本書既是關于操作系統概念、結構和原理的教材，目的是盡可能清楚與全面地展示現代操作系統的本質和特點；又是講解操作系統的經典教材，不僅系統地講述了操作系統的基本概念、原理和方法，而且以當代流行的操作系統Windows 10、UNIX、Android、Linux為例，展現了當代操作系統的本質和特點。全書共分背景知識、進程、內存、調度、輸入/輸出和文件、嵌入式系統六部分，內容包括：計算機系統概述，操作系統概述，進程描述和控制，線程，并發：互斥和同步，并發：死鎖和饑餓，內存管理，虛擬內存，單處理器調度，多處理器、多核和實時調度，I/O管理和磁盤調度，文件管理，嵌入式操作系統，虛擬機，操作系統安全，云與物聯網操作系統。
William Stallings，美國圣母大學電氣工程專業學士，麻省理工學院計算機科學專業博士。William Stallings已出版圖書近20種，含修訂版在內共出版圖書40種，內容涉及計算機安全、計算機網絡和計算機體系結構。在多家期刊上發表了大量論文，包括《IEEE學報》《ACM計算評論》和《密碼術》。13次榮獲教材與學術作者協會頒發的最佳計算機科學教科書獎。在計算機科學領域工作的30多年，William Stallings一直是一位技術貢獻者、技術管理者和多家高科技公司的主管；針對許多計算機和操作系統，設計和實現了基于TCP/IP與基于OSI的協議套件。
William Stallings，美國圣母大學電氣工程專業學士，麻省理工學院計算機科學專業博士。William Stallings已出版圖書近20種，含修訂版在內共出版圖書40種，內容涉及計算機安全、計算機網絡和計算機體系結構。在多家期刊上發表了大量論文，包括《IEEE學報》《ACM計算評論》和《密碼術》。13次榮獲教材與學術作者協會頒發的最佳計算機科學教科書獎。在計算機科學領域工作的30多年，William Stallings一直是一位技術貢獻者、技術管理者和多家高科技公司的主管；針對許多計算機和操作系統，設計和實現了基于TCP/IP與基于OSI的協議套件。
第一部分 背景知識
第1章 計算機系統概述 1
1.1 基本構成 2
1.2 微處理器的發展 4
1.3 指令的執行 4
1.4 中斷 7
1.5 存儲器的層次結構 18
1.6 高速緩存 21
1.7 直接內存存取 25
1.8 多處理器和多核組織結構 26
1.9 關鍵術語、復習題和習題 30
1A 兩級存儲器的性能特征 33
第2章 操作系統概述 40
2.1 操作系統的目標和功能 41
2.2 操作系統的演化 45
2.3 主要成就 55
2.4 現代操作系統的特征 64
2.5 容錯性 67
2.6 多處理器和多核操作系統設計
考慮因素 70
2.7 微軟Windows系統簡介 73
2.8 傳統UNIX系統 80
2.9 現代UNIX系統 82
2.10 Linux 85
2.11 Android 90
2.12 關鍵術語、復習題和習題 99
第二部分 進程
第3章 進程描述和控制 101
3.1 什么是進程 103
3.2 進程狀態 105
3.3 進程描述 120
3.4 進程控制 129
3.5 操作系統的執行 135
3.6 UNIX SVR4進程管理 138
3.7 小結 143
3.8 關鍵術語、復習題和習題 143
第4章 線程 148
4.1 進程和線程 149
4.2 線程的分類 155
4.3 多核和多線程 162
4.4 Windows進程和線程管理 167
4.5 Solaris線程和SMP管理 174
4.6 Linux進程和線程管理 178
4.7 Android進程和線程管理 183
4.8 Mac OS X的GCD技術 187
4.9 小結 189
4.10 關鍵術語、復習題和習題 190
第5章 并發：互斥和同步 195
5.1 互斥：軟件方法 198
5.2 并發原理 204
5.3 互斥：硬件支持 213
5.4 信號量 216
5.5 管程 229
5.6 消息傳遞 235
5.7 讀者/寫者問題 242
5.8 小結 246
5.9 關鍵術語、復習題和習題 247
第6章 并發：死鎖和饑餓 261
6.1 死鎖原理 262
6.2 死鎖預防 271
6.3 死鎖避免 272
6.4 死鎖檢測 278
6.5 一種綜合的死鎖策略 280
6.6 哲學家就餐問題 281
