| 开本：16开 |
| 纸张：胶版纸 |
| 包装：平装-胶订 |
| 是否套装：否 |
| 国际标准书号ISBN：9787111776895 |
| 所属分类：图书>计算机/网络>硬件外部设备维修 |
经典教材全新升级，紧跟技术趋势，了解行业动态重磅推荐
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编辑推荐
·对基于闪存的固态硬盘（）等现代存储方案进行了全面的讨论。 ·包含事件驱动服务器、现代位架构、文件系统、输入输出、虚拟化、云计算等方面的新进展。 ·安全部分聚焦于与操作系统设计和结构直接相关的主题，如新的攻击和防御方法。 ·实例研究部分从 更新为 ，关于和的部分也做了全面更新。
内容简介
本书是操作系统领域的经典教材，涵盖操作系统设计师需要掌握的所有核心概念，并深入探讨了进程与线程、内存管理、文件系统、输入输出、死锁、虚拟化和云、多处理机系统、操作系统设计等主题。案例研究部分详细分析了、和等流行的操作系统。第版对知识点做了与时俱进的更新，更加关注现代存储方案、新的安全防御方法等，同时优化篇章结构，全面反映了当代操作系统的技术动向与发展趋势。本书适合作为高等院校计算机专业的操作系统课程教材，也适合相关技术人员参考。
作者简介
安德鲁·塔嫩鲍姆（ ）拥有麻省理工学院理学学士学位和加州大学伯克利分校哲学博士学位，现为荷兰阿姆斯特丹自由大学计算机科学方向的荣休教授。他曾担任计算与图像高级学院院长，这是一个主要研究高级并行、分布式以及图像系统的跨学科研究生院。同时，他也是荷兰家艺术与科学院的学院教授。此外，他还赢得过享有盛名的欧洲研究理事会卓越贡献奖。过去一段时间里，他的主要研究方向是编译器、操作系统、网络以及分布式系统。在这个研究方向上，他已经发表了多篇期刊论文。塔嫩鲍姆教授还撰写或参与撰写了本教材，已经被翻译成多种语言，其中包括巴斯克语和泰语。这些教材被全球的大学生使用，总计有个版本。塔嫩鲍姆教授还编写了大量的软件，特别是，它是一个小型的，并为以及最初开发的平台提供了宝贵的灵感。如今的版本是 ，其开发目标是成为一个非常可靠和安全的操作系统。只有当任何用户都不会遇到操作系统崩溃的情况时，塔嫩鲍姆教授才认为他完成了自己的工作。 是一个欢迎所有人来完善的开放源代码项目，可以访问下载 的免费版本，并试着运行它。和版本都可用。塔嫩鲍姆教授的博士生在毕业后都有很好的前途，他们当中有些人成为教授，有些人则在政府组织和行业中发挥了领导作用。对此，教授本人感到非常自豪。在培养学生方面，他可以说是桃李满天下。塔嫩鲍姆教授是会士、会士，也是荷兰家艺术与科学院院士。他荣获了相当多的、和奖项。如果你对此感到好奇，可以去他的主页查看。他还拥有两个荣誉博士学位。赫伯特·博斯（ ）拥有荷兰特温特大学硕士学位和英国剑桥大学博士学位。此后，他为类操作系统的可信架构做了大量工作，同时也基于 研究操作系统。他现在是荷兰阿姆斯特丹自由大学计算机科学学院系统安全研究小组的教授，主要研究方向是系统安全。他的研究小组发现并分析了硬件和软件中的许多漏洞。从有缺陷的内存芯片到易受攻击的，从操作系统中的缺陷到新奇的开发技术，他的研究已经修复了大多数主流操作系统、流行的浏览器和所有现代处理器所遇到的问题。在赫伯特教授看来，攻击性研究是有价值的，因为导致当今安全问题的主要原因是系统变得如此复杂，以至于我们不再理解它们。通过研究如何使系统以意想不到的方式运行，我们可以更多地了解它们的（真实）本质。而有了这个知识库，开发人员就可以在未来改进他们的设计。事实上，虽然复杂的新漏洞攻击更容易得到关注，但赫伯特把大部分时间都花在开发防御技术上，从而提高安全性。赫伯特教授的学生（包括已毕业的）都很优秀。由于学生的优异表现，赫伯特教授在拉斯维加斯的黑帽会议上获得了次奖。此外，他的名学生获得了 奖，该奖颁发给系统领域欧洲最佳博士论文；两名学生获得了 博士论文奖，该奖项颁发给安全领域最佳博士论文；另外两名学生则因可靠性方面的研究获得了 博士论文奖。
