計(jì)算機(jī)的心智：操作系統(tǒng)之哲學(xué)管理

前言
第一篇 基礎(chǔ)原理篇
第1章 操作系統(tǒng)導(dǎo)論
引子：智者的挑戰(zhàn)
1．1 人造學(xué)科
1．2 程序是如何運(yùn)行的
1．3 什么是操作系統(tǒng)
1．4 魔幻與管理
1．5 用戶程序與操作系統(tǒng)
1．6 操作系統(tǒng)的范疇
1．7 為什么學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)
思考題
第2章 操作系統(tǒng)歷史
引子：操作系統(tǒng)進(jìn)化的推動(dòng)因素
2．1 第一階段：狀態(tài)機(jī)操作系統(tǒng)(1940年以前)
2．2 第二階段：?jiǎn)我徊僮鲉T、單一控制端操作系統(tǒng)(20世紀(jì)40年代)
2．3 第三階段：批處理操作系統(tǒng)(20世紀(jì)50年代)
2．4 第四代：多道批處理操作系統(tǒng)(20世紀(jì)60年代)
2．5 第五代之一：分時(shí)操作系統(tǒng)(20世紀(jì)70年代)
2．6 第五代之二：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
2．7 第六代：現(xiàn)代操作系統(tǒng)(1980年以后)
2．8 操作系統(tǒng)的演變過(guò)程
2．9 操作系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
思考題
第3章 操作系統(tǒng)基本概念
引子：“差不多”精神
3．1 計(jì)算機(jī)硬件基本知識(shí)
3．2 抽象
3．3 內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)
3．4 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3．5 進(jìn)程、內(nèi)存和文件
3．6 系統(tǒng)調(diào)用
3．7 殼
思考題
第二篇 進(jìn)程原理篇
第4章 進(jìn)程
引子
4．1 進(jìn)程概論
4．2 進(jìn)程模型
4．3 多道編程的效率
4．4 進(jìn)程的產(chǎn)生與消失
4．5 進(jìn)程的層次結(jié)構(gòu)
4．6 進(jìn)程的狀態(tài)
4．7 進(jìn)程創(chuàng)立
4．8 進(jìn)程與地址空間
4．9 進(jìn)程管理
4．1 0進(jìn)程的缺陷
思考題
第5章 線程
引子
5．1 進(jìn)程的分身術(shù)——線程
5．2 線程管理
5．3 線程的實(shí)現(xiàn)方式
5．4 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的線程實(shí)現(xiàn)模型
5．5 多線程的關(guān)系
5．6 討論：從用戶態(tài)進(jìn)入內(nèi)核態(tài)
5．7 討論：線程的困惑——確定性與非確定性
思考題
第6章 線程通信
引子
6．1 為什么要通信
6．2 線程對(duì)白：管道、記名管道、套接字
6．3 線程電報(bào)：信號(hào)
6．4 線程旗語(yǔ)：信號(hào)量
6．5 線程擁抱：共享內(nèi)存
6．6 信件發(fā)送：消息隊(duì)列
6．7 其他通信機(jī)制
思考題
第7章 進(jìn)程同步
引子
7．1 為什么要同步
7．2 線程同步的目的
7．3 鎖的進(jìn)化
7．4 睡覺(jué)與叫醒：生產(chǎn)者與消費(fèi)者問(wèn)題
7．5 信號(hào)量
7．6 鎖、睡覺(jué)與叫醒、信號(hào)量
7．7 管程
7．8 消息傳遞
7．9 柵欄
思考題
第8章 進(jìn)程調(diào)度
引子
8．1 調(diào)度的目標(biāo)
8．2 處理器調(diào)度的總體目標(biāo)
8．3 先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法
8．4 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)
8．5 短任務(wù)優(yōu)先
8．6 優(yōu)先級(jí)調(diào)度
8．7 混合調(diào)度算法
8．8 其他調(diào)度算法
8．9 實(shí)時(shí)調(diào)度算法
8．1 0高級(jí)議題：調(diào)度異常之優(yōu)先級(jí)
倒掛
思考題
第9章 鎖的實(shí)現(xiàn)
引子：鎖的實(shí)現(xiàn)哲學(xué)
9．1 以中斷啟用與禁止來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖
9．2 以測(cè)試與設(shè)置指令來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖
9．3 以非繁忙等待、中斷啟用與禁止來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖
9．4 以最少繁忙等待、測(cè)試與設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖
9．5 中斷禁止、測(cè)試與設(shè)置
思考題
第10章 死鎖應(yīng)對(duì)
引子
10．1 發(fā)生死鎖的原因
10．2 死鎖的描述
10．3 死鎖的4個(gè)必要條件
10．4 哲學(xué)家就餐問(wèn)題
1O．5 死鎖的應(yīng)對(duì)
10．6 消除死鎖的必要條件
10．7 銀行家算法：冒險(xiǎn)的代價(jià)
10．8 哲學(xué)家就餐問(wèn)題之解
10．9 討論：死鎖的思考——綜合治理
10．1 0討論：死鎖、活鎖與饑餓
思考題
第三篇 內(nèi)存原理篇
第11章 基本內(nèi)存管理
引子
11．1 內(nèi)存管理的環(huán)境
11．2 內(nèi)存管理的目標(biāo)
11．3 虛擬內(nèi)存的概念
11．4 操作系統(tǒng)在內(nèi)存的位置
11．5 單道編程的內(nèi)存管理
11．6 多道編程的內(nèi)存管理
11．7 閑置空間管理
思考題
第12章 頁(yè)式內(nèi)存管理
引子
12．1 基址極限管理模式的問(wèn)題
12．2 分頁(yè)內(nèi)存管理
12．3 分頁(yè)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
12．4 翻譯速度
12．5 缺頁(yè)中斷處理
12．6 鎖住頁(yè)面
12．7 頁(yè)面足寸
