OSDesignandimplenment.rar_设计与实现_其他书籍下载-pudn.com

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"> <head> <meta charset="utf-8"> <meta name="generator" content="pdf2htmlEX"> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge,chrome=1"> <link rel="stylesheet" href="https://static.pudn.com/base/css/base.min.css"> <link rel="stylesheet" href="https://static.pudn.com/base/css/fancy.min.css"> <link rel="stylesheet" href="https://static.pudn.com/prod/directory_preview_static/626db89d7b37011214e0ef70/raw.css"> <script src="https://static.pudn.com/base/js/compatibility.min.js"></script> <script src="https://static.pudn.com/base/js/pdf2htmlEX.min.js"></script> <script> try{ pdf2htmlEX.defaultViewer = new pdf2htmlEX.Viewer({}); }catch(e){} </script> <title></title> </head> <body> <div id="sidebar" style="display: none"> <div id="outline"> </div> </div> <div id="pf1" class="pf w0 h0" data-page-no="1"><div class="pc pc1 w0 h0"><img class="bi x0 y0 w1 h1" alt="" src="https://static.pudn.com/prod/directory_preview_static/626db89d7b37011214e0ef70/bg1.jpg"><div class="c x0 y1 w2 h2"><div class="t m0 x1 h3 y2 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0"></div><div class="t m0 x1 h3 y3 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0"></div><div class="t m0 x1 h4 y4 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">操作系统设计与实现</div><div class="t m0 x1 h4 y5 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">第二版</div><div class="t m0 x1 h4 y6 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">安德鲁.坦尼鲍姆（Andrew S. Tanenbaum）</div><div class="t m0 x1 h4 y7 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">阿尔伯特.伍德豪尔（Albert S. Woodhull）</div><div class="t m0 x1 h5 y8 ff2 fs2 fc0 sc1 ls0 ws0">作者简介</div><div class="t m0 x2 h4 y9 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">安德鲁.坦尼鲍姆分别在麻省理工学院和加州大学伯克利分校获得学士和博士学位。他现任位于荷兰阿姆</div><div class="t m0 x1 h4 ya ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">斯特丹市的Vrije大学计算机科学教授并领导着一个计算机系统研究小组。同时他还任一个研究并行、分布及图</div><div class="t m0 x1 h4 yb ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">像系统的校际研究生院 － 计算机与图像高级学院的院长。</div><div class="t m0 x2 h4 yc ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">坦尼鲍姆先前的研究领域包括编译器、操作系统、网络和局域分布式系统，他现在的研究主要集中在可</div><div class="t m0 x1 h4 yd ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">扩展到数百万用户的广域分布式系统。对这些课题的研究使他在学报和会议上发表了70余篇论文，并出版了</div><div class="t m0 x1 h4 ye ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">五部专著。</div><div class="t m0 x2 h4 yf ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">坦尼鲍姆教授同时还主持开发了大量的软件。他是Amsterdam编译工具箱的总设计师，该工具箱被广泛</div><div class="t m0 x1 h4 y10 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">地用来开发可移植的编译器，同时还用于MINIX的开发。他和他的博士研究生及程序员们一起设计了一个基于</div><div class="t m0 x1 h4 y11 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">微内核的高性能分布式操作系统 － Amoeba。现在，以教学和研究为目的的用户可以从Internet上免费获得MI</div><div class="t m0 x1 h4 y12 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">NIX 和Amoeba软件。</div><div class="t m0 x2 h4 y13 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">坦尼鲍姆的许多博士研究生在获得学位后都取得了非常丰硕的成果，这令坦尼鲍姆非常自豪，因为这是</div><div class="t m0 x1 h4 y14 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">他诲人不倦的结果。