操作系统（原书第3版）

图书标准信息

• 作者 [美]纳特（Nutt G.） 著；罗宇 译
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2005-06
• 版次 1
• ISBN 9787111163787
• 定价 55.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 553页
• 丛书 计算机科学丛书

【内容简介】

《操作系统（原书第3版）》系统描述操作系统原理和实现，并富含大量解决问题的算法、背景信息、真实示例和编程练习。包括操作系统的组织结构、设备管理、调度、基本同步原理、文件管理等21章内容。

【作者简介】

　　GaryNuttZ（加里·纳特）任教于科罗拉多大学计算机系。他曾在著名的施乐PARC研究中心和贝尔实验室担任研究员。他的研究领域包括操作系统。分布式系统、小型无线局域网和协作技术等。

【目录】

第1章导言
1.1计算机与软件
1.1.1通常的系统软件
1.1.2资源抽象
示例：磁盘设备抽象
1.1.3资源共享
1.1.4虚拟机和透明资源共享
1.1.5显式资源共享
1.2操作系统策略
1.2.1批处理系统
1.2.2用户的观点
1.2.3批处理技术
示例：批处理文件
1.2.4分时系统
1.2.5用户的观点
1.2.6分时技术
示例：UNIX分时系统
1.2.7个人计算机和工作站
1.2.8用户的观点
1.2.9操作系统技术
1.2.10对现代操作系统技术的贡献
示例：微软Windows操作系统家族
1.2.11嵌入式系统
1.2.12用户的观点
1.2.13操作系统技术
1.2.14对现代操作系统技术的贡献
示例：VxWorks
1.2.15小型通信计算机
1.2.16用户的观点
1.2.17操作系统技术
示例：WindowsCE（PocketPC）
1.2.18网络
1.2.19现代操作系统的起源
1.3小结
1.4习题

第2章使用操作系统
2.1程序员看到的虚拟机
2.1.1顺序计算
2.1.2多线程计算
2.2资源
2.2.1使用文件
示例：POSIX文件
示例：Windows文件
2.2.2使用其他资源
2.3进程和线程
2.3.1创建进程和线程
2.3.2FORK()、JOIN()和QUIT()：历史的观点
示例：使用FORK()、JOIN()和QUIT()
2.3.3经典的进程创建
2.3.4现代进程和线程的创建
2.4并发程序的编写
2.4.1多单线程进程：UNIX模型
示例：在UNIX系统中执行命令
2.4.2多进程和进程中的多线程：Windows模型
示例：创建Windows进程
2.5对象
2.6小结
2.7习题
实验2.1：一个简单的shell
实验2.2：一个多线程的应用程序

第3章操作系统的组织结构
3.1基本功能
3.1.1设备管理
3.1.2进程、线程和资源管理
3.1.3存储管理
3.1.4文件管理
3.2一般实现考虑
3.2.1性能
3.2.2资源独占性使用
3.2.3处理器模式
3.2.4内核
3.2.5请求获得操作系统服务
3.2.6软件模块化
3.3当代的操作系统内核
3.3.1UNIX内核
示例：Linux
3.3.2WindowsNT执行体和内核
3.4小结
3.5习题
实验3.1：观察操作系统的行为

第4章计算机组织结构
4.1冯·诺依曼体系结构
4.1.1冯·诺依曼体系结构的发展
4.1.2基本思想
4.2中央处理单元
4.2.1算术逻辑运算单元
4.2.2控制单元
4.2.3处理器的实现
4.3主存储器
4.4I/O设备
4.4.1设备控制器
4.4.2直接内存访问
4.4.3存储映射I/O
4.5中断
4.6当代传统计算机
4.7移动计算机
4.7.1片上系统技术
4.7.2电源管理
示例：Itsy移动计算机
4.8多处理机和并行计算机
4.8.1并行指令执行
4.8.2阵列处理机
4.8.3共享内存多处理机
4.8.4分布式存储多处理机
4.8.5工作站网络
4.9小结
4.10习题

第5章设备管理
5.1I/O系统
5.1.1设备管理器抽象
5.1.2在应用程序内I/O与处理器的交迭执行
5.1.3多个线程间的I/O处理器交迭执行
5.2I/O策略
5.2.1使用轮询的直接I/O
5.2.2中断驱动I/O
5.2.3中断I/O与轮询I/O的性能比较
5.3设备管理器设计
5.3.1设备相关的驱动程序基础框架
5.3.2服务中断
示例：Linux设备I/O
5.4缓冲
5.5不同种类设备的特征
5.5.1通信设备
示例：异步串行设备
5.5.2顺序访问存储设备
示例：传统磁带
5.5.3随机访问存储设备
示例：磁盘
示例：磁盘访问优化
示例：CDROM和DVD
5.6小结
5.7习题
实验5.1：软盘驱动程序

