本书是操作系统领域的经典教材，主要内容包括进程与线程、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，以及关于UNIX、Linux、Android和Windows的实例研究等。第4版对知识点进行了全面更新，反映了当代操作系统的发展与动向。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。

Andrew S. Tanenbaum 拥有麻省理工学院的理学学士学位和加州大学伯克利分校的博士学位，如今他是阿姆斯特丹自由大学计算机科学学院的教授。他曾经是计算与图像高级学院的院长，这是一个跨大学的研究生院，主要研究高级并行、分布式以及图像系统。他同时也是荷兰皇家艺术与科学院的教授，这使得他没有变成一个刻板的人。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，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。现在他的主要研究方向是安全可靠的操作系统。他在这个研究方向已经发表了超过175篇经常被引用的期刊和会议论文。Tanenbaum 教授还撰写或参与撰写了5本教材，并被翻译成20种语言，其中包括巴斯克语和泰语。这些教材被全球的大学使用，总计有163个版本（语言和版本加起来）。

Tanenbaum 教授还编写了大量的软件，特别是 MINIX，这是一个小型的 UNIX。其灵感直接源于 Linux 以及 Linux zui 初开发的平台。如今的 MINIX 版本是 MINIX 3，专注于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遭遇操作系统崩溃的情况时，Tanenbaum 教授才认为他完成了自己的工作。MINIX 3 是一个欢迎所有人来完善的开放源代码项目，请访问 www.minix3.org 下载 MINIX 3 的免费版本，并试着运行它。x86 和 ARM 版本都可用。

Tanenbaum 教授的博士生在毕业后都有很好的前途，对于这一点教授本人非常自豪。在这方面，他如同一只爱孩子的母鸡。

Tanenbaum 教授是 ACM 会士、IEEE 会士，也是荷兰皇家艺术与科学院院士。他荣获了相当多的 ACM、IEEE 和 USENIX 奖项。如果你对此感到好奇，可以去他的 Wikipedia 主页查看。他还有两个荣誉博士学位。

Herbert Bos 在特温特大学获得硕士学位，在剑桥大学计算机实验室获得博士学位。此后，他为 Linux 等操作系统的可信 I/O 架构做了大量工作，同时也基于 MINIX 3 研究系统。他现在是阿姆斯特丹自由大学计算机科学学院系统与网络安全系的教授，主要研究方向是系统安全。他与学生一起以新颖的方式检测并阻止攻击，分析并对恶意软件进行反向工程，还共同拆卸过僵尸网络（横跨几百万台计算机的恶意网络基础设施）。2011年，他因在反向工程领域的研究获得了 ERC 奖。他的三个学生因所写的与系统相关的论文被评为欧洲 zuijia 博士论文而获得了 Roger Needham 奖。