</div><div class="t m0 x2 h4 y15 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">坦尼鲍姆教授同时还是ACM的会士、IEEE高级会员、荷兰皇家艺术和科学院院士，他曾获得1994年ACM </div><div class="t m0 x1 h4 y16 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">Karl V. Karlstrom 杰出教育奖和1997年ACM/SIGCSE 计算机科学教育杰出贡献奖。他被列入上的 </div><div class="t m0 x1 h4 y17 ff1 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">名单，他在上的主页地址为：。</div><div class="t m0 x2 h4 y18 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">阿尔伯特.伍德豪尔分别在麻省理工学院和华盛顿大学获得学士和博士学位。他进麻省理工学院本来是想</div><div class="t m0 x1 h4 y19 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">成为一名电气工程师，可是后来却成了生物学家。从1973年起他开始在位于麻省Amherst的Hampshire自然科</div><div class="t m0 x1 h4 y1a ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">学学院工作。当微型计算机慢慢多起来的时候，作为使用电子检测仪器的生物学家，他开始使用微型计算机。</div><div class="t m0 x1 h4 y1b ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">他给学生开设的检测仪器方面的课程逐渐演变为计算机接口和实时程序设计。</div><div class="t m0 x2 h4 y1c ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">伍德豪尔博士对教学和科学技术的发展有浓厚的兴趣，在进入研究生院之前他曾在尼日利亚教过两年中</div><div class="t m0 x1 h4 y1d ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">学，近年来他曾几次利用自己的假期在尼加拉瓜教授计算机科学。</div><div class="t m0 x2 h4 y1e ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">他对计算机作为电子系统，以及计算机与其他电子系统的相互配合很感兴趣。他最喜欢讲授的课程有计</div><div class="t m0 x1 h4 y1f ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">算机体系结构、汇编语言程序设计、操作系统和计算机通信。他还为开发电子器件及相关软件担当顾问。</div><div class="t m0 x2 h4 y20 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">在学术之外，伍德豪尔有不少兴趣，包括各种户外运动，业余无线电制作和读书。他还喜欢旅游和学习</div><div class="t m0 x1 h4 y21 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">别国语言。他的WWW主页就存在一台运行MINIX的机器上，地址是：http://minix1.hampshire.edu/asw/。</div></div><a class="l" rel='nofollow' onclick='return false;'><div class="d m1"></div></a></div><div class="pi" data-data='{"ctm":[1.568627,0.000000,0.000000,1.568627,0.000000,0.000000]}'></div></div> </body> </html>

<div id="pf2" class="pf w0 h0" data-page-no="2"><div class="pc pc2 w0 h0"><img class="bi x0 y0 w1 h1" alt="" src="https://static.pudn.com/prod/directory_preview_static/626db89d7b37011214e0ef70/bg2.jpg"><div class="c x0 y1 w2 h2"><div class="t m0 x1 h5 y22 ff2 fs2 fc0 sc1 ls0 ws0">前 言</div><div class="t m0 x2 h4 y23 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">多数操作系统教材都重理论而轻实践，本书希望在这二者之间求取较好的平衡。本书详细论述了操作系</div><div class="t m0 x1 h4 y24 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">统的所有基本概念，包括进程、进程间通信、信号量、管程、消息传递、调度算法、输入/输出、死锁、设备</div><div class="t m0 x1 h4 y25 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">驱动程序、存储器管理、页面调度算法、文件系统设计、安全与保护机制等。同时，本书也详细讨论了MINIX </div><div class="t m0 x1 h4 y26 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">－ 一个与UNIX兼容的操作系统，并提供了完整的源代码供学习之用。这样的安排使读者不仅学习到理论，而</div><div class="t m0 x1 h4 y27 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">且能够理解它们如何应用在一个实际的操作系统之中。</div><div class="t m0 x2 h4 y28 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">本书第一版在1987年出版时，曾引发了操作系统课程教学的一场小小的变革。在此之前多数课程都只讲</div><div class="t m0 x1 h4 y29 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">理论。随着MINIX的出现，许多学校开始增加实验环节以使学生了解实际的操作系统是如何运作的。我们认为</div><div class="t m0 x1 h4 y2a ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">这种趋势是可取的，并希望通过本书第二版能进一步加强这种趋势。