第6章进程、线程和资源的实现
6.1手边的任务
6.1.1经典进程的虚拟机
6.1.2支持现代进程和线程
6.1.3资源
6.1.4进程地址空间
6.1.5操作系统家族
6.1.6进程管理器的任务
6.2硬件进程
6.3虚拟机接口
6.4进程抽象
示例：Linux进程描述表
示例：WindowsNT/2000/XP进程描述表
6.5线程抽象
示例：Linux线程描述表
示例：WindowsNT/2000/XP线程描述表
6.6状态图
示例：UNIX状态图
6.7资源管理器
6.8概括进程管理策略
6.8.1精化进程管理器
6.8.2专用的资源分配策略
6.9小结
6.10习题
实验6.1：内核计时器
实验6.2：操纵内核对象

第7章调度
7.1概述
7.2调度机制
7.2.1进程调度程序组织
7.2.2保存上下文
7.2.3自愿的CPU共享
7.2.4非自愿的CPU共享
7.2.5性能
7.3策略选择
7.3.1调度程序的特征
7.3.2一个调度研究模型
示例：分解一个进程成多个小进程
7.4非剥夺策略
示例：估计系统负载
7.4.1先来先服务
示例：预测FCFS的等待时间
7.4.2最短作业优先
7.4.3优先级调度
7.4.4期限调度
7.5剥夺式策略
7.5.1轮转
7.5.2多级队列
7.6调度程序的实现
示例：Linux调度机制
示例：BSDUNIX中的调度策略
示例：WindowsNT/2000/XP中的线程调度
7.7小结
7.8习题
　实验7.1：分析RR调度

第8章基本同步原理
8.1协作进程
8.1.1临界区
8.1.2死锁
8.1.3资源共享
8.2经典解决办法的改进
8.3信号量：现代解决方法的基础
8.3.1操作原理
示例：使用信号量
8.3.2应用中要考虑的因素
8.4共享存储的多处理机中的同步
8.5小结
8.6习题
实验8.1：有限缓冲区问题

第9章高级同步技术与进程间通信
9.1可选的同步原语
9.1.1AND同步
示例：使用AND同步来解决哲学家就餐问题
9.1.2事件
示例：使用通用事件
示例：WindowsNT/2000/XP中的分派对象
9.2管程
9.2.1操作原理
9.2.2条件变量
示例：使用管程
9.2.3使用管程的一些实际状况
9.3进程间通信
9.3.1管道模型
9.3.2消息传递机制
9.3.3信箱
9.3.4消息协议
9.3.5使用send()和receive()操作
示例：同步的IPC
9.3.6延迟的消息拷贝
9.4小结
9.5习题
实验9.1：使用管道
实验9.2：精炼shell程序
第10章死锁

10.1背景
10.1.1死锁预防
10.1.2死锁避免
10.1.3死锁检测和恢复
10.1.4人工死锁管理
10.2一个系统死锁模型
示例：单个资源类型
10.3死锁预防
10.3.1占有并等待
10.3.2循环等待
10.3.3允许剥夺
10.4死锁避免
示例：使用银行家算法
10.5死锁检测和恢复
10.5.1顺序可重用资源
示例：顺序可重用资源图
10.5.2可消费资源
10.5.3一般资源系统
10.5.4恢复
10.6小结
10.7习题

第11章存储管理
11.1基本知识
11.2地址空间抽象
11.2.1管理地址空间
示例：静态地址绑定
11.2.2用于数据结构的动态存储
11.2.3现代存储绑定
11.3主存分配
11.3.1固定分区存储分配策略
11.3.2可变分区存储分配策略
示例：移动程序的开销
11.3.3现代存储分配策略
11.4动态地址空间绑定
11.5现代存储管理器策略
11.5.1交换
11.5.2虚拟存储器
示例：使用高速缓存存储器
11.5.3共享存储器的多处理机
11.6小结
11.7习题
实验11.1：使用共享存储器

第12章虚拟存储器
12.1概述
12.2地址转换
12.2.1地址空间映射
12.2.2段式和页式
12.3页式
示例：当代的页表实现
12.4静态页面调度算法
12.4.1取策略
12.4.2请求调页算法
12.4.3栈算法
12.4.4实现LRU
12.4.5页面调度性能
12.5动态页面调度算法
12.5.1驻留集算法
示例：驻留集算法
12.5.2驻留集算法的实现
示例：利用分页实现IPC
示例：WindowsNT/2000/XP虚拟存储器
示例：Linux虚拟存储器
12.6段式
12.6.1地址转换
12.6.2实现
示例：Multics段式系统
12.7存储映射文件
12.8小结
12.9习题
实验12.1：存储映射文件

第13章文件管理
13.1概述
13.2文件
13.2.1低级文件
13.2.2结构化文件
13.2.3数据库管理系统
13.2.4多媒体存储
13.3低级文件实现
13.3.1open()和close()操作
示例：UNIX中的open和close操作
13.3.2块管理
示例：UNIX文件结构
示例：DOS下的FAT文件系统
13.3.3读、写字节流
13.4支持高级文件抽象
13.4.1结构化顺序文件
13.4.2索引顺序文件
13.4.3数据库管理系统
13.4.4多媒体文档
13.5目录
示例：几个目录例子
13.6目录实现
13.6.1目录项
13.6.2打开一个文件
13.7文件系统
示例：ISO9660文件系统
13.7.1安装文件系统
13.7.2异构文件系统
13.8小结
13.9习题
实验13.1：一个简单的文件管理器

