CSC2404/66204 操作系统学习手册

"nachos study book - 一个关于NACHOS操作系统的学习书籍，专注于Java实现" 本书《Nachos Study Book》是针对University of Southern Queensland的CSC2404/66204：Operating Systems课程的一份学习资料，由Assoc. Prof. Pei Yi Tang编写，并由Dr. Ron Addie修订。它主要涵盖了操作系统的基本概念、进程管理以及存储管理三大主题，深入探讨了NACHOS操作系统，特别是其在Java语言中的实现。 **概述** 这部分为读者提供了操作系统的基本理解，包括引入操作系统的重要性和作用，以及计算机系统结构和操作系统结构的概述。通过这部分，读者可以了解到操作系统作为硬件与软件之间的桥梁，如何管理和协调系统的资源。 **计算机系统结构** 这部分详细讨论了计算机系统的组成部分，如CPU、内存、外设等，以及它们如何协同工作。重点可能包括处理器架构、内存层次结构和输入输出（I/O）系统的工作原理。 **操作系统结构** 这里介绍操作系统的不同组件和设计模式，如单体结构、微内核结构和模块化设计。可能会讨论NACHOS操作系统的具体实现，包括其模块间的交互和通信机制。 **进程管理** 进程和线程是操作系统的核心概念。这部分会涵盖进程的生命周期、创建与销毁、状态转换，以及线程如何提高并发性。此外，还会讲解CPU调度算法，如轮转、优先级调度等，以及如何在NACHOS中实现这些算法。 **进程同步** 这部分深入探讨了多进程环境下如何避免竞态条件和死锁，介绍了各种同步原语，如信号量、管程和条件变量，并可能分析NACHOS中实现的同步机制。 **存储管理** 内存管理是操作系统的关键功能，涉及内存分配、回收和虚拟内存的概念。书中会解释如何在NACHOS中实现分页或分段系统，以及页面替换策略，如LRU（最近最少使用）和LFU（最不常用）。 **系统调用的实现** 这部分会讨论系统调用的过程，包括用户态到内核态的切换，以及在NACHOS中如何定义和执行系统调用。 **虚拟内存** 虚拟内存系统允许程序使用超过物理内存的地址空间。书中可能详细解释了页面映射、页表和交换策略，以及NACHOS中虚拟内存的实现细节。 **文件系统接口** 文件系统是数据持久化的重要部分，这部分将介绍文件的组织、命名、访问控制和文件的I/O操作。也会探讨NACHOS文件系统的具体实现，包括文件的创建、读写和删除。 **I/O系统和文件系统实现** 最后，这部分会讨论I/O设备的管理，如中断处理、DMA（直接内存访问）以及文件系统如何与I/O子系统交互，实现高效的磁盘操作。 《Nachos Study Book》是学习操作系统原理和NACHOS操作系统实践的理想资源，适合计算机科学专业的学生和对操作系统感兴趣的开发者。通过深入学习，读者不仅可以理解操作系统的理论，还能掌握在实际环境中设计和实现操作系统组件的能力。