</div><div class="t m0 x2 h4 y2b ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">MINIX在其出现以来的十年间发生了许多变化，最初的代码是为基于8088芯片、256K内存和两个软驱的I</div><div class="t m0 x1 h4 y2c ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">BM PC机型编写的，它基于UNIX 版本7。随着时间的推移，MINIX在许多方面有所发展，比如当前版本可运行</div><div class="t m0 x1 h4 y2d ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">在众多机型上，从16位实模式的PC机到配有大容量硬盘的奔腾机（32位保护模式），而且它不再基于UNIX版</div><div class="t m0 x1 h4 y2e ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">本7，而是基于国际上的POSIX标准（POSIX 1003.1和ISO9945－1）。与此同时，有许多新特征被添加到MIN</div><div class="t m0 x1 h4 y2f ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">IX中，在我们看来，所增加的特征可能已经太多了，但有些人则认为还不够，这最终导致了LINUX的诞生。MI</div><div class="t m0 x1 h4 y30 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">NIX还被移植到许多其他平台上，包括Macintosh、Amiga、Atari和SPARC。本书只涉及MINIX2.0，到目前为止，</div><div class="t m0 x1 h4 y31 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">该版本只能运行于基于80X86的机器，或者可模拟此类CPU的机器，以及SPARC机器。</div><div class="t m0 x2 h4 y32 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">与第一版相比，第二版有许多变化，原理性部分基本都被修改过，同时增加了大量新内容。最主要的变</div><div class="t m0 x1 h4 y33 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">化是新的基于POSIX的MINIX，以及对其源代码的剖析。另外，每本书都附带一张CD-ROM，它包含了全部MINI</div><div class="t m0 x1 h4 y34 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">X源代码，以及在PC上安装MINIX的说明（见CD-ROM主目录下的README.TXT文件）。</div><div class="t m0 x2 h4 y35 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">在一台80X86 的PC机上安装MINIX很方便。它需要一个至少30MB的硬盘分区，然后按照CD－ROM上RE</div><div class="t m0 x1 h4 y36 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">ADME.TXT文件中的步骤进行即可。在打印README.TXT文件之前，先启动MS-DOS（若运行WINDOWS，则双</div><div class="t m0 x1 h4 y37 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">击MS-DOS图标），然后键入</div><div class="t m0 x2 h6 y38 ff1 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0"> </div><div class="t m0 x1 h4 y39 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">即可。该文件也可以用edit、wordpad、notepad等任何可以处理ASCII正文的编辑器进行浏览。</div><div class="t m0 x2 h4 y3a ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">对于没有PC机的学校和个人，有两种解决办法，即CD－ROM上提供的两个模拟程序。一个由Paul Ashto</div><div class="t m0 x1 h4 y3b ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">n 为SPARC机器编写，它作为用户程序在Solaris上运行，此时MINIX被编译成SPARC上的可执行文件。在这种</div><div class="t m0 x1 h4 y3c ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">模式下，MINIX不再是一个操作系统，而只是一个用户程序，所以必须对其底层作一些修改。</div><div class="t m0 x2 h4 y3d ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">另一个模拟程序由Bochs软件公司的Kevin.P.Lawton编写，它解释Intel 80386的指令集以及足以使MINIX</div><div class="t m0 x1 h4 y3e ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">运行所需的I/O指令。显然在解释器层次上运行使性能有所下降，但这使得学生更容易进行调试。该模拟程序</div><div class="t m0 x1 h4 y3f ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">运行在所有支持M.I.T的X-Window的系统上，更详细的信息请参看CD－ROM上的有关文件。</div><div class="t m0 x2 h4 y40 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">MINIX仍在继续发展，本书和CD－ROM中的内容仅仅反映了本书出版时的情况，有关MINIX的最新动态请</div><div class="t m0 x1 h4 y41 ff5 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">访问MINIX的主页：http://www.cs.vu.nl/~ast/minix.html。MINIX也有USENET中的新闻组：comp.os.minix，</div><div class="t m0 x1 h4 y42 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">读者可以订阅该新闻组。对于仅有Email的读者可通过以下步骤来加入MINIX的邮件用户通信组。