6.7 UNIX并發機制 285
6.8 Linux內核并發機制 287
6.9 Solaris線程同步原語 296
6.10 Windows并發機制 298
6.11 Android進程間通信 302
6.12 小結 303
6.13 關鍵術語、復習題和習題 304
第三部分 內存
第7章 內存管理 311
7.1 內存管理需求 312
7.2 內存分區 316
7.3 分頁 327
7.4 分段 330
7.5 小結 332
7.6 關鍵術語、復習題和習題 332
7A 加載和鏈接 335
第8章 虛擬內存 342
8.1 硬件和控制結構 343
8.2 操作系統軟件 360
8.3 UNIX和Solaris內存管理 379
8.4 Linux內存管理 385
8.5 Windows內存管理 389
8.6 Android內存管理 391
8.7 小結 392
8.8 關鍵術語、復習題和習題 393
第四部分 調度
第9章 單處理器調度 397
9.1 處理器調度的類型 398
9.2 調度算法 402
9.3 傳統UNIX調度 424
9.4 小結 426
9.5 關鍵術語、復習題和習題 427
第10章 多處理器、多核和實時調度 432
10.1 多處理器和多核調度 433
10.2 實時調度 446
10.3 Linux調度 461
10.4 UNIX SVR4調度 464
10.5 UNIX FreeBSD調度 466
10.6 Windows調度 470
10.7 小結 472
10.8 關鍵術語、復習題和習題 472
第五部分 輸入/輸出和文件
第11章 I/O管理和磁盤調度 477
11.1 I/O設備 478
11.2 I/O功能的組織 480
11.3 操作系統設計問題 483
11.4 I/O緩沖 486
11.5 磁盤調度 489
11.6 RAID 496
11.7 磁盤高速緩存 505
11.8 UNIX SVR 4 I/O 509
11.9 Linux I/O 512
11.10 Windows I/O 516
11.11 小結 518
11.12 關鍵術語、復習題和習題 519
第12章 文件管理 522
12.1 概述 523
12.2 文件組織和訪問 529
12.3 B樹 533
12.4 文件目錄 536
12.5 文件共享 541
12.6 記錄組塊 542
12.7 輔存管理 544
12.8 UNIX文件管理 552
12.9 Linux虛擬文件系統 557
12.10 Windows文件系統 561
12.11 Android文件系統 566
12.12 小結 567
12.13 關鍵術語、復習題和習題 568
第六部分 嵌入式系統
第13章 嵌入式操作系統 571
13.1 嵌入式系統 572
13.2 嵌入式操作系統的特性 577
13.3 嵌入式Linux 581
13.4 TinyOS 587
13.5 關鍵術語、復習題和習題 597
第14章 虛擬機 599
14.1 虛擬機概念 600
14.2 虛擬機管理程序 603
14.3 容器虛擬化 607
14.4 處理器問題 614
14.5 內存管理 616
14.6 輸入/輸出管理 617
14.7 VMware ESXi 619
14.8 微軟Hyper-V與Xen系列 622
14.9 Java虛擬機 623
14.10 Linux VServer虛擬機架構 624
14.11 小結 627
14.12 關鍵術語、復習題和習題 627
第15章 操作系統安全 629
15.1 入侵者與惡意軟件 630
15.2 緩沖區溢出 634
15.3 訪問控制 642
15.4 UNIX訪問控制 650
15.5 操作系統加固 653
15.6 安全維護 657
15.7 Windows安全 658
15.8 小結 663
15.9 關鍵術語、復習題和習題 664
第16章 云與物聯網操作系統 667
16.1 云計算 668
16.2 云操作系統 676
16.3 物聯網 692
16.4 物聯網操作系統 696
16.5 關鍵術語和復習題 703
附錄A 并發主題 705
附錄B 編程和操作系統項目 719
參考文獻 727
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