学习操作系统这门课我推荐您一本经典教材

Posted 2021-08-20 人邮异步社区

如果你正在读本科操作系统课程，那么应该已经初步了解了计算机程序运行时做的事情。

无论何时，在试图解决问题时，我们首先要说明最重要的问题是什么。我们在书中明确提出关键问题（crux of the problem），并希望通过本书其余部分提出的技术、算法和思想来解决。

在许多地方，我们将通过显示一段时间内的行为来解释系统的工作原理。这些时间线（timeline）是理解的本质。如果你知道会发生什么，例如，当进程出现页故障时，你就可以真正了解虚拟内存的运行方式。如果你理解日志文件系统将块写入磁盘时发生的情况，就已经迈出了掌握存储系统的第一步。

如果你是读这本书的学生，那么我们很荣幸能够提供一些材料来帮助你学习操作系统的知识。这是一本关于操作系统原理的经典书籍，希望这本书能够成帮助到你。

整本书中有许多“补充”和“提示”，为主线讲解增添了一些趣味性。“补充”倾向于讨论与主要文本相关的内容（但可能不是必要的）；“提示”往往是一般经验，可以应用于所构建的系统。

在整本书中，我们使用最古老的教学方法之一——对话（dialogue）。这些对话用于介绍主要的主题概念，并不时地复习这些内容。这也让我们得以用更幽默的方式写作。好吧，你觉得它们是有用还是幽默，完全是另一回事。

在每一个主要部分的开头，我们将首先呈现操作系统提供的抽象（abstraction），然后在后续章节中介绍提供抽象所需的机制、策略和其他支持。抽象是计算机科学各个方面的基础，因此它在操作系统中也是必不可少的。

在所有的章节中，我们尝试使用真实代码（real code），而非伪代码（pseudocode）。因此书中几乎所有的示例，你应该能够自己输入并运行它们。在真实系统上运行真实代码是了解操作系统的最佳方式，因此建议你尽可能这样做。

在本书的各个部分，我们提供了一些作业（homework），确保你进一步理解书中的内容。其中许多作业都是对操作系统的一些模拟（simulation）程序。你应该下载作业，并运行它们，以此来测验自己。作业模拟程序具有以下特征：通过给它们提供不同的随机种子，你可以产生几乎无限的问题，也可以让模拟程序为你解决问题。因此，你可以一次又一次地自测，直至很好地理解了这些知识。

本书最重要的附录是一组项目（project），可供你通过设计、测试和实现自己的代码，来了解真实系统的工作原理。所有项目（以及上面提到的代码示例）都是使用C编程语言（C programming language）[KR88]编写的。C是一种简单而强大的语言，是大多数操作系统的基础，因此值得添加到你的工具库中。附录中含有两种类型的项目（请参阅在线附录中的想法）。第一类是系统编程（system programming）项目。这些项目非常适合那些不熟悉C和UNIX，并希望学习如何进行底层C编程的人。第二类基于在麻省理工学院开发的实际操作系统内核，称为xv6 [CK+08]。这些项目非常适合已经有一些C的经验并希望深入研究操作系统的学生。在威斯康星大学，我们以 3 种不同的方式开课：系统编程、xv6编程，或两者兼而有之。

《操作系统导论》豆瓣评分：9.4

详细目录

• 第1章　关于本书的对话
• 第2章　操作系统介绍
• 第1部分　虚拟化
• 第3章　关于虚拟化的对话
• 第4章　抽象：进程
• 第5章　插叙：进程API
• 第6章　机制：受限直接执行
• 第7章　进程调度：介绍
• 第8章　调度：多级反馈队列
• 第9章　调度：比例份额
• 第10章　多处理器调度（高级）
• 第11章　关于CPU虚拟化的总结对话
• 第12章　关于内存虚拟化的对话
• 第13章　抽象：地址空间
• 第14章　插叙：内存操作API
• 第15章　机制：地址转换
• 第16章　分段
• 第17章　空闲空间管理
• 第18章　分页：介绍
• 第19章　分页：快速地址转换（TLB）
• 第20章　分页：较小的表
• 第21章　超越物理内存：机制
• 第22章　超越物理内存：策略
• 第23章　VAX/VMS虚拟内存系统
• 第24章　内存虚拟化总结对话
• 第2部分　并发
• 第25章　关于并发的对话
• 第26章　并发：介绍
• 第27章　插叙：线程API
• 第28章　锁
• 第29章　基于锁的并发数据结构
• 第30章　条件变量
• 第31章　信号量
• 第32章　常见并发问题
• 第33章　基于事件的并发（进阶）
• 第34章　并发的总结对话
• 第3部分　持久性
• 第35章　关于持久性的对话
• 第36章　I/O设备
• 第37章　磁盘驱动器
• 第38章　廉价冗余磁盘阵列（RAID）
• 第39章　插叙：文件和目录
• 第40章　文件系统实现
• 第41章　局部性和快速文件系统
• 第42章　崩溃一致性：FSCK和日志
• 第43章　日志结构文件系统
• 第44章　数据完整性和保护
• 第45章　关于持久的总结对话
• 第46章　关于分布式的对话
• 第47章　分布式系统
• 第48章　Sun的网络文件系统（NFS）
• 第49章　Andrew文件系统（AFS）
• 第50章　关于分布式的总结对话
• 附录A　关于虚拟机监视器的对话
• 附录B　虚拟机监视器
• 附录C　关于监视器的对话
• 附录D　关于实验室的对话
• 附录E　实验室：指南
• 附录F　实验室：系统项目
• 附录G　实验室：xv6项目

这是一本关于现代操作系统的书。全书围绕虚拟化、并发和持久性这3个主要概念展开，介绍了所有现代系统的主要组件（包括调度、虚拟内存管理、磁盘和I/O子系统、文件系统 ）。

本书共50章，分为3个部分，分别讲述虚拟化、并发和持久性的相关内容。本书大部分章节均先提出特定的问题，然后通过书中介绍的技术、算法和思想来解决这些问题。作者以对话形式引入所介绍的主题概念，行文诙谐幽默却又鞭辟入里，力求帮助读者理解操作系统中虚拟化、并发和持久性的原理。

本书内容全面，并给出了真实可运行的代码（而非伪代码），还提供了相应的练习，适合高等院校相关专业教师教学和高校学生自学。