给 listserv@li</div><div class="t m0 x1 h4 y43 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">stserv.nodak.edu 发一封信，其中只需一行字：“subscribe minix-1 <您的完整用户名>”，此后你便会通过E-m</div><div class="t m0 x1 h4 y44 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">ail获得很多的信息。</div><div class="t m0 x2 h4 y45 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">讲授本课程的教师可以从Prentice Hall公司获得一份习题解答手册。从WWW地址 http://www.cs.vu.nl/~a</div><div class="t m0 x1 h4 y46 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">st/沿着“Software and supplementary material"链接可以获得一些有用的PostScript文件，其中包含本书中所有</div><div class="t m0 x1 h4 y47 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">的图表，可供需要时使用。</div><div class="t m0 x2 h4 y48 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">在MINIX的开发项目中我们有幸得到了许多人的帮助。首先要感谢Kees Bot在MINIX标准化和软件发布中</div><div class="t m0 x1 h4 y49 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">所作的大量工作，没有他的帮助，我们不可能完成这件工作。他自己编写了大量的代码（如POSIX终端I/O）</div><div class="t m0 x1 h4 y4a ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">并修正了一些数年来一直存在的错误，他还整理了其他的代码。</div><div class="t m0 x2 h4 y4b ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">这些年来Bruce Evans、 Phlip Homburg、Will Rose和Michael Temari为MINIX的开发做了大量的工作。 有</div><div class="t m0 x1 h4 y4c ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">几百人通过新闻组对MINIX作出了贡献，他们人数众多，所作出的贡献也各不相同，在此谨向他们一并表示感</div><div class="t m0 x1 h4 y4d ff5 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">谢。</div><div class="t m0 x2 h4 y4e ff5 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">John Casey、 Dale Grit、 Frans Kashoek等人阅读了本书的部分手稿并提出了宝贵建议，在此向他们表</div></div></div><div class="pi" data-data='{"ctm":[1.568627,0.000000,0.000000,1.568627,0.000000,0.000000]}'></div></div>

<div id="pf3" class="pf w0 h0" data-page-no="3"><div class="pc pc3 w0 h0"><img class="bi x0 y0 w1 h1" alt="" src="https://static.pudn.com/prod/directory_preview_static/626db89d7b37011214e0ef70/bg3.jpg"><div class="c x0 y1 w2 h2"><div class="t m0 x1 h4 y4f ff5 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">示谢意。</div><div class="t m0 x2 h4 y50 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">Vrije大学的许多学生测试了CD－ROM中MINIX的 β版本，他们是：Ahmed Batou, Goran Dokic, Peter Gijze</div><div class="t m0 x1 h4 y51 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">l, Thomer Gil, Dennis Grimbergen, Roderick Groesbeek, Wouter haring, Guido Kollerie, Mark Lassche, Raymon</div><div class="t m0 x1 h4 y52 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">d Ris, Frans ter Borg, Alex van Ballegooy, Ries van der Velden, Alexander Wels以及Thomas Zeeman。我们对</div><div class="t m0 x1 h4 y53 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">他们细致的工作和详尽的报告致以衷心的感谢。</div><div class="t m0 x2 h4 y54 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">阿尔伯特·S·伍德豪尔向他从前的几位学生表示感谢，特别是Hampshire学院的Peter W. Young ，Nacional</div><div class="t m0 x1 h4 y55 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">Autonoma de Nicaragua大学的Maria Isabel Sanchez 和William Puddy Vargas。</div><div class="t m0 x2 h4 y56 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">最后要向我们的家庭成员表示感谢。Suzanne 已是第十次在我埋头写作时给我支持，对Barbara是第九次，</div><div class="t m0 x1 h4 y57 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">Marvin是第八次，甚至小Bram也是第四次了。他们的支持和爱心对我非常重要。