第4版前言

計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展正在引發(fā)新的一輪世界性技術(shù)革命。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來(lái)越全球化、科技創(chuàng)新越來(lái)越國(guó)際化、知識(shí)經(jīng)濟(jì)已初見(jiàn)端倪的今天，任何一門(mén)技術(shù)或任何一個(gè)領(lǐng)域離開(kāi)了計(jì)算機(jī)都是不可想象的。而計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展之迅速，計(jì)算機(jī)及其相關(guān)IT產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)之激烈，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)讓人致富速度之迅猛，也同樣是人們始料不及的。在21世紀(jì)，任何想在技術(shù)領(lǐng)域有一番作為的人，都不得不面對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的挑戰(zhàn)。

軟件技術(shù)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂與核心，而操作系統(tǒng)更是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的大腦。“想發(fā)財(cái)，學(xué)軟件！”在一些國(guó)家已成為深入人心的廣告詞。在我國(guó)，科技創(chuàng)新、高科技產(chǎn)業(yè)化的浪潮也勢(shì)必會(huì)以雷霆萬(wàn)鈞之力推動(dòng)軟件技術(shù)的迅猛發(fā)展與普及。21世紀(jì)的哪一行哪一業(yè)能夠離開(kāi)軟件呢?

學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)技術(shù)，除了需要刻苦努力外，還需要掌握軟件和操作系統(tǒng)的原理與設(shè)計(jì)技巧。這些原理與技巧可以說(shuō)是計(jì)算機(jī)界的前輩們一代接一代不停頓的努力所留下的知識(shí)與智慧的結(jié)晶，學(xué)習(xí)和掌握它們對(duì)于激發(fā)自己的創(chuàng)造力和想象力是很有幫助的。

如何學(xué)習(xí)和掌握操作系統(tǒng)技術(shù)的原理與實(shí)際技巧呢？除了聽(tīng)課和讀書(shū)之外，最好的方法就是在實(shí)踐中練習(xí)。例如，自己設(shè)計(jì)一個(gè)小型操作系統(tǒng)，多使用操作系統(tǒng)，多閱讀和分析操作系統(tǒng)源代碼等。當(dāng)前非常流行的Linux操作系統(tǒng)的原始版事實(shí)上也是一位優(yōu)秀的大學(xué)生的練習(xí)之作。除了上述練習(xí)方法之外，習(xí)題和實(shí)驗(yàn)也是很重要的實(shí)踐之一。

本書(shū)是配合《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程》(第4版)的習(xí)題解答與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。本書(shū)除給出《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程》(第4版)各章所附習(xí)題的參考答案外，還給出一些有關(guān)的綜合試題及其參考答案；另外，還設(shè)計(jì)了4個(gè)在Linux環(huán)境下或UNIX環(huán)境下的小實(shí)驗(yàn)，包括進(jìn)程控制、進(jìn)程通信、內(nèi)存管理以及文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，并給出了這４個(gè)實(shí)驗(yàn)的參考編程解答。

本書(shū)的編寫(xiě)得到了清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組楊華杰的大力支持和幫助，她對(duì)本書(shū)中的部分習(xí)題進(jìn)行了解答和完善，而且重新編寫(xiě)了實(shí)驗(yàn)程序。

本書(shū)雖然給出了《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程》(第4版)一書(shū)中習(xí)題的參考解答和相關(guān)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，但由于作者的水平與知識(shí)所限，這些解答只是一種參考，里面完全可能存在錯(cuò)誤和不妥之處，有待于有識(shí)之士的指教。此外，還希望讀者不要局限于這些解答。

衷心希望本書(shū)能對(duì)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)軟件的人們有所幫助！

作者

2013年6月于清華園前言

對(duì)于在校的學(xué)生和工程技術(shù)人員而言，能否有效地了解操作系統(tǒng)原理后面的具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)呢？陸游說(shuō)過(guò)： “紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”。我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，也深刻體會(huì)到這一點(diǎn)。我們認(rèn)為，在了解基本的操作系統(tǒng)概念和原理的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)際動(dòng)手來(lái)一步一步分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)微型化的操作系統(tǒng)，會(huì)深入了解操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，并體會(huì)到概念原理和實(shí)際實(shí)現(xiàn)之間的緊密聯(lián)系及巨大差異。

