国外计算机科学教材系列 操作系统：精髓与设计原理 第9版 [美]斯托林斯 2020年版

国外计算机科学教材系列 操作系统：精髓与设计原理 第9版
作者： [美]斯托林斯
出版时间：2020年版
丛编项： 国外计算机科学教材系列
内容简介
　　本书既是关于操作系统概念、结构和机制的教材，目的是尽可能清楚和全面地展示现代操作系统的本质和特点；也是讲解操作系统的经典教材，不仅系统地讲述了操作系统的基本概念、原理和方法，而且以当代***的操作系统Windows 10、UNIX、Android、Linux为例，展现了当代操作系统的本质和特点。全书共分背景知识、进程、内存、调度、输入/输出和文件、嵌入式系统六部分，内容包括计算机系统概述、操作系统概述、进程描述和控制、线程、并发性：互斥和同步、并发：死锁和饥饿、内存管理、虚拟内存、单处理器调度、多处理器和实时调度、I/O管理和磁盘调度、文件管理、嵌入式操作系统、虚拟机、计算机安全技术、云操作系统和IoT操作系统等。此外，本书配套网站提供了及时、生动的材料。
目录
第一部分 背景知识
第1章 计算机系统概述/t2
1．1 基本构成/t2
1．2 微处理器的发展/t3
1．3 指令的执行/t4
1．4 中断/t6
1．4．1 中断和指令周期/t7
1．4．2 中断处理/t8
1．4．3 多个中断/t10
1．5 存储器的层次结构/t11
1．6 高速缓存/t13
1．6．1 动机/t13
1．6．2 高速缓存原理/t13
1．6．3 高速缓存设计/t15
1．7 直接内存存取/t15
1．8 多处理器和多核计算机组织结构/t16
1．8．1 对称多处理器/t16
1．8．2 多核计算机/t17
1．9 关键术语、复习题和习题/t19
1．9．1 关键术语/t19
1．9．2 复习题/t19
1．9．3 习题/t19
附录1A 两级存储器的性能特征/t21
第2章 操作系统概述/t26
2．1 操作系统的目标和功能/t26
2．1．1 作为用户/计算机接口的
操作系统/t26
2．1．2 作为资源管理器的操作系统/t27
2．1．3 操作系统的易扩展性/t28
2．2 操作系统的演化/t29
2．2．1 串行处理/t29
2．2．2 简单批处理系统/t29
2．2．3 多道批处理系统/t31
2．2．4 分时系统/t33
2．3 主要成就/t34
2．3．1 进程/t34
2．3．2 内存管理/t36
2．3．3 信息保护和安全/t37
2．3．4 调度和资源管理/t38
2．4 现代操作系统的特征/t39
2．5 容错性/t40
2．5．1 基本概念/t41
2．5．2 错误/t41
2．5．3 操作系统机制/t42
2．6 多处理器和多核操作系统设计
考虑因素/t42
2．6．1 对称多处理器操作系统设计
考虑因素/t42
2．6．2 多核操作系统设计考虑因素/t43
2．7 微软Windows系统简介/t44
2．7．1 背景/t44
2．7．2 体系结构/t44
2．7．3 客户-服务器模型/t46
2．7．4 线程和SMP/t47
2．7．5 Windows对象/t47
2．8 传统的UNIX系统/t48
2．8．1 历史/t48
2．8．2 描述/t49
2．9 现代UNIX系统/t50
2．9．1 System V Release 4（SVR4）/t51
2．9．2 BSD/t51
2．9．3 Solaris 11/t51
2．10 Linux操作系统/t51
2．10．1 历史/t51
2．10．2 模块结构/t52
2．10．3 内核组件/t53
2．11 Android/t55
2．11．1 Android软件体系结构/t56
2．11．2 Android运行时/t57
2．11．3 Android系统体系结构/t59
2．11．4 活动/t60
2．11．5 电源管理/t60
2．12 关键术语、复习题和习题/t60
2．12．1 关键术语/t60
2．12．2 复习题/t61
2．12．3 习题/t61
第二部分 进程
第3章 进程描述和控制/t64
3．1 什么是进程/t64
3．1．1 背景/t64
3．1．2 进程和进程控制块/t65
3．2 进程状态/t66
3．2．1 两状态进程模型/t67
3．2．2 进程的创建和终止/t68
3．2．3 五状态模型/t69
3．2．4 被挂起的进程/t71
3．3 进程描述/t74
3．3．1 操作系统的控制结构/t75
3．3．2 进程控制结构/t75
3．4 进程控制/t79
3．4．1 执行模式/t79
3．4．2 进程创建/t80
3．4．3 进程切换/t81