（坦尼鲍姆）</div><div class="t m0 x2 h4 y58 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">至于阿尔伯特的Barbara，这倒是第一次，假如没有她的支持，耐心和幽默，我们是不可能完成这一工作</div><div class="t m0 x1 h4 y59 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">的，对我的儿子Gordon而言，由于在编写本书时，他大部分时间都不在家中，而是在大学学习，因此是非常</div><div class="t m0 x1 h4 y5a ff5 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">幸运的。但是他的理解和关心深深吸引着我从事本书的编写工作，有这样一个儿子是令人非常愉快的。（伍德</div><div class="t m0 x1 h4 y5b ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">豪尔）</div><div class="t m0 x3 h4 y5c ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">安德鲁.S.坦尼鲍姆</div><div class="t m0 x1 h4 y5d ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">阿尔伯特.S.伍德豪尔</div><div class="t m0 x1 h4 y5e ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">译 序</div><div class="t m0 x2 h4 y5f ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">坦尼鲍姆教授是国际知名的计算机科学家和教育家。他在操作系统、分布式系统以及计算机网络领域都</div><div class="t m0 x1 h4 y60 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">有很深的造诣。自八十年代以来，他已先后出版了一系列面向大学生和研究生的教材性质的专著，并被世界各</div><div class="t m0 x1 h4 y61 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">国的许多大学广泛采用。这本书就是他的最新专著之一。</div><div class="t m0 x2 h4 y62 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">操作系统是计算机系统中最核心和最底层的软件，对操作系统的深入学习关系到对整个系统运作机制的</div><div class="t m0 x1 h4 y63 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">全面理解，因此一本好教材也显得愈发重要。本书的英文版出版于1997年，其中涵盖了操作系统课程的所有</div><div class="t m0 x1 h4 y64 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">内容，即传统上的进程管理、存储器管理、文件管理和设备管理。同时其中又包含了许多新内容，如线程、基</div><div class="t m0 x1 h4 y65 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">于消息传递的系统构造模型、日志结构文件系统、安全和保护机制、RAM盘及CD－ROM设备等，而用作例子</div><div class="t m0 x1 h4 y66 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">的CPU则为Interl Pentium。这使得读者一方面能够学习操作系统的经典内容，另一方面又能够了解和跟踪当前</div><div class="t m0 x1 h4 y67 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">的最新技术和研究成果。</div><div class="t m0 x2 h4 y68 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">本书的另一个特点是基本原理与具体实例，即MINIX紧密结合。第2到第5章的前半部分讲述原理，后半</div><div class="t m0 x1 h4 y69 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">部分则详细地解释这些原理在MINIX的设计和实现中的应用。通过阅读这些部分能够把握MINIX源代码的组织</div><div class="t m0 x1 h4 y6a ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">方式，并理解那些很关键或者很难懂的代码。这部分内容非常翔实，有时甚至逐行地解释附录中所列的源程序。</div><div class="t m0 x1 h4 y6b ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">对操作系统课程多年的授课经验以及相关的科研工作使我们认识到：详细地剖析一个象MINIX这样的操作系统</div><div class="t m0 x1 h4 y6c ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">对于掌握操作系统设计与实现的精髓是大有裨益的。</div><div class="t m0 x2 h4 y6d ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">正因为上述原因，我们真切地感受到将这本书翻译、介绍给国内读者将是一件非常有意义的事，衷心希</div><div class="t m0 x1 h4 y6e ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">望我们付出的劳动能对国内的操作系统教学和实践有所帮助和促进。</div><div class="t m0 x2 h4 y6f ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">本书的第一章，第二章，第三章由王鹏翻译，刘福岩和陆宁也参加了部分工作；第四章由朱鹏翻译；第</div><div class="t m0 x1 h4 y70 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">五章由敖青云翻译。全书由尤晋元教授审校并统稿。</div><div class="t m0 x2 h4 y71 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">在整个翻译过程中，上海交通大学计算机系系统软件研究室的师生给予了许多帮助。