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目 录
目 录译者序前言作者简介第章 引论 什么是操作系统 作为扩展机器的操作系统 作为资源管理器的操作系统 操作系统的历史 第一代计算机（～ 年）：真空管和穿 孔卡片 第二代计算机（～ 年）：晶体管和批 处理系统 第三代计算机（～ 年）：集成电路芯 片和多道程序设计 第四代计算机（年 至今）：个人计算机 第五代计算机（年 至今）：移动计算机 计算机硬件简介 处理器 存储器 非易失性存储器 设备 总线 启动计算机 操作系统大观园 大型机操作系统 服务器操作系统 个人计算机操作系统 智能手机和掌上计算机操作 系统 物联网和嵌入式操作系统 实时操作系统 智能卡操作系统 操作系统概念 进程 地址空间 文件 输入输出 保护 个体重复系统发育 系统调用 用于进程管理的系统调用 用于文件管理的系统调用 用于目录管理的系统调用 各种系统调用 操作系统结构 单体系统 层次式系统 微内核 客户端服务器模式 虚拟机 外核和 依靠的世界 语言 头文件 大型编程项目 运行模型 有关操作系统的研究 本书其他部分概要 公制单位 小结习题第章 进程与线程 进程 进程模型 进程的创建 进程的终止 进程的层次结构 进程的状态 进程的实现 多道程序设计模型 线程 线程的使用 经典的线程模型 线程 在用户空间中实现线程 在内核中实现线程 混合实现 使单线程代码多线程化 事件驱动服务器 同步和进程间通信 竞争条件 临界区 忙等待的互斥 睡眠与唤醒 信号量 互斥量 管程 消息传递 屏障 优先级反转 避免锁：读复制更新 调度 调度简介 批处理系统中的调度 交互式系统中的调度 实时系统中的调度 策略和机制 线程调度 有关进程与线程的研究 小结习题第章 内存管理 无内存抽象 一种内存抽象：地址空间 地址空间的概念 交换技术 空闲内存管理 虚拟内存 分页 页表 加速分页过程 针对大内存的页表 页面置换算法 最优页面置换算法 最近未使用页面置换算法 先进先出页面置换算法 第二次机会页面置换算法 时钟页面置换算法 最近最少使用页面置换算法 用软件模拟 工作集页面置换算法 工作集时钟页面置换算法 页面置换算法小结 分页系统中的设计问题 局部分配策略与全局分配 策略 负载控制 清除策略 页面大小 分离的指令空间和数据空间 共享页面 共享库 内存映射文件 有关实现的问题 与分页有关的操作系统工作 缺页中断处理 指令备份 锁定内存中的页面 后备存储 策略和机制的分离 分段 纯分段的实现 分段和分页结合： 分段和分页结合： 有关内存管理的研究 小结习题第章 文件系统 文件 文件命名 文件结构 文件类型 文件访问 文件属性 文件操作 使用文件系统调用的一个 示例程序 目录概述 一级目录系统 层次目录系统 路径名 目录操作 文件系统的实现 文件系统布局 文件的实现 目录的实现 共享文件 日志结构文件系统 日志文件系统 闪存文件系统 虚拟文件系统 文件系统管理和优化 磁盘空间管理 文件系统备份 文件系统的一致性 文件系统性能 磁盘碎片整理 压缩和重复数据删除 文件安全删除和磁盘加密 文件系统实例 文件系统 文件系统 有关文件系统的研究 小结习题第章 输入输出 硬件原理 设备 设备控制器 内存映射 直接存储器存取 重温中断 软件原理 软件的目标 程序控制 中断驱动 使用的 软件层次 