3．5 操作系统的执行/t82
3．5．1 无进程内核/t82
3．5．2 在用户进程内运行/t83
3．5．3 基于进程的操作系统/t84
3．6 UNIX SVR4进程管理/t84
3．6．1 进程状态/t84
3．6．2 进程描述/t85
3．6．3 进程控制/t87
3．7 小结/t87
3．8 关键术语、复习题和习题/t88
3．8．1 关键术语/t88
3．8．2 复习题/t88
3．8．3 习题/t88
第4章 线程/t91
4．1 进程和线程/t91
4．1．1 多线程/t91
4．1．2 线程的功能/t93
4．2 线程分类/t95
4．2．1 用户级和内核级线程/t95
4．2．2 其他方案/t97
4．3 多核和多线程/t99
4．3．1 多核系统上的软件性能/t99
4．3．2 应用示例：Valve游戏软件/t100
4．4 Windows的进程和线程管理/t101
4．4．1 后台任务管理和应用生命
周期/t102
4．4．2 Windows进程/t103
4．4．3 进程对象和线程对象/t103
4．4．4 多线程/t104
4．4．5 线程状态/t104
4．4．6 对操作系统子系统的支持/t105
4．5 Solaris的线程和SMP管理/t106
4．5．1 多线程体系结构/t106
4．5．2 动机/t106
4．5．3 进程结构/t107
4．5．4 线程的执行/t108
4．5．5 把中断当作线程/t108
4．6 Linux的进程和线程管理/t109
4．6．1 Linux任务/t109
4．6．2 Linux线程/t110
4．6．3 Linux命名空间/t111
4．7 Android的进程和线程管理/t112
4．7．1 安卓应用/t112
4．7．2 活动/t113
4．7．3 进程和线程/t114
4．8 Mac OS X的GCD技术/t114
4．9 小结/t116
4．10 关键术语、复习题和习题/t116
4．10．1 关键术语/t116
4．10．2 复习题/t116
4．10．3 习题/t117
第5章 并发：互斥和同步/t121
5．1 互斥：软件解决方法/t122
5．1．1 Dekker算法/t122
5．1．2 Peterson算法/t125
5．2 并发的原理/t126
5．2．1 一个简单的例子/t127
5．2．2 竞争条件/t128
5．2．3 操作系统关注的问题/t128
5．2．4 进程的交互/t128
5．2．5 互斥的要求/t131
5．3 互斥：硬件的支持/t131
5．3．1 中断禁用/t131
5．3．2 专用机器指令/t132
5．4 信号量/t133
5．4．1 互斥/t136
5．4．2 生产者/消费者问题/t137
5．4．3 信号量的实现/t142
5．5 管程/t142
5．5．1 使用信号的管程/t142
5．5．2 使用通知和广播的管程/t145
5．6 消息传递/t146
5．6．1 同步/t147
5．6．2 寻址/t148
5．6．3 消息格式/t149
5．6．4 排队原则/t149
5．6．5 互斥/t149
5．7 读者/写者问题/t150
5．7．1 读者优先/t151
5．7．2 写者优先/t152
5．8 小结/t154
5．9 关键术语、复习题和习题/t154
5．9．1 关键术语/t154
5．9．2 复习题/t154
5．9．3 习题/t155
第6章 并发：死锁和饥饿/t164
6．1 死锁原理/t164
6．1．1 可重用资源/t167
6．1．2 可消耗资源/t167
6．1．3 资源分配图/t168
6．1．4 死锁的条件/t169
6．2 死锁预防/t169
6．2．1 互斥/t170
6．2．2 占有且等待/t170
6．2．3 不可抢占/t170
6．2．4 循环等待/t170
6．3 死锁避免/t170
6．3．1 进程启动拒绝/t171
6．3．2 资源分配拒绝/t171
6．4 死锁检测/t174
6．4．1 死锁检测算法/t174
6．4．2 恢复/t175
6．5 一种综合的死锁策略/t175
6．6 哲学家就餐问题/t176
6．6．1 基于信号量的解决方案/t177
6．6．2 基于管程的解决方案/t178
6．7 UNIX并发机制/t178
6．7．1 管道/t179
6．7．2 消息/t179
6．7．3 共享内存/t179
6．7．4 信号量/t179
6．7．5 信号/t180
6．8 Linux内核并发机制/t180
6．8．1 原子操作/t181
6．8．2 自旋锁/t182
6．8．3 信号量/t183
6．8．4 屏障/t184
