小白如何學(xué)操作系統(tǒng)？
很多讀者問我如何學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？推薦幾本操作系統(tǒng)可以看的書？操作系統(tǒng)都需要學(xué)什么？有哪些視頻可以看嗎？下面我就針對(duì)性的對(duì)這些問題做一下我自己的闡述。
學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)不是為了讓你設(shè)計(jì)一個(gè)操作系統(tǒng)，而是為了讓你更好的了解其運(yùn)行原理。
如果你覺得操作系統(tǒng)有些難度的話，強(qiáng)烈推薦看一下我的這本 PDF。
這個(gè) PDF 能讓你對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件和運(yùn)行原理有基本的入門。
這本 PDF 可以說是對(duì)任何小白都適用了，如果你能看完，就說明你有一定的基礎(chǔ)了，可以正式入門操作系統(tǒng)了。
我學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)是根據(jù)機(jī)械工業(yè)出版社的《現(xiàn)代操作系統(tǒng)》第四版學(xué)習(xí)的。我是根據(jù)中文版和英文版結(jié)合來看的，看完你可能會(huì)很懵逼，但是沒關(guān)系，就一句話很重要。
「花 200 - 300 小時(shí)入門一門課程，然后在你職業(yè)生涯中，不時(shí)溫習(xí)其中的精髓」
操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)之旅
下面是操作系統(tǒng)的大綱
先對(duì)上面操作系統(tǒng)大綱有個(gè)印象，下面我會(huì)對(duì)每個(gè)章節(jié)放上我的文章和學(xué)習(xí)重點(diǎn)
第一章 操作系統(tǒng)概述
在這一章節(jié)，你需要知道
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什么是操作系統(tǒng)？什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)？操作系統(tǒng)有什么用？操作系統(tǒng)滿足了什么需求？什么是內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)？ -
計(jì)算機(jī)都有哪些硬件？它們各自的作用是什么？?jī)?nèi)存的層次模型是什么？多線程和多核芯片的關(guān)系？為什么會(huì)出現(xiàn)高速緩存？磁盤的構(gòu)造是什么？I/O 的三種方式是什么？中斷的處理過程？總線是什么？ -
都有哪些操作系統(tǒng)？ -
操作系統(tǒng)都有哪幾類抽象？進(jìn)程是什么？什么是地址空間？文件是什么？什么是 shell？ -
系統(tǒng)調(diào)用是什么？系統(tǒng)調(diào)用的分類 -
操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有哪些？單體系統(tǒng)、分層系統(tǒng)、微內(nèi)核、客戶-服務(wù)器模式都是什么意思？
你可以從下面我的文章中找到答案
第二章 進(jìn)程和線程
在這一章節(jié)，你需要知道下面這些內(nèi)容
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進(jìn)程模型？進(jìn)程創(chuàng)建的方式有幾種？進(jìn)程的終止方式？Unix 和 Windows 體系結(jié)構(gòu)一樣嗎？什么是上下文切換？進(jìn)程有哪幾種實(shí)現(xiàn)？ -
并行和并發(fā)一樣嗎？ -
線程和進(jìn)程一樣嗎？有了進(jìn)程為什么還要有線程？什么是 POXIS 線程？線程實(shí)現(xiàn)有幾種方式？ -
進(jìn)程間通信有幾種方式？競(jìng)態(tài)條件是什么？臨界區(qū)是什么？ -
操作系統(tǒng)是如何調(diào)度的？進(jìn)程有哪些行為？調(diào)度算法有哪些？調(diào)度的分類？
你可以從我下面這篇文章中找到答案
第三章 內(nèi)存管理
在這一章，你需要知道下面這些知識(shí)點(diǎn)
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什么是無(wú)存儲(chǔ)器抽象？ -
什么是有存儲(chǔ)器抽象？什么是地址空間的概念？如何管理空閑內(nèi)存空間？有哪些管理算法？ -
頁(yè)面置換算法有哪些？頁(yè)面置換算法的優(yōu)劣性對(duì)比？如何選擇？ -