中断处理程序 设备驱动程序 与设备无关的软件 用户空间的软件 大容量存储：磁盘和固态硬盘 磁盘 固态硬盘 时钟 时钟硬件 时钟软件 软定时器 用户界面：键盘、鼠标和显示器 输入软件 输出软件 瘦客户机 电源管理 硬件问题 操作系统问题 应用程序问题 有关输入输出的研究 小结习题第章 死锁 资源 可抢占资源和不可抢占资源 资源获取 哲学家进餐问题 死锁概述 资源死锁的条件 死锁模型 鸵鸟算法 死锁检测和死锁恢复 每种类型一个资源的死锁 检测 每种类型多个资源的死锁 检测 从死锁中恢复 死锁避免 资源轨迹图 安全状态和不安全状态 单个资源的银行家算法 多个资源的银行家算法 死锁预防 破坏互斥条件 破坏占有并等待条件 破坏不可抢占条件 破坏循环等待条件 其他问题 两阶段加锁 通信死锁 活锁 饥饿 有关死锁的研究 小结习题第章 虚拟化和云 历史 虚拟化的必要条件 第一类和第二类虚拟机管理程序 高效虚拟化的技术 在不支持虚拟化的平台上 实现虚拟化 虚拟化的开销 虚拟机管理程序是正确的 微内核吗 内存虚拟化 虚拟化 多核上的虚拟机 云 云即服务 虚拟机迁移 检查点 操作系统级虚拟化 案例研究： 的早期历史 将虚拟化引入的挑战 解决 方案概览 的演变 的第一类虚拟机 管理程序 有关虚拟化和云的研究 小结习题第章 多处理机系统 多处理机 多处理机硬件 多处理机操作系统类型 多处理机同步 多处理机调度 多计算机 多计算机硬件 低层通信软件 用户层通信软件 远程过程调用 分布式共享存储器 多计算机调度 负载平衡 分布式系统 网络硬件 网络服务和协议 基于文档的中间件 基于文件系统的中间件 基于对象的中间件 基于协作的中间件 有关多处理机系统的研究 小结习题第章 安全 操作系统安全基础 安全三要素 安全原则 操作系统结构的安全性 可信计算基 攻击者 可信系统 保护机制 保护域 访问控制列表 权能字 安全系统的形式化模型 多级安全 密码学 可信平台模块 认证 密码 使用物理识别的认证方式 使用生物识别的认证方式 软件漏洞 缓冲区溢出攻击 格式化字符串攻击 攻击 类型混淆漏洞 空指针间接引用攻击 整数溢出攻击 命令注入攻击 检查时间使用时间攻击 双重获取漏洞 利用硬件漏洞 隐蔽信道 侧信道 瞬态执行攻击 内部攻击 逻辑炸弹 后门陷阱 登录欺骗 操作系统加固 细粒度随机化 控制流限制 准入限制 代码和数据完整性检查 使用可信平台模块的远程 认证 封装不受信任的代码 有关安全的研究 小结习题第章 实例研究：、 和 与的历史 可移植的 伯克利 标准 概述 的设计目标 到的接口 应用程序 内核结构 中的进程 基本概念 中进程管理相关的系统 调用 中进程与线程的实现 中的调度 中的同步 启动系统 中的内存管理 基本概念 中的内存管理系统 调用 中内存管理的实现 中的分页 中的系统 基本概念 网络 中的系统调用 在中的实现 中的模块 文件系统 基本概念 中的文件系统调用 文件系统的实现 网络文件系统 的安全性 基本概念 中安全相关的系统 调用 中的安全实现 与 的历史 设计目标 体系结构 扩展 应用 意图 进程模型 安全和隐私 后台执行和社会工程 小结习题第章 实例研究： 通过简述的 历史 世纪年代： 世纪年代：基于 的 世纪最初十年：基于 的 编程 通用平台 子系统 本地 注册表 系统结构 操作系统结构 启动 对象管理器的实现 子系统、和用户态服务 中的进程和线程 基本概念 作业、进程、线程和纤程 管理调用 进程和线程的实现 和模拟 内存管理 基本概念 内存管理系统调用 内存管理的实现 内存压缩 内存分区 的高速缓存 的 基本概念 的调用 实现 文件系统 基本概念 的实现 电源管理 虚拟化 容器 基于虚拟化的安全 