操作系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)軟件，涉及內(nèi)容繁多，發(fā)展也很快，如Linux、Windows等，都是上百萬(wàn)行的源代碼規(guī)模。開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)這些操作系統(tǒng)軟件的目的是用于實(shí)際計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，而不是用于教學(xué)，所以直接用這些操作系統(tǒng)來(lái)分析了解操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和進(jìn)行操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)會(huì)比較復(fù)雜。而且目前部分操作系統(tǒng)教材的內(nèi)容也越來(lái)越龐大和抽象，而面向操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)部分相對(duì)就少了很多。這兩方面交織在一起，導(dǎo)致學(xué)生了解和掌握操作系統(tǒng)的實(shí)際細(xì)節(jié)很困難。

早期的UNIX操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和MIT教授Frans Kaashoek等基于UNIX v6設(shè)計(jì)的xv6操作系統(tǒng)給了我們啟發(fā)：對(duì)一個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科生而言，在了解操作系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)操作系統(tǒng)有挑戰(zhàn)，但是可行！我們對(duì)此進(jìn)行了嘗試與探索，以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)微型但全面的操作系統(tǒng)——ucore為基本目標(biāo)，以增量式遞進(jìn)開(kāi)發(fā)方式完成各種基于ucore操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)為實(shí)踐過(guò)程，以在此過(guò)程中逐步介紹的操作系統(tǒng)的基本概念和原理為實(shí)踐指導(dǎo)，做到有“理”可循和有“碼”可查，最終讓讀者了解和掌握操作系統(tǒng)的原理、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。目前的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包含如下8個(gè)。

(1) 啟動(dòng)操作系統(tǒng)的bootloader：了解操作系統(tǒng)啟動(dòng)前的狀態(tài)和要做的準(zhǔn)備工作。

(2) 物理內(nèi)存管理子系統(tǒng)：理解硬件段/頁(yè)模式和操作系統(tǒng)如何管理物理內(nèi)存。

(3) 虛擬內(nèi)存管理子系統(tǒng)：理解頁(yè)表機(jī)制、缺頁(yè)故障處理以及內(nèi)存替換算法。

(4) 內(nèi)核線程子系統(tǒng)：理解相對(duì)簡(jiǎn)單的內(nèi)核態(tài)線程的動(dòng)態(tài)管理過(guò)程。

(5) 用戶進(jìn)程管理子系統(tǒng)：理解用戶態(tài)進(jìn)程動(dòng)態(tài)管理過(guò)程以及系統(tǒng)調(diào)用過(guò)程。

(6) 處理器調(diào)度子系統(tǒng)：理解操作系統(tǒng)的調(diào)度過(guò)程和調(diào)度算法。

(7) 同步互斥與進(jìn)程間通信子系統(tǒng)：理解進(jìn)程間如何同步互斥以及進(jìn)行信息交換和共享。

(8) 文件系統(tǒng)：理解文件系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)，與進(jìn)程管理和內(nèi)存管理等的關(guān)系。

其中每個(gè)開(kāi)發(fā)步驟都是建立在上一個(gè)步驟之上的，就像搭積木，從一個(gè)一個(gè)小木塊，最終搭出來(lái)一個(gè)小房子。在搭房子的過(guò)程中，完成從理解操作系統(tǒng)原理到實(shí)踐操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的探索過(guò)程。最新的代碼和文檔放在http://www.github.com/chyyuu/ucore_lab上。如果有同學(xué)和OS愛(ài)好者覺(jué)得這些實(shí)驗(yàn)難度不夠，大家可參加更有挑戰(zhàn)和樂(lè)趣的ucore plus實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)位于 http://www.github.com/chyyuu/ucore_plus下。目前的代碼和文檔還有許多不完善和錯(cuò)誤的地方需要改進(jìn)，歡迎大家批評(píng)指正。

在實(shí)現(xiàn)基于ucore的操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們參考和借鑒了xv6、OS161以及Linux的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)代碼，而且Frans Kaashoek 博士也親自給予了幫助與指導(dǎo)。國(guó)內(nèi)多所高校的老師，包括陳向群、王雷、陳鵬、陳莉君、原倉(cāng)周、蒲曉蓉等都給予了指導(dǎo)和幫助。操作系統(tǒng)課程的助教王乃崢、袁昕顥、茅俊杰、陳宇恒、曹聰、楊楊等完成了大量工作，在此表示衷心的感謝！

陳渝向勇

2013年3月12日

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机操作系统张尧学第四章课后答案,清华大学出版社-图书详情-《计算机操作系统教程（第4版）习题解答与实验指导》...的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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