豆瓣評分 9.7，等了好久的《操作系統導論》Operating Systems 終於來了

豆瓣評分9.7，等了好久的《操作系統導論》（Operating Systems:Three Easy Pieces）終於出版啦。

本書作者是美國威斯康星大學計算機系教授（夫婦），美國計算機OS教育領域的名宿，經常在美國各個大學應邀客座。作者堅持開放教材的理念，英文原版在國外盛名日隆，不僅CS學生，灣區技術界的讀者也很推崇這本書，評價為「最好的開放式操作系統教材」。

操作系統導論

譯者：王海鵬

編輯推薦：

• 美國知名操作系統教材

• 緊緊圍繞操作系統的三大主題元素:虛擬化 並發和持久性進行講解

• 豆瓣原版評分９.７

本書圍繞虛擬化、並發和持久性這三個主要概念展開，介紹了所有現代系統的主要組件（包括調度、虛擬內存管理、磁碟和I/O子系統、文件系統）。全書共50章，分為3個部分，分別講述虛擬化、並發和持久性的相關內容。作者以對話形式引入所介紹的主題概念，行文詼諧幽默卻又鞭辟入裡，力求幫助讀者理解操作系統中虛擬化、並發和持久性的原理。本書內容全面，並給出了真實可運行的代碼（而非偽代碼），還提供了相應的練習，很適合高等院校相關專業的教師開展教學和高校學生進行自學。

本書具有以下特色：

• 主題突出，緊緊圍繞操作系統的三大主題元素——虛擬化、並發和持久性。

• 以對話的方式引入背景，提出問題，進而闡釋原理，啟發動手實踐。

• 包含眾多「補充」和「提示」，拓展讀者知識面，增加趣味性。

• 使用真實代碼而不是偽代碼，讓讀者更加深入透徹地了解操作系統。

• 提供作業、模擬和項目等眾多學習方式，鼓勵讀者動手實踐。

• 為教師提供教學輔助資源。

本書為教師提供如下教學輔助資源：

• 教學PPT和聽課筆記。

• 考試題和參考答案。

• 討論題和作業。

• 項目說明和指導。

如果您是教師，希望獲得教學配套資源，請發郵件到contact@epubit.com.cn申請。

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與操作系統導論對話

教授：

歡迎閱讀這本書，本書英文書名為《Operating Systems:Three Easy Pieces》，由我來講授關於操作系統的知識。請做一下自我介紹。

學生：

教授，您好，我是學生，您可能已經猜到了，我已經準備好開始學習了！

教授：

很好。有問題嗎？

學生：

有！本書為什麼講「3個簡單部分」？

教授：

這很簡單。理查德·費曼有幾本關於物理學的講義，非常不錯……

學生：

啊，是《別鬧了，費曼先生》的作者嗎？那本書很棒！這書也會像那本書一樣搞笑嗎？

教授：

呃……不。那本書的確很棒，很高興你讀過它。我希望這本書更像他關於物理學的講義。將一些基本內容彙集成一本書，名為《Six Easy Pieces》。他講的是物理學，而我們將探討的主題是操作系統的 3 個簡單部分。這很合適，因為操作系統的難度差不多是物理學的一半。

學生：

懂了，我喜歡物理學。是哪3個部分呢？

教授：

虛擬化（virtualization）、並發（concurrency）和持久性（persistence）。這是我們要學習的 3 個關鍵概念。通過學習這 3 個概念，我們將理解操作系統是如何工作的，包括它如何決定接下來哪個程序使用CPU，如何在虛擬內存系統中處理內存使用過載，虛擬機監控器如何工作，如何管理磁碟上的數據，還會講一點如何構建在部分節點失敗時仍能正常工作的分散式系統。

學生：

對於您說的這些，我都沒有概念。

教授：

好極了，這說明你來對了地方。

學生：

我還有一個問題：學習這些內容最好的方法是什麼？

教授：

好問題！當然，每個人都有適合自己的學習方法，但我的方法是：首先聽課，聽老師講解並做好筆記，然後每個周末閱讀筆記，以便更好地理解這些概念。過一段時間（比如考試前），再閱讀一遍筆記來進一步鞏固知識。當然老師也肯定會布置作業和項目，你需要認真完成。特別是做項目，你會編寫真正的代碼來解決真正的問題，這是將筆記中的概念活學活用。就像孔子說的那樣……

學生：

我知道！「不聞不若聞之，聞之不若見之，見之不若知之，知之不若行之。」

教授：

（驚訝）你怎麼知道我要說這個？

學生：

這樣似乎很連貫。我是孔子的粉絲，更是荀子的粉絲，實際上荀子才是說這句話的人。

儒家思想家荀子曾說過：「不聞不若聞之，聞之不若見之，見之不若知之，知之不若行之。」後來，不知怎麼這句名言歸到了孔子頭上。感謝Jiao Dong（Rutgers）告訴我們。

教授：

（愕然）我猜我們會相處得很愉快。

學生：

教授，我還有一個問題，我們這樣的對話有什麼用的。我是說如果這僅是一本書，為什麼您不直接上來就講述知識呢？

教授：

好問題！我覺得有的時候將自己從敘述中抽離出來，然後進行一些思考會更有用。這些對話就是思考。我們將協作探究所有這些複雜的概念。你是為此而來的嗎？

學生：

所以我們必須思考？好的，我正是為此而來。不過我還有什麼要做的嗎？看起來我好像就是為此書而生。

教授：

我也是。我們開始學習吧！

目錄一覽

內容提要

前言

資源與支持

第1章 關於本書的對話

第2章 操作系統介紹

第1部分 虛擬化

第3章 關於虛擬化的對話

第4章 抽象：進程

第5章 插敘：進程API

第6章 機制：受限直接執行

第7章 進程調度：介紹

第8章 調度：多級反饋隊列

第9章 調度：比例份額

第10章 多處理器調度（高級）

第11章 關於CPU虛擬化的總結對話

第12章 關於內存虛擬化的對話

第13章 抽象：地址空間

第14章 插敘：內存操作API

第15章 機制：地址轉換

第16章 分段

第17章 空閑空間管理

第18章 分頁：介紹

第19章 分頁：快速地址轉換（TLB）

第20章 分頁：較小的表

第21章 超越物理內存：機制

第22章 超越物理內存：策略

第23章 VAX/VMS虛擬內存系統

第24章 內存虛擬化總結對話

第2部分 並發

第25章 關於並發的對話

第26章 並發：介紹

第27章 插敘：線程API

第28章 鎖

第29章 基於鎖的並發數據結構

第30章 條件變數

第31章 信號量

第32章 常見並發問題

第33章 基於事件的並發（進階）

第34章 並發的總結對話

第3部分 持久性

第35章 關於持久性的對話

第36章 I/O設備

第37章 磁碟驅動器

第38章 廉價冗餘磁碟陣列（RAID）

第39章 插敘：文件和目錄

第40章 文件系統實現

第41章 局部性和快速文件系統

第42章 崩潰一致性：FSCK和日誌

第43章 日誌結構文件系統

第44章 數據完整性和保護

第45章 關於持久的總結對話

第46章 關於分散式的對話

第47章 分散式系統

第48章 Sun的網路文件系統（NFS）

第49章 Andrew文件系統（AFS）

第50章 關於分散式的總結對話

附錄A 關於虛擬機監視器的對話

附錄B 虛擬機監視器

附錄C 關於監視器的對話

附錄D 關於實驗室的對話

附錄E 實驗室：指南

附錄F 實驗室：系統項目

附錄G 實驗室：xv6項目

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