的安全 基本概念 安全相关的调用 安全性的实现 安全修复 小结习题第章 操作系统设计 设计问题的本质 目标 设计操作系统为什么困难 接口设计 指导原则 范型 系统调用接口 实现 系统结构 机制与策略 正交性 命名 绑定的时机 静态与动态结构 自顶向下与自底向上的 实现 同步通信与异步通信 实用技术 性能 操作系统为什么运行缓慢 什么应该优化 空间时间的权衡 缓存 线索 利用局部性 优化常见的情况 项目管理 人月神话 团队结构 经验的作用 没有银弹习题第章 参考书目与文献 进行深入阅读的建议 引论 进程与线程 内存管理 文件系统 输入输出 死锁 虚拟化和云 多处理机系统 安全 实例研究：、 和 实例研究： 操作系统设计 按字母顺序排列的参考文献
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前 言
前 言这一版与第版有很大的不同。由于操作系统并非一成不变，所以书中随处可见许多为介绍新内容而做的细小改动。例如，第版几乎只关注用于存储的磁盘，而第版则对基于闪存的固态硬盘（）给予了与其受欢迎程度相匹配的关注。关于 的章节已被新的关于 的章节完全取代。我们重写了安全相关章节的大部分内容，更多地关注与操作系统直接相关的主题（以及新的攻击和防御方法），同时减少了对密码学和隐写术的讨论。以下是有关各章节更改的概要。第章在许多地方进行了大量修改和更新，但除了删去对和的描述，引入使用和持久性存储器等现代存储解决方案外，没有增加或删除任何主要部分。第章增加了对事件驱动服务器的讨论，并提供了一个包含伪代码的详尽示例。我们将优先级反转作为独立的一小节，并在其中讨论了处理该问题的方法。本书重新排列了一些章节，以使讨论更加清晰。例如，在介绍生产者消费者后立即讨论了读者写者问题，并将哲学家进餐问题完全转移到第章。除了许多细节更新外，还删除了一些较为陈旧的内容，如调度程序激活和弹出线程。第章现在关注的是现代位体系结构，包含了对分页和的更为精确的解释。例如，描述了操作系统如何使用分页，以及一些操作系统如何将内核映射到用户的进程地址空间。第章的内容有很大变化，删除了对和磁带的冗长描述，增加了有关基于的文件系统、在现代基于的计算机系统中引导以及安全文件删除和磁盘加密的内容。第章介绍了更多关于固态硬盘和的内容，并使用现代键盘而不是第版中旧的键盘来解释输入设备。此外，还阐明了中断、陷阱、异常和故障之间的关系。如前所述，本书在第章中增加了哲学家进餐的例子。除此之外，这一章几乎没有变化。死锁这一主题相当稳定，基本没有新的研究成果。第章中，在现有的（和更新的）基于虚拟化管理程序的介绍中增加了关于容器的内容。有关的资料也已更新。第章是关于多处理机系统的更新版本，增加了关于同时多线程的小节，并讨论了新型的协处理器。同时删除了一些小节，如过时的关于网络处理器的内容和（现在已经失效的）关于中间件的内容。新增的一小节讨论了安全性调度。第章经过了大量修订并重新组织了内容，增加了对与操作系统相关的内容的关注，减少了对加密货币的关注。现在，我们从讨论安全设计的原则以及与操作系统结构的关联性开始本章。我们讨论了令人兴奋的新硬件开发，如和瞬态执行漏洞，这些漏洞自第版以来就已曝光。此外，我们还描述了对操作系统很重要的新的软件漏洞。最后，大幅扩展了对操作系统硬化方式的描述，深入讨论了控制流完整性、细粒度、代码签名、访问限制和证明。由于这一领域有许多正在进行的研究，因此增加了新的参考文献，并重写了研究部分。第章反映了和的最新发展。自第版以来，已经有了相当大的进展，因此，本章详细介绍了的当前版本，相关小节已基本重写。第章变化很大。第版介绍的是 ，而现在介绍的是 。这基本上是一个全新的章节。