6．9 Solaris线程同步原语/t185
6．9．1 互斥锁/t186
6．9．2 信号量/t186
6．9．3 多读者/单写者锁/t186
6．9．4 条件变量/t187
6．10 Windows的并发机制/t187
6．10．1 等待函数/t187
6．10．2 分派器对象/t187
6．10．3 临界区/t188
6．10．4 轻量级读写锁和条件变量/t188
6．10．5 锁无关同步机制/t189
6．11 Android进程间通信/t189
6．12 小结/t190
6．13 关键术语、复习题和习题/t190
6．13．1 关键术语/t190
6．13．2 复习题/t190
6．13．3 习题/t191
第三部分 内存
第7章 内存管理/t196
7．1 内存管理的需求/t196
7．1．1 重定位/t196
7．1．2 保护/t197
7．1．3 共享/t197
7．1．4 逻辑组织/t197
7．1．5 物理组织/t198
7．2 内存分区/t198
7．2．1 固定分区/t198
7．2．2 动态分区/t200
7．2．3 伙伴系统/t202
7．2．4 重定位/t203
7．3 分页/t204
7．4 分段/t206
7．5 小结/t207
7．6 关键术语、复习题和习题/t207
7．6．1 关键术语/t207
7．6．2 复习题/t208
7．6．3 习题/t208
附录7A 加载和链接/t210
第8章 虚拟内存/t214
8．1 硬件和控制结构/t214
8．1．1 局部性和虚拟内存/t215
8．1．2 分页/t216
8．1．3 分段/t222
8．1．4 段页式/t223
8．1．5 保护和共享/t224
8．2 操作系统软件/t224
8．2．1 读取策略/t225
8．2．2 放置策略/t226
8．2．3 置换策略/t226
8．2．4 驻留集管理/t230
8．2．5 清除策略/t234
8．2．6 加载控制/t234
8．3 UNIX和Solaris内存管理/t235
8．3．1 分页系统/t235
8．3．2 内核内存分配器/t237
8．4 Linux内存管理/t238
8．4．1 虚拟内存/t239
8．4．2 内核内存分配/t240
8．5 Windows内存管理/t240
8．5．1 Windows虚拟地址映射/t241
8．5．2 Windows分页/t241
8．5．3 Windows交换/t242
8．6 Android内存管理/t242
8．7 小结/t242
8．8 关键术语、复习题和习题/t243
8．8．1 关键术语/t243
8．8．2 复习题/t243
8．8．3 习题/t243
第四部分 调度
第9章 单处理器调度/t248
9．1 处理器调度的类型/t248
9．1．1 长程调度/t249
9．1．2 中程调度/t250
9．1．3 短程调度/t250
9．2 调度算法/t250
9．2．1 短程调度规则/t250
9．2．2 优先级的使用/t251
9．2．3 选择调度策略/t252
9．2．4 性能比较/t258
9．2．5 公平共享调度/t261
9．3 传统的UNIX调度/t263
9．4 小结/t264
9．5 关键术语、复习题和习题/t264
9．5．1 关键术语/t264
9．5．2 复习题/t264
9．5．3 习题/t265
第10章 多处理器、多核和实时调度/t268
10．1 多处理器和多核调度/t268
10．1．1 粒度/t268
10．1．2 设计问题/t269
10．1．3 进程调度/t270
10．1．4 线程调度/t271
10．1．5 多核线程调度/t275
10．2 实时调度/t276
10．2．1 背景/t276
10．2．2 实时操作系统的特点/t276
10．2．3 实时调度/t278
10．2．4 限期调度/t279
10．2．5 速率单调调度/t282
10．2．6 优先级反转/t284
10．3 Linux调度/t285
10．3．1 实时调度/t285
10．3．2 非实时调度/t286
10．4 UNIX SVR4调度/t287
10．5 FreeBSD调度程序/t288
10．5．1 优先级/t288
10．5．2 对称多处理器与多核支持/t289
10．6 Windows调度/t290
10．6．1 进程和线程优先级/t290
10．6．2 多处理器调度/t291
10．7 小结/t291
10．8 关键术语、复习题和习题/t292
10．8．1 关键术语/t292
10．8．2 复习题/t292
10．8．3 习题/t292
第五部分 输入/输出和文件