并且在计算机系95</div><div class="t m0 x1 h4 y72 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">级本科生的操作系统课程中进行了试用，许多学生提出了很好的建议，在此向他们表示衷心的感谢。</div><div class="t m0 x2 h4 y73 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">特别要感谢本书的责任编辑邓又强先生，本书的顺利出版与他的辛勤劳动和热情支持是分不开的。</div><div class="t m0 x2 h4 y74 ff5 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">虽然在翻译过程中我们尽力恪守“信，达，雅”的准则，但不当和疏漏之处在所难免，敬请读者提出宝贵建</div><div class="t m0 x1 h4 y75 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">议。</div><div class="t m0 x4 h4 y76 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">译 者</div><div class="t m0 x4 h4 y77 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">1998年4月于上海交通大学</div></div></div><div class="pi" data-data='{"ctm":[1.568627,0.000000,0.000000,1.568627,0.000000,0.000000]}'></div></div>

<div id="pf4" class="pf w0 h0" data-page-no="4"><div class="pc pc4 w0 h0"><img class="bi x0 y0 w1 h1" alt="" src="https://static.pudn.com/prod/directory_preview_static/626db89d7b37011214e0ef70/bg4.jpg"><div class="c x0 y1 w2 h2"><div class="t m0 x1 h5 y78 ff2 fs2 fc0 sc1 ls0 ws0">第一章 引 言</div><div class="t m0 x2 h4 y24 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">计算机如果离开了软件将成为一堆废铜烂铁。有了软件，计算机可以对信息进行存储、处理和检索，可</div><div class="t m0 x1 h4 y25 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">以显示多媒体文档、搜索Internet并完成其他工作。计算机软件大致分为两类：系统软件和应用软件。系统软</div><div class="t m0 x1 h4 y26 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">件管理计算机本身及应用程序；应用软件执行用户最终所需要的功能。最基本的系统软件是操作系统（operat</div><div class="t m0 x1 h4 y27 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">ing system），它控制计算机的所有资源并提供开发应用程序的基础。</div><div class="t m0 x2 h4 y28 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">现代计算机系统包含一个或多个处理器、若干内存（常称为RAM－随机存取存储器）、磁盘、打印机、</div><div class="t m0 x1 h4 y29 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">网络接口及其他输入/输出设备。编写一个程序来管理所有这些器件以正确地使用它们，即使不考虑优化也是</div><div class="t m0 x1 h4 y2a ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">一件很困难的事情。如果每个程序员都必须处理磁盘如何工作，再加上每读一个磁盘块都有几十种因素可能导</div><div class="t m0 x1 h4 y2b ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">致操作出错，那么很多程序简直没法写。</div><div class="t m0 x2 h4 y2c ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">许多年以前人们就认识到必须找到某种方法将硬件的复杂性同程序员分离开来。经过不断探索和改进，</div><div class="t m0 x1 h4 y2d ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">目前采用的方法是在裸机上加载一层软件来管理整个系统，同时给用户提供一个更容易理解和进行程序设计的</div><div class="t m0 x1 h4 y2e ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">接口，这被称为虚拟机（virtual machine）。这样一层软件就是操作系统。</div><div class="t m0 x2 h4 y2f ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">这种处理方式如图1－1所示。底层是硬件，它本身可能包括两层或多层。最低一层是物理器件，包括集</div><div class="t m0 x1 h4 y30 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">成电路芯片、连线、电源、监视器等，它们的构造和工作方式属于电气工程师的范围。</div><div class="t m0 x5 h4 y79 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">图 1-1 计算机系统由硬件、系统程序和应用程序组成。</div><div class="t m0 x2 h4 y7a ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">接着是微程序（microprogram），通常存放在只读存储器中，它是一层很原始的软件，用来控制设备并</div><div class="t m0 x1 h4 y7b ff5 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">向上一层提供一个更清晰的接口。微程序实际上是一个解释器，它先取得机器语言指令，如ADD， MOVE和JU</div><div class="t m0 x1 h4 y7c ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">MP等，然后通过一个动作序列来执行这些指令。