第章在第版的基础上略有修订。本章介绍了系统设计的基本原则，这些原则在过去几年中没有太大变化。第章是一份更新的建议阅读书目清单。此外，参考文献列表也进行了更新，收录了在本书第版推出后发表的多篇新论文。此外，为了反映最新的操作系统研究成果，本书的研究部分已完全重写。而且，所有章节都增加了新的问题。教师的补充资料（包括）放在上。许多人参与了第版的修订工作。第章中有关的内容（见节）是由 完成的，他来自洛桑联邦理工学院（）。是的创始人之一，他比任何人都更了解，我们非常感谢他的大力支持。佐治亚理工学院的 是内核专家，她更新了本书的第章，并且第版的第章也是她编写的。第章中关于的内容是由的 撰写的，她是系统的主要开发者之一。是智能手机上最流行的操作系统，所以我们非常感谢的帮助。如今第章篇幅较长且内容十分详尽，、和的粉丝可以从中学到很多。然而，我们并没有忽略。微软的 更新了本书的第章，这一章详细介绍了 。对有着丰富的知识和足够的洞察力，能够判断微软正确和错误的地方。他也得到了 、 、 和 的大力协助。的粉丝肯定会喜欢这一章。由于这些专家的努力，本书变得更好了。在此，再一次感谢他们提供的帮助。还有几位审稿人阅读了本书草稿，并对章末习题提出了新的建议。他们是 （佛罗里达大学）、 （圣路易斯大学）、 （弗吉尼亚理工大学）、 （布拉德利大学）和 （爱荷华州立大学）。当然，我们仍然对任何出现的错误负责。阿姆斯特丹自由大学团队的几位成员在这一版中也发挥了重要作用。我们非常感谢 对第版内容增删提出的诸多宝贵建议。同时， 、 和 在安全章节所有新增内容的反馈上展现出了惊人的速度。我们也要感谢编辑 ，她确保这个项目能顺利进行，协调好所有的人和事，尽管这些工作是线上进行的。 负责审稿过程， 负责制作工作。最后（放在最后但并非不重要），、和还是那么出众。和是好孩子，和对我们来说是珍宝。当然，我要感谢的爱和耐心，更不用说那些美味的（葡萄）、（樱桃）和（橙汁）以及其他农产品了。（来自）与以往一样，我非常感谢、和。感谢，在我写本书的无数个小时里一直陪伴在我身边。感谢和把我从写书中拽出来，不分昼夜地去打篮球！也很感激邻居们容忍我们的午夜篮球比赛。（来自）
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前 言
前 言这一版与第版有很大的不同。由于操作系统并非一成不变，所以书中随处可见许多为介绍新内容而做的细小改动。例如，第版几乎只关注用于存储的磁盘，而第版则对基于闪存的固态硬盘（）给予了与其受欢迎程度相匹配的关注。关于 的章节已被新的关于 的章节完全取代。我们重写了安全相关章节的大部分内容，更多地关注与操作系统直接相关的主题（以及新的攻击和防御方法），同时减少了对密码学和隐写术的讨论。以下是有关各章节更改的概要。第章在许多地方进行了大量修改和更新，但除了删去对和的描述，引入使用和持久性存储器等现代存储解决方案外，没有增加或删除任何主要部分。第章增加了对事件驱动服务器的讨论，并提供了一个包含伪代码的详尽示例。我们将优先级反转作为独立的一小节，并在其中讨论了处理该问题的方法。本书重新排列了一些章节，以使讨论更加清晰。例如，在介绍生产者消费者后立即讨论了读者写者问题，并将哲学家进餐问题完全转移到第章。除了许多细节更新外，还删除了一些较为陈旧的内容，如调度程序激活和弹出线程。第章现在关注的是现代位体系结构，包含了对分页和的更为精确的解释。例如，描述了操作系统如何使用分页，以及一些操作系统如何将内核映射到用户的进程地址空间。第章的内容有很大变化，删除了对和磁带的冗长描述，增加了有关基于的文件系统、在现代基于的计算机系统中引导以及安全文件删除和磁盘加密的内容。