第11章 I/O管理和磁盘调度/t296
11．1 I/O设备/t296
11．2 I/O功能的组织/t297
11．2．1 I/O功能的发展/t297
11．2．2 直接内存访问/t298
11．3 操作系统设计问题/t299
11．3．1 设计目标/t299
11．3．2 I/O功能的逻辑结构/t300
11．4 I/O缓冲/t301
11．4．1 单缓冲/t301
11．4．2 双缓冲/t302
11．4．3 循环缓冲/t302
11．4．4 缓冲的作用/t302
11．5 磁盘调度/t303
11．5．1 磁盘性能参数/t303
11．5．2 磁盘调度策略/t304
11．6 RAID/t307
11．6．1 RAID级别0/t310
11．6．2 RAID级别1/t310
11．6．3 RAID级别2/t311
11．6．4 RAID级别3/t311
11．6．5 RAID级别4/t312
11．6．6 RAID级别5/t312
11．6．7 RAID级别6/t312
11．7 磁盘高速缓存/t313
11．7．1 设计考虑因素/t313
11．7．2 性能考虑因素/t314
11．8 UNIX SVR 4 I/O/t315
11．8．1 缓冲区高速缓冲/t315
11．8．2 字符队列/t316
11．8．3 无缓冲I/O/t316
11．8．4 UNIX设备/t316
11．9 Linux I/O/t317
11．9．1 磁盘调度/t317
11．9．2 Linux页面缓存/t319
11．10 Windows I/O/t320
11．10．1 基本I/O机制/t320
11．10．2 异步I/O和同步I/O/t320
11．10．3 软件RAID/t321
11．10．4 卷影复制/t321
11．10．5 卷加密/t321
11．11 小结/t321
11．12 关键术语、复习题和习题/t322
11．12．1 关键术语/t322
11．12．2 复习题/t322
11．12．3 习题/t322
第12章 文件管理/t324
12．1 概述/t324
12．1．1 文件和文件系统/t324
12．1．2 文件结构/t325
12．1．3 文件管理系统/t326
12．2 文件组织和访问/t327
12．2．1 堆/t328
12．2．2 顺序文件/t328
12．2．3 索引顺序文件/t329
12．2．4 索引文件/t329
12．2．5 直接文件或散列文件/t330
12．3 B树/t330
12．4 文件目录/t332
12．4．1 内容/t332
12．4．2 结构/t333
12．4．3 命名/t334
12．5 文件共享/t335
12．5．1 访问权限/t335
12．5．2 同时访问/t335
12．6 记录组块/t336
12．7 辅存管理/t337
12．7．1 文件分配/t337
12．7．2 空闲空间管理/t339
12．7．3 卷/t341
12．7．4 可靠性/t341
12．8 UNIX文件管理/t341
12．8．1 索引节点/t342
12．8．2 文件分配/t343
12．8．3 目录/t344
12．8．4 卷结构/t344
12．9 Linux虚拟文件系统/t344
12．9．1 超级块对象/t345
12．9．2 索引节点对象/t346
12．9．3 目录项对象/t346
12．9．4 文件对象/t346
12．9．5 缓存/t346
12．10 Windows文件系统/t347
12．10．1 NTFS的重要特征/t347
12．10．2 NTFS卷和文件结构/t347
12．10．3 可恢复性/t349
12．11 Android文件系统/t350
12．11．1 文件系统/t350
12．11．2 SQLite/t350
12．12 小结/t351
12．13 关键术语、复习题和习题/t351
12．13．1 关键术语/t351
12．13．2 复习题/t351
12．13．3 习题/t352
第六部分 嵌入式系统
第13章 嵌入式操作系统/t354
13．1 嵌入式系统/t354
13．1．1 嵌入式系统概念/t354
13．1．2 通用处理器和专用处理器/t355
13．1．3 微处理器/t355
13．1．4 微控制器/t356
13．1．5 深度嵌入式系统/t357
13．2 嵌入式操作系统的特性/t357
13．2．1 主环境和目标环境/t358
13．2．2 开发方法/t359
13．2．3 适配现有的操作系统/t359
13．2．4 根据目标建立的嵌入式
操作系统/t359
13．3 嵌入式Linux/t360
