计算机心智

前言

第一篇基础原理篇

第1章操作系统导论

引子：智者的挑战

1.1人造学科

1.2程序是如何运行的

1.3什么是操作系统

1.4魔幻与管理

1.5用户程序与操作系统

1.6操作系统的范畴

1.7为什么学习操作系统

思考题

第2章操作系统历史

引子：操作系统进化的推动因素

2.1第一阶段：状态机操作系统(1940年以前)

2.2第二阶段：单一操作员、单一控制端操作系统(20世纪40年代)

2.3第三阶段：批处理操作系统(20世纪50年代)

2.4第四代：多道批处理操作系统(20世纪60年代)

2.5第五代之一：分时操作系统(20世纪70年代)

2.6第五代之二：实时操作系统

2.7第六代：现代操作系统(1980年以后)

2.8操作系统的演变过程

2.9操作系统的未来发展趋势

思考题

第3章操作系统基本概念

引子：“差不多”精神

3.1计算机硬件基本知识

3.2抽象

3.3内核态和用户态

3.4操作系统结构

3.5进程、内存和文件

3.6系统调用

3.7壳

思考题

第二篇进程原理篇

第4章进程

引子

4.1进程概论

4.2进程模型

4.3多道编程的效率

4.4进程的产生与消失

4.5进程的层次结构

4.6进程的状态

……

第5章线程

第6章线程通信

第7章进程同步

第8章进程调度

第9章锁的实现

第10章死锁应对

第三篇内存原理篇

第11章基本内存管理

第12章页式内存管理

第13章页面更换算法

第14章段式内存管理

第四篇文件原理篇

第15章磁盘操作

第16章文件基础

第17章文件系统实现

第18章文件系统

第五篇I/O原理篇

第19章输入输出

第六篇多核原理篇

第20章多核结构与内存

第21章多核环境下的进程同步与调度

第七篇操作系统设计原理篇

第22章操作系统设计之原理

结语

参考文献

　　本书集中精力对操作系统的核心内容进行分析，包括操作系统发展的历史背景、进程与线程、内存管理、文件系统、输入与输出、多核环境下的进程调度和操作系统设计。本书用大量生活实例，生动解释了操作系统中的主要难点和模糊点：锁的实现、同步机制的发展轴线、纯粹分段到段页式的演变、多核环境下的进程同步与调度和操作系统设计等内容，而放弃了对操作系统核心以外内容，如安全、多媒体系统、虚拟机技术、光盘技术等的论述。本书重点突出、逻辑清晰、内容连贯，便于学生顺利掌握操作系统的核心内容。本书层次丰富、涵盖操作系统的所有核心内容，适合作为国内高校计算机及相关专业本科生操作系统课程的教材，也是了解计算机操作系统原理不可多得的参考书。　　这是一个瞬息万变的时代。　　分布式计算的脚步渐行渐远，网格计算的热潮逐步退却，云计算和云存储正慢慢揭开面纱……在所有的变化中，不变的是这些计算的支柱：操作系统!能否深刻理解它也许会决定云时代的“浮沉”。　　本书从生活哲学的视角对操作系统的原理进行阐述，通过逻辑推理演绎操作系统核心技术的奥秘，讨论范围包括操作系统的所有基础内容：背景与历史。进程与线程、通信与同步、调度与死锁，分页与分段。磁盘与文件。输入与输出等。此外，作者以新颖的组织方式讲解了锁的实现、同步机制的发展逻辑。从分段到段页式的演变、多核环境下的同步与调度、操作系统设计的原则。　　本书对操作系统原理的讨论充满趣味性：每一章都力求细致地阐明一个主题，将通俗的哲学原理和逻辑推理贯穿子每一个主题，构成全书的有机整体，并适当地引入计算机组成和编译器知识，揭示操作系统在程序运行中发挥的作用，把读者对操作系统的理解带到一个崭新酌境界。