第章介绍了更多关于固态硬盘和的内容，并使用现代键盘而不是第版中旧的键盘来解释输入设备。此外，还阐明了中断、陷阱、异常和故障之间的关系。如前所述，本书在第章中增加了哲学家进餐的例子。除此之外，这一章几乎没有变化。死锁这一主题相当稳定，基本没有新的研究成果。第章中，在现有的（和更新的）基于虚拟化管理程序的介绍中增加了关于容器的内容。有关的资料也已更新。第章是关于多处理机系统的更新版本，增加了关于同时多线程的小节，并讨论了新型的协处理器。同时删除了一些小节，如过时的关于网络处理器的内容和（现在已经失效的）关于中间件的内容。新增的一小节讨论了安全性调度。第章经过了大量修订并重新组织了内容，增加了对与操作系统相关的内容的关注，减少了对加密货币的关注。现在，我们从讨论安全设计的原则以及与操作系统结构的关联性开始本章。我们讨论了令人兴奋的新硬件开发，如和瞬态执行漏洞，这些漏洞自第版以来就已曝光。此外，我们还描述了对操作系统很重要的新的软件漏洞。最后，大幅扩展了对操作系统硬化方式的描述，深入讨论了控制流完整性、细粒度、代码签名、访问限制和证明。由于这一领域有许多正在进行的研究，因此增加了新的参考文献，并重写了研究部分。第章反映了和的最新发展。自第版以来，已经有了相当大的进展，因此，本章详细介绍了的当前版本，相关小节已基本重写。第章变化很大。第版介绍的是 ，而现在介绍的是 。这基本上是一个全新的章节。第章在第版的基础上略有修订。本章介绍了系统设计的基本原则，这些原则在过去几年中没有太大变化。第章是一份更新的建议阅读书目清单。此外，参考文献列表也进行了更新，收录了在本书第版推出后发表的多篇新论文。此外，为了反映最新的操作系统研究成果，本书的研究部分已完全重写。而且，所有章节都增加了新的问题。教师的补充资料（包括）放在上。许多人参与了第版的修订工作。第章中有关的内容（见节）是由 完成的，他来自洛桑联邦理工学院（）。是的创始人之一，他比任何人都更了解，我们非常感谢他的大力支持。佐治亚理工学院的 是内核专家，她更新了本书的第章，并且第版的第章也是她编写的。第章中关于的内容是由的 撰写的，她是系统的主要开发者之一。是智能手机上最流行的操作系统，所以我们非常感谢的帮助。如今第章篇幅较长且内容十分详尽，、和的粉丝可以从中学到很多。然而，我们并没有忽略。微软的 更新了本书的第章，这一章详细介绍了 。对有着丰富的知识和足够的洞察力，能够判断微软正确和错误的地方。他也得到了 、 、 和 的大力协助。的粉丝肯定会喜欢这一章。由于这些专家的努力，本书变得更好了。在此，再一次感谢他们提供的帮助。还有几位审稿人阅读了本书草稿，并对章末习题提出了新的建议。他们是 （佛罗里达大学）、 （圣路易斯大学）、 （弗吉尼亚理工大学）、 （布拉德利大学）和 （爱荷华州立大学）。当然，我们仍然对任何出现的错误负责。阿姆斯特丹自由大学团队的几位成员在这一版中也发挥了重要作用。我们非常感谢 对第版内容增删提出的诸多宝贵建议。同时， 、 和 在安全章节所有新增内容的反馈上展现出了惊人的速度。我们也要感谢编辑 ，她确保这个项目能顺利进行，协调好所有的人和事，尽管这些工作是线上进行的。 负责审稿过程， 负责制作工作。最后（放在最后但并非不重要），、和还是那么出众。和是好孩子，和对我们来说是珍宝。当然，我要感谢的爱和耐心，更不用说那些美味的（葡萄）、（樱桃）和（橙汁）以及其他农产品了。（来自）与以往一样，我非常感谢、和。感谢，在我写本书的无数个小时里一直陪伴在我身边。感谢和把我从写书中拽出来，不分昼夜地去打篮球！也很感激邻居们容忍我们的午夜篮球比赛。（来自）
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