什么是虛擬內(nèi)存？為什么能運(yùn)行比系統(tǒng)內(nèi)存還多的程序？什么是頁(yè)和頁(yè)表？?jī)?nèi)存如何加載數(shù)據(jù)？頁(yè)表的結(jié)構(gòu)是什么？如何優(yōu)化/加速分頁(yè)過程？如果頁(yè)表特別大，該采取哪種方式進(jìn)行優(yōu)化？
你可以從我下面這篇文章中找到答案
第四章 文件系統(tǒng)管理
在這一章，你需要知道下面這些知識(shí)點(diǎn)
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什么是文件？文件是一種抽象嗎？文件的命名是怎樣的？文件的結(jié)構(gòu)是什么？文件有哪些類型？文件如何訪問？屬性是什么？文件如何操作？ -
什么是一級(jí)語(yǔ)錄系統(tǒng)？路徑名是什么？ -
文件系統(tǒng)布局是怎樣的？文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有哪幾種方式？inode 是什么？ -
文件系統(tǒng)的管理和優(yōu)化是什么？磁盤空間是如何管理的？文件備份是什么？如何進(jìn)行文件備份？ -
如何優(yōu)化文件系統(tǒng)性能？
你可以從我下面這篇文章中找到答案
簡(jiǎn)直不要太硬了！一文帶你徹底理解文件系統(tǒng)
第五章 I/O 管理
在這一章，你需要知道下面這些知識(shí)點(diǎn)
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I/O 設(shè)備都分為哪幾類？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？什么是內(nèi)存映射I/O ，它的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？什么是 DMA？DMA 的工作原理？什么是中斷？中斷有哪些分類，各自是什么意思，如何解釋？ -
I/O 的軟件目標(biāo)是什么？有哪幾類 I/O 方式？ -
I/O 層次結(jié)構(gòu)如何劃分？ -
磁盤是如何工作的？磁盤的構(gòu)造？磁盤調(diào)度算法有哪些？磁盤如何處理錯(cuò)誤？ -
什么是時(shí)鐘？各自解釋一下時(shí)鐘硬件、軟件和定時(shí)器？
你可以從我下面這篇文章中找到答案
第六章 死鎖詳解
在這一章，你需要知道下面這些知識(shí)點(diǎn)
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操作系統(tǒng)是如何定義資源的？什么是可搶占資源和不可搶占資源？ -
死鎖的模型，死鎖有哪幾種類型？ -
什么是鴕鳥算法？ -
死鎖如何檢測(cè)？通過哪幾種方式恢復(fù)死鎖？ -
如何避免死鎖？ -
如何破壞死鎖？ -
什么是資源死鎖？除此之外還有哪些死鎖方式？
你可以從我下面這篇文章中找到答案
操作系統(tǒng)概念和面試題
如果你看完計(jì)算機(jī)必知的核心基礎(chǔ)知識(shí)后還是感覺有些吃力，不妨先看看我整理的操作系統(tǒng)核心概念
還有為你準(zhǔn)備的操作系統(tǒng)面試題
操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料
開源項(xiàng)目
首先給大家推薦一個(gè)非常好的開源項(xiàng)目
自學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)
https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/keithnull/TeachYourselfCS-CN/blob/master/TeachYourselfCS-CN.md
你不僅僅可以找到操作系統(tǒng)相關(guān)的資源，你還可以找到其他計(jì)算機(jī)黑皮書資源
里面有一句話非常提神
?如果你是一個(gè)自學(xué)成才的工程師，或者從編程培訓(xùn)班畢業(yè)，那么你很有必要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)。幸運(yùn)的是，不必為此花上數(shù)年光陰和不菲費(fèi)用去攻讀一個(gè)學(xué)位：僅僅依靠自己，你就可以獲得世界一流水平的教育。
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為什么有的人說學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)沒有必要？現(xiàn)在看來簡(jiǎn)直是天方夜譚
?軟件工程師分為兩種：一種充分理解了計(jì)算機(jī)科學(xué)，從而有能力應(yīng)對(duì)充滿挑戰(zhàn)的創(chuàng)造性工作；另一種僅僅憑著對(duì)一些高級(jí)工具的熟悉而勉強(qiáng)應(yīng)付。
