Modern Operating Systems（现代操作系统）

引用

Tanenbaum, A. S., & Bos, H. (2022). Modern Operating Systems (5th ed.). Pearson.

章节概要

第5版超过1100页（不同印次的目录给出的页数为1101页和1184页），Pearson 只按章名列出13章。Pearson 把这一版的变化概括为：新增一章讲 Windows 11，安全部分有新的内容，并且着重介绍基于闪存的固态硬盘。出版社的宣传页补充说，书中还讨论了持久内存，Linux 与 Android 的案例研究已更新到当前版本，每章都新增了习题。

第1章：引论

开篇一章介绍这门学科。Pearson 的简介把进程、线程、内存管理、文件系统、输入/输出和死锁列为本书深入讨论的主题，后面的各章正是按这个顺序展开的。

第2–3章：进程与线程；内存管理

这是前两个专题章，排在文件系统和输入/输出之前。两章合起来讲的是通过进程和线程体现的执行，以及内存，也就是简介最先列出的两项内容。

第4–5章：文件系统；输入/输出

第4章讲文件系统，第5章讲输入和输出。宣传页说新版对基于闪存的固态硬盘和持久内存作了充分讨论，这与这两章关系最直接。

第6章：死锁

死锁独占一章。Pearson 的简介把它列为本书深入讨论的主题之一。

第7–8章：虚拟化与云；多处理器系统

这两章讲操作系统如今运行的环境：虚拟化与云，以及多处理器系统。宣传页把虚拟化与云列为反映新趋势的主题之一。

第9章：安全

安全独立成章。据宣传页介绍，更新后的内容聚焦于与操作系统设计和结构直接相关的主题，讨论硬件的新发展、软件漏洞、攻击与防御，同时也涉及病毒、蠕虫和恶意软件。

第10–11章：案例研究1：Unix、Linux 与 Android；案例研究2：Windows 11

两个整章的案例研究。第一个讲 Unix 家族、Linux 和 Android，据宣传页介绍，包含 Linux 和 Android 当前版本中的新进展；第二个是新增的 Windows 11 一章，宣传页称它考察了微软 NT 操作系统最新的主要版本。

第12–13章：操作系统设计；阅读书目与参考文献

设计一章为正文收尾。第13章汇集推荐阅读和参考文献，宣传页称这些内容反映了最新的操作系统。

核心概念

第1–6章：原理

• 进程与线程：由操作系统创建和管理的执行单位。
• 内存管理：如何把内存分配给各个程序并让它们共享。
• 文件系统与输入/输出：如何把持久存储和设备呈现给程序；本版着重介绍基于闪存的固态硬盘和持久内存。
• 死锁：进程相互阻塞的局面，用专门一章来讲。

第7–13章：现代系统与设计

• 虚拟化与云，以及多处理器系统：操作系统所处的当代环境。
• 安全：与操作系统结构相关的攻击与防御。
• 案例研究：一章讲 Unix、Linux 和 Android，另一章讲 Windows 11。
• 操作系统设计：讲系统设计的最后一个正文章节。

评析

优点

• 一卷之内覆盖面广。 13章既包括经典核心（进程、内存、文件、输入/输出、死锁），也包括虚拟化与云、多处理器系统，还有专门一章讲安全。
• 两个真实的系统。 对 Unix 家族及 Linux、Android，以及对 Windows 11 的整章案例研究，使读者在学完原理之后，可以比较两种不同的设计传统。
• 有一章讲设计。 正文以题为“操作系统设计”的一章收尾，所以本书并不止于描述现有的系统。
• 练习与延伸阅读。 宣传页说每章都有新增的习题，第13章提供阅读书目和参考文献。
• 当前的硬件。 宣传页突出固态硬盘、持久内存和64位体系结构，因此讲存储的章节并不局限于旋转磁盘。

局限

• 篇幅。 超过1100页，内容多于一个学期的阅读量，课程必须选取章节。
• 概念优先。 出版社的资料强调讲解、案例研究和习题，没有提到编程项目。想要系统编程练习的读者，需要另找材料或在课程中安排项目。
• 宣传语部分较为泛泛。 Pearson 的介绍仍然列出“界面设计”和“多媒体”，但目录里并没有这样命名的章；宣传页提到了多媒体文件系统，却没有说明它出现在何处。在指望这些主题之前，应先查看细到小节的目录。

在课程中的定位

Tanenbaum 和 Bos 的这本书是面向标准本科操作系统课程的综合性教材兼参考书。Silberschatz、Galvin 和 Gagne 的 Operating System Concepts 是书单中另一本覆盖面广的教材，带有 Linux、Windows、macOS、Android 和 iOS 的例子以及简短的编程项目；两本都可以作主教材，选哪一本取决于文风，以及课程希望有多少编程内容。

Operating Systems: Three Easy Pieces 走的是更窄的路线，围绕虚拟化、并发和持久性来组织，当需要更简短的概念性讲解时，是有用的配套读物。Ward 的 How Linux Works 是实践方面的补充，从 shell 一直讲到内核，解释一个真实的 Linux 系统，与第10章自然搭配。Saltzer 和 Kaashoek 的 Principles of Computer System Design 超出单个操作系统，讲抽象、模块化、命名、保护和通信，适合在第12章之后阅读。

如何使用本书

本书适合以前写过程序的学生（出版社的资料没有写明先修要求）；最适合用于第一门完整的操作系统课程，之后也可当作参考书。

一个实用的读法：

• 核心： 按顺序读第1–6章。把第2章和第3章当作课程的中心，第4–5章讲存储和设备。
• 当代主题： 第7章（虚拟化与云）、第8章（多处理器）和第9章（安全），按课程需要选择。
• 案例研究： 在原理章节之后读第10章或第11章，最好面前有一个运行着的系统；两章都读，可以比较两种传统。
• 收尾： 读设计一章（第12章），再用第13章的阅读书目做后续阅读。

不要跳过章末的习题，并配合 How Linux Works 这样的实践资料或编程项目，因为出版社的资料没有提到这方面的内容。