第14章保护和安全
14.1问题
14.1.1目标
14.1.2策略和机制
14.1.3保护和安全的上下文
14.1.4保护机制的开销
14.2认证
14.2.1外部用户认证
示例：WindowsNT/2000/XP用户认证
14.2.2内部的线程/进程认证
14.2.3网络中的认证
14.2.4软件认证
14.3授权
14.3.1特别的授权机制
14.3.2授权的通用模型
14.3.3实现安全策略
14.3.4实现通用的授权机制
14.3.5保护域
14.3.6访问矩阵的实现
14.4密码技术
14.4.1概述
14.4.2私有密钥加密技术
14.4.3公开密钥加密技术
示例：PGP
14.4.4Internet信息发送
14.5小结
14.6习题

第15章网络
15.1从计算机通信到网络
15.1.1交换网络
15.1.2网络硬件需求
15.1.3网络软件需求
15.2ISO的OSI网络体系结构模型
15.2.1网络协议的演变
15.2.2ISO的OSI模型
15.3媒体访问控制（MAC）协议
15.3.1物理层
示例：快速物理层
15.3.2数据链路层
15.3.3当代网络
15.4网络层
15.4.1Internet寻址
15.4.2路由
15.4.3网络层的使用
示例：在Internet上的延迟
15.5传输层
15.5.1通信端口
15.5.2数据类型
15.5.3可靠的通信
示例：数据报和虚电路性能
15.6使用传输层
15.6.1命名和地址
示例：域名服务
15.6.2客户-服务器模型
15.7网络安全
15.7.1传输层安全：防火墙
15.7.2网络层安全：IPsec
15.8小结
15.9习题
实验15.1：使用TCP/IP协议
示例：WinSock包

第16章远程文件
16.1通过网络共享信息
16.1.1显式的文件复制系统
16.1.2无缝文件系统接口
16.1.3工作分布
16.2远程磁盘系统
16.2.1远程磁盘操作
16.2.2性能因素
16.2.3可靠性
16.2.4远程磁盘的未来
16.3远程文件系统
16.3.1通用的体系结构
16.3.2块高速缓存
16.3.3失效后的恢复
16.4文件级高速缓存
16.4.1Andrew文件系统
16.4.2LOCUS文件系统
16.5目录系统及其实现
16.5.1文件名字
16.5.2打开一个文件
16.6小结
16.7习题

第17章分布式计算
17.1分布式操作系统机制
17.2分布式主存
17.2.1远程存储器
示例：Linda程序设计语言
17.2.2分布式共享存储器
17.3远程过程调用
17.3.1RPC如何工作
17.3.2实现RPC
17.4远程对象
17.4.1Emerald系统
17.4.2CORBA
17.4.3Java远程对象
17.5分布式进程管理
17.5.1通用的进程管理
17.5.2进程和线程创建
17.5.3调度
17.5.4迁移和负载平衡
17.5.5分布式同步
17.6小结
17.7习题
实验17.1：使用远程过程调用

第18章分布式程序设计运行时系统
18.1用中间件来支持分布式软件
18.2传统的分布式应用程序
18.3经典分布式程序设计的中间件支持
18.3.1PVM
18.3.2Beowulf集群计算环境
18.3.3OSF分布式计算环境
18.4Web上的分布式程序设计
18.5移动代码的中间件支持
18.5.1Java和Java虚拟机
18.5.2ECMA335通用语言基础设施
18.6小结
18.7习题

第19章设计策略
19.1设计考虑
19.1.1性能
19.1.2可信软件
19.1.3模块化
19.1.4可移植性
19.2单一内核
示例：MSDOS
示例：UNIX内核
19.3模块化组织结构
示例：Choices——面向对象的操作系统
19.4可扩展内核或微内核组织结构
示例：Mach操作系统
19.5分层的组织结构
19.6用于分布式系统的操作系统
19.6.1网络操作系统
示例：BSDUNIX
19.6.2分布式操作系统
示例：CHORUS操作系统
19.7小结
19.8习题

第20章Linux内核
20.1Linux内核
20.2内核组织结构
20.2.1使用内核服务
20.2.2守护进程
20.2.3启动内核
20.2.4机器中的控制流
20.3模块和设备管理
20.3.1模块组织
20.3.2模块的安装和移除
20.4进程和资源管理
20.4.1运行进程管理器
20.4.2创建一个新任务
20.4.3IPC和同步
20.4.4调度程序
20.5存储管理器
20.5.1虚拟地址空间
20.5.2缺页处理程序
20.6文件管理
20.7小结

第21章WindowsNT/*!2000/*!XP内核
21.1概述
21.2NT内核
21.2.1对象
21.2.2线程
21.2.3多处理机同步
21.2.4自陷、中断和异常
21.3NT执行体
21.3.1对象管理器
21.3.2进程和线程管理器
21.3.3虚拟存储管理器
21.3.4I/O管理器
21.3.5高速缓存管理器
21.4内核本地过程调用和IPC
21.5子系统
21.6小结
术语表
参考文献