理解UNIX/Linux：进程映像内存分布与内核结构详解

进程映像在UNIX/Linux操作系统内核结构中的分布是该课程的重要内容。首先，进程映像是一个关键概念，它表示操作系统中用于描述和管理程序执行状态的数据结构。在内存中，进程映像被划分为两个主要部分：常驻内存和非常驻内存。 常驻内存包括进程基本控制块(proc)，这是进程的核心信息，包含了进程的状态、优先级等。其次是进程共享正文段的控制信息text，这部分代码在进程启动时即加载到内存中，以支持其在核心态下的运行。这部分内存通常是直接分配的，以确保快速访问。 非常驻内存则包含进程的扩充控制块(user)，它存储了用户态下进程的私有数据和上下文，如用户栈，用于处理用户交互和函数调用。此外，还包括进程在核心态下的工作区（核心栈）以及数据段，这些区域可能根据需要在内存或磁盘交换区（内存不足时将部分数据换出到磁盘）之间动态调整。 磁盘交换区作为一个内存的扩充部分，用于在系统内存不足时保存那些暂时不活跃的进程或者数据，当需要时再重新加载到内存。这有助于实现虚拟内存的概念，提高系统的内存利用率。 教学难点集中在多用户多进程环境下的同步与互斥问题，如何确保数据一致性、访问安全性和资源的有效协调。同时，课程强调了UNIX类操作系统的开放性特性，如标准一致性、可移植性和可互操作性，这对于理解和实现跨平台的系统设计至关重要。 教学目标包括理解操作系统发展方向，掌握UNIX内核结构及其主要组件（如文件、文件系统、进程管理、时钟和I/O），学习大型程序设计的策略和安全考虑，并为后续的系统开发和应用开发打下基础。教材推荐使用《UNIX操作系统设计》一书，作者Maurice J. Bach，这本书详细介绍了UNIX的设计思想和技术细节。 课程评估方面，采用考查制，成绩由平时表现和期末报告组成。第一章则回顾了UNIX的发展历程，从最初的PDP-7和PDP-11系统版本，到后来添加管道功能和不断演进的过程。通过学习这一章节，学生可以深入理解操作系统的历史背景和演变对当前内核结构的影响。