這兩種人都自稱軟件工程師，都能在職業(yè)生涯早期掙到差不多的工資。然而，隨著時(shí)間流逝，第一種工程師不斷成長(zhǎng)，所做的事情將會(huì)越來越有意義且更為高薪，不論是有價(jià)值的商業(yè)工作、突破性的開源項(xiàng)目、技術(shù)上的領(lǐng)導(dǎo)力或者高質(zhì)量的個(gè)人貢獻(xiàn)。
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學(xué)習(xí)視頻
除此之外，我在 B 站上也給大家找來了一些學(xué)習(xí)視頻
機(jī)械工業(yè)黑皮書系列 B 站視頻
《現(xiàn)代操作系統(tǒng)》：https://www.bilibili.com/video/av9555596?from=search&seid=8107077283516919308
《算法導(dǎo)論》：https://www.bilibili.com/video/av48922404?from=search&seid=10653982037326460685
《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》：https://www.bilibili.com/video/av31289365?from=search&seid=16298868573410423104
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：自頂向下方法》：https://www.bilibili.com/video/av41404195?from=search&seid=15854652450440912260
《計(jì)算機(jī)程序的構(gòu)造和解釋》：https://www.bilibili.com/video/av8515129?from=search&seid=537958487190286356
《編譯原理》：https://www.bilibili.com/video/av17649289?from=search&seid=5673462623145874347
《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概念》：https://www.bilibili.com/video/BV1PJ411F78b?from=search&seid=2655021297331616552
操作系統(tǒng)書籍推薦
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《操作系統(tǒng)導(dǎo)論》 強(qiáng)烈推薦，國(guó)外經(jīng)典教材《Operating Systems:Three Easy Pieces》的中文版 -
《操作系統(tǒng)精髓與設(shè)計(jì)原理》 -
《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》 -
《現(xiàn)代操作系統(tǒng)》 -
《操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》 -
《Linux內(nèi)核設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》 -
《深入理解linux內(nèi)核》 -
《Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序》 -
《Linux內(nèi)核完全剖析》 -
《UNIX操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)》
操作系統(tǒng)網(wǎng)站推薦
給大家推薦一些我在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)這門課的過程中，經(jīng)常參考的網(wǎng)站
一般很少有人推薦操作系統(tǒng)的網(wǎng)站吧。。。。。。這幾個(gè)網(wǎng)站來源于我平常的學(xué)習(xí)總結(jié)，也有一些是來源于網(wǎng)上優(yōu)秀的回答，希望這幾個(gè)網(wǎng)站能夠助力你對(duì)操作系統(tǒng)有更深的認(rèn)識(shí)。
studytonight
studytonight 簡(jiǎn)直太棒了！！！studytonight 會(huì)包括 operationg system，但是并不是說 studytonight 就是一個(gè)單純的 OS 學(xué)習(xí)網(wǎng)站，它是一個(gè)基礎(chǔ)教程網(wǎng)，它的首頁(yè)是這樣的，不僅限于 os ，還會(huì)包括 「Java、C、CSS、OS、Computer network 等」。
這個(gè)頁(yè)面一看就愛上了，和國(guó)內(nèi)很多頁(yè)面做的硬風(fēng)格不同，這樣的教程才不那么生硬和讓人討厭。在所有的素材庫(kù)里面，有各種各樣的教程