例如为了执行一条ADD指令，微程序必须先确定运算数据的</div><div class="t m0 x1 h4 y7d ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">位置，然后取数，相加，最后存放得数。由微程序解释执行的这一套指令称为机器语言。机器语言并不是硬件</div><div class="t m0 x1 h4 y7e ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">的组成部分，但硬件制造商通常在手册中给出机器语言的完整描述，所以许多人将它认作真正的“计算机”。</div><div class="t m0 x2 h4 y7f ff5 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">采用精简指令集计算机（RISC）技术的计算机没有微程序层，其机器指令通过硬件逻辑直接执行。例如</div><div class="t m0 x1 h4 y80 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">Motorola 680X0有微程序，而IBM PowerPC 则没有。</div><div class="t m0 x2 h4 y81 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">机器语言典型地有50到100条指令，大多数用来完成数据传送、算术运算和数值比较等操作。在这个层</div><div class="t m0 x1 h4 y82 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">次上，通过向特殊的设备寄存器写特定的数值来控制输入/输出设备。例如将磁盘地址、内存地址、读字节数</div><div class="t m0 x1 h4 y83 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">和操作类型（读/写）等值写入特定的寄存器便可完成硬盘读操作。实际操作往往需要更多的参数，而操作完</div><div class="t m0 x1 h4 y84 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">成后的返回状态也非常复杂。进一步而言，对于许多I/O设备，时序在程序设计中的作用非常重要。</div><div class="t m0 x2 h4 y85 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">操作系统的主要功能之一就是将所有这些复杂性隐藏起来，同时为程序员提供一套更加方便的指令，比</div></div></div><div class="pi" data-data='{"ctm":[1.568627,0.000000,0.000000,1.568627,0.000000,0.000000]}'></div></div>

<div id="pf5" class="pf w0 h0" data-page-no="5"><div class="pc pc5 w0 h0"><img class="bi x0 y0 w1 h1" alt="" src="https://static.pudn.com/prod/directory_preview_static/626db89d7b37011214e0ef70/bg5.jpg"><div class="c x0 y1 w2 h2"><div class="t m0 x1 h4 y4f ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">如，“从文件中读一个数据块”在概念上比低层的“移动磁头臂，等待旋转延迟”之类的细节来得简单、方便。</div><div class="t m0 x2 h4 y50 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">在操作系统之上是其他系统软件，包括命令解释器（shell）、窗口系统、编译器、编辑器及类似的独立</div><div class="t m0 x1 h4 y51 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">于应用的程序。要注意它们本身并不是操作系统的组成部分，尽管它们通常由计算机厂商提供。这一点很重要，</div><div class="t m0 x1 h4 y52 ff2 fs1 fc1 sc0 ls0 ws0">操作系统专指在核心态（kernel mode），或称管态（supervisor mode）下运行的软件，它受硬件保护而免遭</div><div class="t m0 x1 h4 y53 ff2 fs1 fc1 sc0 ls0 ws0">用户的篡改。编译器和编辑器运行在用户态（user mode）。如果用户不喜欢某一个编译器，他可以自己重写</div><div class="t m0 x1 h4 y54 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">一个，但他却不可以写一个磁盘中断处理程序 － 因为这是操作系统的一部分，而且硬件阻止用户对它进行修</div><div class="t m0 x1 h4 y55 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">改。</div><div class="t m0 x2 h4 y56 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">系统软件之上是应用软件，这些软件可以是购买的或者是用户自行开发的，它们用来解决特定的问题，</div><div class="t m0 x1 h4 y57 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">如字处理、表格处理、工程计算或者电子游戏等。</div><div class="t m0 x1 h7 y86 ff7 fs3 fc0 sc0 ls0 ws0">1.1 什么是操作系统</div><div class="t m0 x2 h4 y87 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">多数计算机用户都使用过操作系统，但要精确地给出操作系统的定义却很困难，部分原因是操作系统完</div><div class="t m0 x1 h4 y88 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">成两项相对独立的任务，下面我们逐项进行讨论。</div><div class="t m0 x1 h7 y89 ff4 fs3 fc0 sc0 ls0 ws0">1.1.1 操作系统作为虚拟机</div><div class="t m0 x2 h4 y8a ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">对多数计算机而言，在机器语言一级的体系结构（指令集、存储组织、I/O和总线结构）上编程是很困难</div><div class="t m0 x1 h4 y8b ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">的，尤其是输入输出操作。