13．3．1 嵌入式Linux系统的特性/t360
13．3．2 嵌入式Linux文件系统/t361
13．3．3 嵌入式Linux的优势/t361
13．3．4 μClinux/t362
13．3．5 Android/t363
13．4 TinyOS/t364
13．4．1 无线传感器网络/t364
13．4．2 TinyOS的目标/t365
13．4．3 TinyOS的组件/t365
13．4．4 TinyOS的调度程序/t367
13．4．5 配置示例/t367
13．4．6 TinyOS的资源接口/t369
13．5 关键术语、复习题和习题/t370
13．5．1 关键术语/t370
13．5．2 复习题/t370
13．5．3 习题/t370
第14章 虚拟机/t372
14．1 虚拟机概念/t372
14．2 虚拟机管理程序/t374
14．2．1 虚拟机管理程序/t374
14．2．2 半虚拟化/t375
14．2．3 硬件辅助虚拟化/t376
14．2．4 虚拟设备/t376
14．3 容器虚拟化/t377
14．3．1 内核控制组/t377
14．3．2 容器的概念/t377
14．3．3 容器文件系统/t379
14．3．4 微服务/t380
14．3．5 Docker/t380
14．4 处理器问题/t381
14．5 内存管理/t382
14．6 输入/输出管理/t383
14．7 VMware ESXi/t384
14．8 微软Hyper-V与Xen系列/t385
14．9 Java虚拟机/t386
14．10 Linux VServer虚拟机架构/t386
14．10．1 架构/t387
14．10．2 进程调度/t387
14．11 小结/t388
14．12 关键术语、复习题和习题/t388
14．12．1 关键术语/t388
14．12．2 复习题/t389
14．12．3 习题/t389
第15章 操作系统安全技术/t390
15．1 入侵者与恶意软件/t390
15．1．1 系统访问威胁/t390
15．1．2 应对措施/t391
15．2 缓冲区溢出/t392
15．2．1 缓冲区溢出攻击/t392
15．2．2 编译时防御/t394
15．2．3 运行时防御/t396
15．3 访问控制/t397
15．3．1 文件系统访问控制/t397
15．3．2 访问控制策略/t399
15．4 UNIX访问控制/t402
15．4．1 传统UNIX文件访问控制/t402
15．4．2 UNIX中的访问控制列表/t403
15．5 操作系统加固/t404
15．5．1 操作系统安装：初始安装
与后续更新/t404
15．5．2 删除不必要的服务、应用
与协议/t405
15．5．3 对用户、组和认证过程
进行配置/t405
15．5．4 对资源控制进行配置/t405
15．5．5 安装额外的安全控制工具/t406
15．5．6 对系统安全进行测试/t406
15．6 安全性维护/t406
15．6．1 记录日志/t406
15．6．2 数据备份和存档/t407
15．7 Windows安全性/t407
15．7．1 访问控制方案/t407
15．7．2 访问令牌/t408
15．7．3 安全描述符/t408
15．8 小结/t410
15．9 关键术语、复习题和习题/t411
15．9．1 关键术语/t411
15．9．2 复习题/t411
15．9．3 习题/t411
第16章 云与物联网操作系统/t413
16．1 云计算/t413
16．1．1 云计算要素/t413
16．1．2 云服务模型/t414
16．1．3 云部署模型/t415
16．1．4 云计算参考架构/t416
16．2 云操作系统/t418
16．2．1 基础设施即服务/t419
16．2．2 云操作系统的需求/t420
16．2．3 云操作系统的基本架构/t420
16．2．4 OpenStack/t424
16．3 物联网/t428
16．3．1 物联网中的物/t429
16．3．2 升级换代/t429
16．3．3 物联网支持设备的组件/t429
16．3．4 物联网和云环境/t429
16．4 物联网操作系统/t431
16．4．1 受限设备/t431
16．4．2 物联网操作系统的要求/t432
16．4．3 物联网操作系统架构/t433
16．4．4 RIOT/t434
16．5 关键术语和复习题/t435
16．5．1 关键术语/t435
16．5．2 复习题/t436
附录A 并发主题/t437
附录B 编程和操作系统项目/t446
参考文献 /t450