我們推薦的是操作系統(tǒng)，所以索性就點(diǎn)進(jìn)去操作系統(tǒng)主頁(yè)好了，點(diǎn)進(jìn)去的頁(yè)面就是這樣的
studytonight 是一個(gè)對(duì)初學(xué)者來說學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的一個(gè)很友好的網(wǎng)站。
課程藝術(shù)主要分為三部分，由易到難分別是基礎(chǔ)篇、中等篇、提高篇，我們點(diǎn)進(jìn)去基礎(chǔ)篇的第一篇
這一篇主要是對(duì)操作系統(tǒng)的介紹，操作系統(tǒng)的功能、操作系統(tǒng)任務(wù)等
通過簡(jiǎn)單的描述和圖片來說明，讓人感覺清晰易懂，很有目的性的學(xué)習(xí)，而且這些主題也可以作為面試題來考
你還真說對(duì)了，studytonight 還真的就有面試題
我們?cè)?Test 頁(yè)簽下面會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多面試題
我們選擇 「Operating System」 進(jìn)去之后會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多的測(cè)試
是一個(gè)一體化的學(xué)習(xí)平臺(tái)，適用于新手，我大致翻看了一下，里面的東西比較基礎(chǔ)，受眾廣，是大家學(xué)習(xí)必備的一個(gè)網(wǎng)站。
udacity
udacity 是一個(gè)視頻學(xué)習(xí)網(wǎng)站，界面看起來很清爽。
下面還有關(guān)于課程的介紹，同時(shí)你可以開始免費(fèi)的課程，這個(gè)界面就是中文版了，讓人眼前一亮
我的課程 就是你學(xué)過的所有課程，你可以在所有課程中搜索指定的課程，種類非常多
我們還是以操作系統(tǒng)為例，來看一下具體的課程
左面是具體的課程列表，右面是講師授課部分，視頻非常清晰，而且講師吐字很清楚，可以鍛煉英語(yǔ)。有一些小伙伴們說英文看不懂，對(duì)英文網(wǎng)而退卻，這不是一個(gè)好習(xí)慣。英文在編程世界中的重要性不言而喻。所以英文是你一定要學(xué)好的一門語(yǔ)言。
講師講完課程之后還有具體的練習(xí)環(huán)節(jié)，作為學(xué)習(xí)鞏固，非常不錯(cuò)。
udacity 的課程要比 studytonight 更深一些，操作系統(tǒng)這門課就分成了 22 堂課，每一堂課還有很多小節(jié)，真是一個(gè)非常好的網(wǎng)站。「我現(xiàn)在在寫文章，我巴不得不寫字了，馬上學(xué)習(xí)！」。還是忍住了，那就寫完了馬上去看！！！
tutorialspoint
tutorialspoint 這個(gè)網(wǎng)站也是一個(gè)資源教程網(wǎng)，這個(gè)網(wǎng)站的搜索指數(shù)非常高，基本上搜任何問題都有 tutorialspoint 的解釋。
我們點(diǎn)進(jìn)去 Library 之后發(fā)現(xiàn)，這就是教程寶庫(kù)啊，羅列的非常清楚
tutorialspoint 也有視頻教程，不過大多都收費(fèi)。
教程非常多，不僅限于編程，也包含 Excel 、SAP 等教程。
tutorialspoint 還有電子書教程，不過大部分也是收費(fèi)的，應(yīng)該是 tutorialspoint 自己制作的 PDF，不知道寫的怎么樣，如果有興趣的小伙伴可以付費(fèi)下載，到時(shí)候記得給我發(fā)一份哦，嘿嘿。
說了這么多，我們還沒有看 tutorialspoint 操作系統(tǒng)的主頁(yè)呢
左邊是導(dǎo)航欄，右邊是具體的教程，這個(gè)樣式感覺有些老，不過分類倒是很明確的，里面的內(nèi)容要比 studytonight 差一些，也是一個(gè)入門非常好的教程網(wǎng)
classcentral
classcentral 這個(gè)網(wǎng)站有點(diǎn)強(qiáng)啊，里面匯總了各大名校的教程
我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)中文教程，一看是 南京大學(xué) 的教程，南京大學(xué)也是非常牛逼的一所學(xué)校，小編也有南大的基友在搞影視，其實(shí)我是一個(gè)被編程耽誤的導(dǎo)演，狗頭保命。
不扯皮了，來看看南大的課程
這么多牛逼的課程發(fā)現(xiàn)了中文大學(xué)，也側(cè)面說明了我國(guó)大學(xué)在國(guó)際上的地位。Overview 是 OS 的總體介紹。
我們注冊(cè)后點(diǎn)擊開始課程，就進(jìn)入講課頁(yè)面
課程分為 6 周，以視頻的形式展開，我們開始 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概覽。
終于能看到國(guó)人講的操作系統(tǒng)了！！！