例如考虑使用多数PC机采用的NEC PD765控制器芯片（或功能等价的芯片）来进</div><div class="t m0 x1 h4 y8c ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">行软盘I/O操作。PD765有16条命令，它通过向一个设备寄存器装入特定的数据来执行这些命令，命令数据长</div><div class="t m0 x1 h4 y8d ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">度从1到9字节不等，其中包括：读写数据、移动磁头臂、格式化磁道、初始化、检测磁盘状态、复位、校准</div><div class="t m0 x1 h4 y8e ff5 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">控制器及设备等。</div><div class="t m0 x2 h4 y8f ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">最基本的命令是读数据和写数据。它们均需要13个参数，所有这13个参数被封装在9个字节中。这些参</div><div class="t m0 x1 h4 y90 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">数指定的信息有：欲读取的磁盘块地址、每条磁道的扇区数、物理介质的数据记录格式、扇区间隙、以及对已</div><div class="t m0 x1 h4 y91 ff6 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">删除数据地址标识的处理方法等。当磁盘操作结束时，控制器芯片返回23个状态及出错信息，它们被封装在7</div><div class="t m0 x1 h4 y92 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">个字节中。此外，程序员还要注意步进电机的开关状态。如果电机关闭，则在读写数据前要先启动它（有一段</div><div class="t m0 x1 h4 y93 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">较长的加速时间）。还要注意电机不能长时间处于开启状态，否则将损坏软盘，所以程序员必须在较长的启动</div><div class="t m0 x1 h4 y94 ff5 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">延迟和可能对软盘造成损坏之间作出折衷。</div><div class="t m0 x2 h4 y95 ff5 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">显然，程序员不想涉及硬件的这些具体细节（也包括硬盘，它与软盘不同，但同样很复杂）。他需要的</div><div class="t m0 x1 h4 y96 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">是一种简单的高度抽象的设备。一种典型的抽象是一张磁盘包含了一组命名的文件，每个文件可以被打开，然</div><div class="t m0 x1 h4 y97 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">后进行读写，最后被关闭。其中的一些细节如数据记录格式、当前步进电机的开启状态等则对用户隐藏。</div><div class="t m0 x2 h4 y98 ff2 fs1 fc1 sc0 ls0 ws0">这种将硬件细节与程序员隔离开来、同时提供一个简洁的命名文件方式的程序，就是操作系统。与磁盘</div><div class="t m0 x1 h4 y99 ff6 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">抽象类似，它还隐藏了其他许多低层硬件的特性，包括中断、时钟、存储器等。总之，操作系统提供的每一种</div><div class="t m0 x1 h4 y9a ff6 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">抽象都较低层硬件本身更简单、更易用。</div><div class="t m0 x2 h4 y9b ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">从这个角度看，操作系统的作用是为用户提供一台等价的扩展计算机，或称虚拟机，它比低层硬件更容</div><div class="t m0 x1 h4 y9c ff5 fs1 fc1 sc0 ls0 ws0">易编程。本书的内容正是详细说明操作系统如何做到这一点。</div><div class="t m0 x1 h7 y9d ff4 fs3 fc0 sc0 ls0 ws0">1.1.2 操作系统作为资源管理器</div><div class="t m0 x2 h4 y9e ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">上述虚拟机模型是一种自顶向下的观点。按照自底向上的观点，操作系统则用来管理一个复杂系统的各</div><div class="t m0 x1 h4 y9f ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">个部分。现代计算机都包含处理器、存储器、时钟、磁盘、鼠标、网络接口、激光打印机以及其他许多设备，</div><div class="t m0 x1 h4 ya0 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">从这个角度看，操作系统的任务是在相互竞争的程序间有序地控制这些设备的分配。</div><div class="t m0 x2 h4 ya1 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">设想在一台计算机上运行的三个程序同时试图在一台打印机上输出计算结果，那么可能头几行是程序1的</div><div class="t m0 x1 h4 ya2 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">输出，接下来几行是程序2的输出，然后又是程序3的输出等等，最终打印结果将是一团糟。操作系统采用将</div><div class="t m0 x1 h4 ya3 ff3 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">打印输出缓冲到磁盘上的方法可以避免这种混乱。当一个程序结束后，操作系统将暂存在磁盘文件上的输出结</div><div class="t m0 x1 h4 ya4 ff2 fs1 fc0 sc0 ls0 ws0">果送到打印机，同时其他程序可以继续运行产生新的输出结果，而这些程序并不知道这些输出没有立即送至打</div></div></div><div class="pi" data-data='{"ctm":[1.568627,0.000000,0.000000,1.568627,0.000000,0.000000]}'></div></div>