出版者的话
译者序
前言
作者简介
第1章 引论1
1.1 什么是操作系统2
1.1.1 作为扩展机器的操作系统2
1.1.2 作为资源管理者的操作系统3
1.2 操作系统的历史4
1.2.1 第一代（1945～1955）：真空管和穿孔卡片4
1.2.2 第二代（1955～1965）：晶体管和批处理系统4
1.2.3 第三代（1965～1980）：集成电路和多道程序设计6
1.2.4 第四代（1980年至今）：个人计算机8
1.2.5 第五代（1990年至今）：移动计算机10
1.3 计算机硬件简介11
1.3.1 处理器12
1.3.2 存储器14
1.3.3 磁盘15
1.3.4 I/O设备16
1.3.5 总线18
1.3.6 启动计算机19
1.4 操作系统大观园20
1.4.1 大型机操作系统20
1.4.2 服务器操作系统20
1.4.3 多处理器操作系统20
1.4.4 个人计算机操作系统20
1.4.5 掌上计算机操作系统21
1.4.6 嵌入式操作系统21
1.4.7 传感器节点操作系统21
1.4.8 实时操作系统21
1.4.9 智能卡操作系统21
1.5 操作系统概念22
1.5.1 进程22
1.5.2 地址空间23
1.5.3 文件23
1.5.4 输入/输出25
1.5.5 保护25
1.5.6 shell25
1.5.7 个体重复系统发育26
1.6 系统调用28
1.6.1 用于进程管理的系统调用31
1.6.2 用于文件管理的系统调用32
1.6.3 用于目录管理的系统调用32
1.6.4 各种系统调用34
1.6.5 Windows Win32 API34
1.7 操作系统结构35
1.7.1 单体系统36
1.7.2 层次式系统36
1.7.3 微内核37
1.7.4 客户端–服务器模式38
1.7.5 虚拟机39
1.7.6 外核41
1.8 依靠C的世界41
1.8.1 C语言41
1.8.2 头文件41
1.8.3 大型编程项目43
1.8.4 运行模型43
1.9 有关操作系统的研究44
1.10 本书其他部分概要45
1.11 公制单位45
1.12 小结46
习题46
第2章 进程与线程48
2.1 进程48
2.1.1 进程模型48
2.1.2 进程的创建49
2.1.3 进程的终止51
2.1.4 进程的层次结构51
2.1.5 进程的状态51
2.1.6 进程的实现53
2.1.7 多道程序设计模型54
2.2 线程54
2.2.1 线程的使用54
2.2.2 经典的线程模型57
2.2.3 POSIX线程60
2.2.4 在用户空间中实现线程60
2.2.5 在内核中实现线程63
2.2.6 混合实现63
2.2.7 调度程序激活机制64
2.2.8 弹出式线程64
2.2.9 使单线程代码多线程化65
2.3 进程间通信67
2.3.1 竞争条件67
2.3.2 临界区68
2.3.3 忙等待的互斥68
2.3.4 睡眠与唤醒71
2.3.5 信号量73
2.3.6 互斥量74
2.3.7 管程78
2.3.8 消息传递81
2.3.9 屏障82
2.3.10 避免锁：读–复制–更新83
2.4 调度84
2.4.1 调度简介84
2.4.2 批处理系统中的调度88
2.4.3 交互式系统中的调度89
2.4.4 实时系统中的调度92
2.4.5 策略和机制93
2.4.6 线程调度93
2.5 经典的IPC问题94
2.5.1 哲学家就餐问题94
2.5.2 读者–写者问题96
2.6 有关进程与线程的研究97
2.7 小结97
习题98
第3章 内存管理102
3.1 无存储器抽象102
3.2 一种存储器抽象：地址空间104
3.2.1 地址空间的概念104
3.2.2 交换技术106
3.2.3 空闲内存管理107
3.3 虚拟内存109
3.3.1 分页110
3.3.2 页表112
3.3.3 加速分页过程112
3.3.4 针对大内存的页表114
3.4 页面置换算法117
3.4.1 最优页面置换算法117
3.4.2 最近未使用页面置换算法118
3.4.3 先进先出页面置换算法118
3.4.4 第二次机会页面置换算法118
3.4.5 时钟页面置换算法119
3.4.6 最近最少使用页面置换算法119
3.4.7 用软件模拟LRU120
3.4.8 工作集页面置换算法121
3.4.9 工作集时钟页面置换算法123
3.4.10 页面置换算法小结124
3.5 分页系统中的设计问题124
3.5.1 局部分配策略与全局分配策略124
3.5.2 负载控制126
3.5.3 页面大小126
3.5.4 分离的指令空间和数据空间127
3.5.5 共享页面128
3.5.6 共享库128
3.5.7 内存映射文件130
3.5.8 清除策略130
3.5.9 虚拟内存接口130
3.6 有关实现的问题131
3.6.1 与分页有关的工作131
3.6.2 缺页中断处理131
3.6.3 指令备份132
3.6.4 锁定内存中的页面132
3.6.5 后备存储133
3.6.6 策略和机制的分离134
3.7 分段134
3.7.1 纯分段的实现136
3.7.2 分段和分页结合：MULTICS136
3.7.3 分段和分页结合：Intel x86138
3.8 有关内存管理的研究141
3.9 小结141
习题142
第4章 文件系统147
4.1 文件148
4.1.1 文件命名148
4.1.2 文件结构149
4.1.3 文件类型149
4.1.4 文件访问151
4.1.5 文件属性151
4.1.6 文件操作152
4.1.7 使用文件系统调用的一个示例程序152
4.2 目录154
4.2.1 一级目录系统154
4.2.2 层次目录系统154
4.2.3 路径名154
4.2.4 目录操作156
4.3 文件系统的实现157
4.3.1 文件系统布局157
4.3.2 文件的实现157
4.3.3 目录的实现160
4.3.4 共享文件162
4.3.5 日志结构文件系统163
4.3.6 日志文件系统164
4.3.7 虚拟文件系统165
4.4 文件系统管理和优化167
4.4.1 磁盘空间管理167
4.4.2 文件系统备份171
4.4.3 文件系统的一致性174

1.1 什么是操作系统

操作系统是一种运行在内核态的软件，但这个说法并不总符合事实， 不过操作系统概括起来主要有两个作用：

 1.为应用程序（程序员）提供资源集的清晰抽象

 2.管理硬件资源

第二点好理解， 第一点用大白话说就是给上层提供相应的接口或者方法， 让上层应用程序可以使用资源。

另外，对于操作系统的理解，从不同角度看的，有不同的定义，

自顶向下看：操作系统为应用程序提供基本抽象，从而使应用程序在此基础上可以组合功能。

自底向上看：操作系统用来管理复杂系统的各个部分，对资源的请求进行分配，调节不同程序见相互冲突的资源请求。其中， 资源的管理有两种不同方式实现多路复用（共享）资源：

时间上复用和空间上复用：

 时间上复用：当一种资源在时间上复用时，就是不同程序或者用户轮流使用它，大家排队使用。CPU就是这种操作， 一个位置，大家轮流坐

 空间上复用：每个程序都得到资源的一部分，就不用排队了，这就是多个位置，一人坐一个。内存就是这样分配。

两种方式的公平和保护问题，由操作系统解决

1.2 操作系统的历史

 第一代：真空管和穿孔卡片

 第二代：晶体管和批处理系统

 第三代：小规模集成电路和多到程序设计

 第四代：个人计算机（大规模集成电路）

 第五代：移动计算机（手机、平板等）