12．8 內(nèi)存抖動(dòng)
思考題
第13章 頁(yè)面更換算法
引子
13．1 頁(yè)面需要更換
13．2 頁(yè)面更換的目標(biāo)
13．3 隨機(jī)更換算法
13．4 先進(jìn)先出算法
13．5 第二次機(jī)會(huì)算法
13．6 時(shí)鐘算法
13．7 最優(yōu)更換算法
13．8 NRU算法
13．9 IRU算法
13．10 工作集算法
13．11 工作集時(shí)鐘算法
13．12 頁(yè)面替換策略
思考題
第14章 段式內(nèi)存管理
引子
14．1 分頁(yè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)
14．2 分段管理系統(tǒng)
14．3 分段的優(yōu)缺點(diǎn)
14．4 段頁(yè)式內(nèi)存管理
14．5 段號(hào)是否占用尋址字住
14．6 討論：否定之否定的嵌套一純粹
分段與邏輯分段、分頁(yè)與段頁(yè)
思考題
第四篇 文件原理篇
第15章 磁盤(pán)操作
引子
15．1 磁盤(pán)組織與管理
15．2 磁盤(pán)的結(jié)構(gòu)
15．3 盤(pán)面的結(jié)構(gòu)
15．4 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的訪問(wèn)速度
15．5 操作系統(tǒng)界面
15．6 磁盤(pán)調(diào)度算法
思考題
第16章 文件基礎(chǔ)
引子
16．1 為什么需要文件系統(tǒng)
16．2 什么是文件系統(tǒng)
16．3 文件系統(tǒng)的目標(biāo)-
16．4 文件的基本知識(shí)
16．5 從用戶角度看文件系統(tǒng)
16．6 地址獨(dú)立的實(shí)現(xiàn)機(jī)制：文件夾
16．7 文件系統(tǒng)調(diào)甩
16．8 內(nèi)存映射的文件訪問(wèn)
思考題
第17章 文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
引子
17．1 文件系統(tǒng)的布局
17．2 文件的實(shí)現(xiàn)
17．3 目錄實(shí)現(xiàn)：地址獨(dú)立的實(shí)現(xiàn)
17．4 閑置空間管理
思考題
第18章 文件系統(tǒng)
引子
18．1 文件系統(tǒng)訪問(wèn)控制
18．2 主動(dòng)控制：訪問(wèn)控制表
18．3 能力表
18．4 訪問(wèn)控制的實(shí)施
18．5 文件系統(tǒng)性能
18．6 提高系統(tǒng)性能的方法
18．7 文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析：日志結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)
18．8 海量數(shù)據(jù)文件系統(tǒng)
思考題
第五篇 I／O原理篇
第19章 輸入輸出
引子
19．1 什么是輸入輸出
19．2 輸入輸出的目的
19．3 輸入輸出硬件
19．4 輸入輸出軟件
19．5 I／O軟件分層
思者題
第六篇 多核原理篇
第20章 多核結(jié)構(gòu)與內(nèi)存
引子
20．1 以量取勝
20．2 多核基本概念
20．3 多核的內(nèi)存結(jié)構(gòu)
20．4 對(duì)稱多處理器計(jì)算機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程
20．5 多處理器之間的通信
20．6 SMP緩存一致性
20．7 多處理器、超線程和多核的比較
思考題
第21章 多核環(huán)境下的進(jìn)程同步
與調(diào)度
引子
21．1 多核環(huán)境下操作系統(tǒng)的修正
21．2 多核環(huán)境下的進(jìn)程同步與調(diào)度
21．3 多核進(jìn)程同步
21．4 硬件原子操作
21．5 總線鎖
21．6 多核環(huán)境下的軟件同步原語(yǔ)
21．7 旋鎖
21．8 其他同步原語(yǔ)
21．9 核環(huán)境下的進(jìn)程調(diào)度
21．10 多核環(huán)境下的能耗管理
21．11 討論：多核系統(tǒng)的性能
思考題
第七篇 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理篇
第22章 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)之原理
引子
22．1 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的追求
22．2 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第1條哲學(xué)原理：層次架構(gòu)
22．3 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第2條哲學(xué)原理：沒(méi)有時(shí)錯(cuò)
22．4 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第3條哲學(xué)原理：懶人哲學(xué)
22．5 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第4條哲學(xué)原理：讓困于人
22．6 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第5條哲學(xué)原理：留有余地
22．7 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第6條哲學(xué)原理：子虛鳥(niǎo)有——海市蜃樓之美
22．8 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第7條哲學(xué)原理：時(shí)空轉(zhuǎn)換——滄海桑田之變
22．9 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第8務(wù)哲學(xué)原理：策機(jī)分離與權(quán)利分離
22．10 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第9條哲學(xué)原理：簡(jiǎn)單為美——求于至簡(jiǎn)、歸于永恒
22．11 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第10條哲學(xué)原理：適可而止
思考題
結(jié)語(yǔ)
參考文獻(xiàn)