
7.6 討論：從用戶態進入核心態
7.7 討論：執行緒的困惑——確定性與非確定性
思考題
第8章 執行緒同步
引子：滑鐵盧的同步
8.1 為什麼要同步
8.2 執行緒同步的目的
8.3 鎖的進化：金魚生存
8.4 睡覺與叫醒：生產者與消費者問題
8.5 信號量
8.6 鎖、睡覺與叫醒、信號量
8.7 管程
8.8 訊息傳遞
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哲學家就餐問題
9.5 死鎖的應對
9.6 消除死鎖的必要條件
9.7 銀行家算法：冒險的代價
9.8 哲學家就餐問題之解
9.9 討論：死鎖的思考——綜合治理
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 以中斷啟用與禁止來實現鎖
10.2 以測試與設定指令來實現鎖
10.3 以非繁忙等待、中斷啟用與禁止來實現鎖
10.4 以最少繁忙等待、測試與設定來實現鎖
10.5 中斷禁止、測試與設定
思考題
第四篇 記憶體原理篇
第11章 基本記憶體管理
引子：讓別人無路可走
11.1 記憶體管理的環境
11.2 記憶體管理的目標
11.3 虛擬記憶體的概念
11.4 作業系統在記憶體中的位置
11.5 單道編程的記憶體管理
11.6 多道編程的記憶體管理
11.7 閒置空間管理
思考題
第12章 頁式記憶體管理
引子：虛擬概念的變現
12.1 基址極限管理模式的問題
12.2 分頁記憶體管理
12.3 分頁系統的優缺點
12.4 翻譯速度
12.5缺頁中斷處理
12.6 鎖住頁面
12.7 頁面尺寸
12.8 記憶體抖動
思考題
第13章 頁面更換算法
引子：黑洞理論的替換
13.1 頁面需要更換
13.2 頁面更換的目標
13.3 隨機更換算法
13.4 先進先出算法
13.5第二次機會算法
13.6 時鐘算法
13.7 最優更換算法
13.8NRU算法
13.9 LRU算法
13.10 工作集算法
13.11 工作集時鐘算法
13.12 頁面替換策略
思考題
第14章 段式記憶體管理
引子：否定之否定
14.1 分頁系統的缺點
14.2 分段管理系統
14.3 分段的優缺點
14.4 段頁式記憶體管理
14.5 段號是否占用定址字位
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 檔案原理篇
第15章 磁碟操作
引子：EMC——從不可能到可能
15.1 磁碟組織與管理
15.2 磁碟的結構
15.3 盤面的結構
15.4 磁碟驅動器的訪問速度
15.5 作業系統界面
15.6磁碟調度算法
15.7 討論：固態盤
15.8 討論：智慧型磁碟系統
思考題
第16章 檔案系統
引子：掩飾的極致
16.1 為什麼需要檔案系統
16.2 檔案系統
16.3 檔案系統的目標
16.4 檔案的基本知識
16.5 從用戶角度看檔案系統
16.6 地址獨立的實現機制：資料夾
16.7 檔案系統調用
16.8 記憶體映射的檔案訪問
思考題
第17 章檔案系統實現
引子：成功中的失敗
17.1 檔案系統的布局
17.2 檔案的實現
17.3 目錄實現：地址獨立的實現
17.4 閒置空間管理
思考題
第18章 檔案系統性能
引子：從不可能到可能
18.1 檔案授權管理
18.2 主動控制：訪問控制表
18.3 能力表
18.4 訪問控制的實施
18.5 其他檔案安全措施
18.6 檔案系統性能
18.7 檔案系統效率性能
18.8 檔案系統設計分析：日誌結構的檔案系統
18.9 海量數據檔案系統
思考題
第六篇 I/O原理篇
第19章 輸入輸出
引子：詹森的輸出——從沒有到爆發
19.1 輸入輸出
19.2 輸入輸出的目的
19.3 輸入輸出硬體
19.4 I/O軟體
19.5 I/O軟體分層
思考題
第七篇 多核原理篇
第20章 多核結構與記憶體
引子：不能承受之熱
20.1 以量取勝
20.2 多核基本概念
20.3 多核的記憶體結構
20.4 對稱多處理器計算機的啟動過程
20.5 多處理器之間的通信
20.6 SMP快取一致性
20.7 多處理器、超執行緒和多核的比較
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 多核環境下作業系統的修正
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 硬體原子操作
21.5 匯流排鎖
21.6 多核環境下的軟體同步原語
21.7 旋鎖
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：多核系統的性能
思考題
第八篇 作業系統設計篇
第22章 作業系統設計之哲學原理
引子：殘缺心智的勝利
22.1 作業系統設計的追求
22.2 作業系統設計的第1條哲學原理：層次架構
22.3 作業系統設計的第2條哲學原理：沒有對錯
22.4 作業系統設計的第3條哲學原理：懶人哲學
22.5 作業系統設計的第4條哲學原理：讓困於人
22.6 作業系統設計的第5條哲學原理：留有餘地
22.7 作業系統設計的第6條哲學原理：子虛烏有——海市蜃樓之美
22.8 作業系統設計的第7條哲學原理：時空轉換——滄海桑田之變
22.9 作業系統設計的第8條哲學原理：策機分離與權利分離
22.10 作業系統設計的第9條哲學原理：簡單為美——求於至簡,歸於永恆
22.11 作業系統設計的第10條哲學原理：適可而止
思考題
結語：失望與希望
參考文獻