右邊還可以隨時(shí)做筆記進(jìn)行查看，課程還支持 下載 功能，非常不錯(cuò)！
好了我們?cè)撏顺鰜砹耍粫?huì)兒又忍不住聽課了！
nptel
仿佛見到了一個(gè)不得了的網(wǎng)站，這個(gè)網(wǎng)站的名字就隱隱的感覺有點(diǎn)牛逼。我們先看牛逼在哪，然后再看為什么牛逼
「你能感覺出來牛逼了嗎」？
這每一個(gè)目錄都 TM 是一本書啊，雖然頁(yè)數(shù)不多，但這確確實(shí)實(shí)是寶貝啊。
從操作系統(tǒng)概述到文件系統(tǒng)、進(jìn)程管理、文件管理、I/O 管理等等等等。這還不是最牛逼的，最牛逼的是右邊能免費(fèi) 下載，你說氣人不氣人
每一章節(jié)都支持下載 PDF 版本。
我們帶著好奇心，點(diǎn)開了 About Us。
然后就看到了下面這段話
也就是說，這是一個(gè) 印度的國(guó)家增強(qiáng)型學(xué)習(xí)計(jì)劃，也就是說，印度的各大名校聯(lián)合推出的免費(fèi)學(xué)習(xí)計(jì)劃，這也能理解為什么印度人在電氣、編程、通信方面能夠越來越牛逼了。
這個(gè)網(wǎng)站你一定要看，我認(rèn)為可以和黑皮書系列平起平坐了。
codescracker
codescracker 又是一個(gè)牛逼的網(wǎng)站，看完這個(gè)網(wǎng)站，我才覺得低調(diào)才是最牛逼的炫耀。。。
分類都非常全，解釋的也很到位，但是 codescracker 并不只是一個(gè) os 網(wǎng)站，它是一門編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)一站式平臺(tái)，只不過網(wǎng)站比較簡(jiǎn)潔
可以看到有各種各樣的教程，下面還是有測(cè)試類的，基本上企業(yè)用的語(yǔ)言都涵蓋到了。
你必須要珍藏的一個(gè)網(wǎng)站。
sciencedirect
sciencedirect 這個(gè)網(wǎng)站真是太牛逼了。百度對(duì) sciencedirect 的解釋
不過 sciencedirect 大部分的 PDF 下載是需要收費(fèi)的，感興趣的小伙伴們可以購(gòu)買
homepage
Homepage 是做什么的，一看主頁(yè)就明白了
這是一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的網(wǎng)站，然后我們點(diǎn)擊 search 搜索 os 直接跳轉(zhuǎn)到 os 的網(wǎng)站
然后就呵呵呵呵了，這個(gè)網(wǎng)站比較奇葩，它沒有后退和前進(jìn)的按鈕，那怎么訪問？
我是直接通過 url 訪問的，主頁(yè)就是 https://homepage.cs.uri.edu/faculty/wolfe/book/Readings/Reading01.htm
但是網(wǎng)站太硬核了，很好的一個(gè)學(xué)習(xí)資料哦。
computer.howstuffworks.com
computer.howstuffworks.com 就是一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)站，它涵蓋軟件和硬件的方方面面。
Computer 知識(shí)包括 「計(jì)算機(jī)硬件、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)秘密等等」
都是一些講的非常好的文章，可以說是計(jì)算機(jī)的百科全書了。
老樣子我們點(diǎn)開 COMPUTER OPERATING SYSTEMS 專題，可以看到都是一些非常好的文章
加入收藏夾！
tldp.org
這個(gè)網(wǎng)站又是一個(gè)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)非常牛逼的網(wǎng)站，我都不知道今晚上說了多少次了，哈哈哈哈。
來看看主頁(yè)是啥樣的
這一看就是一個(gè)牛逼的網(wǎng)站，不要問我為什么，OS 的頁(yè)面是這樣的
沒有任何點(diǎn)綴和裝飾，「成年人的生活就這么樸實(shí)無(wú)華」。
bilibili
說到教程，怎么能沒有我大 B 站？
各大視頻廠家坐在一起談?wù)撜l(shuí)最牛逼，youtube 說，bilibili 你站起來，bilibili 很不情愿的說，"為什么"？"你站起來"，youtube 說到，bilibili 很不情愿的站起來了，youbute 隨后說：「我不是針對(duì)誰(shuí)，各位在座的都是垃圾！」
提出勘誤
最后，提出幾個(gè)我個(gè)人和讀者發(fā)現(xiàn)的勘誤。人非圣賢孰能無(wú)過，但是有錯(cuò)誤還是要指出來的，以免大家碰到相同的問題無(wú)厘頭，既浪費(fèi)時(shí)間又沒有效果，不去看英文原版的話很難發(fā)現(xiàn)問題。
?注：如果你在學(xué)習(xí)過程中也發(fā)現(xiàn)了勘誤，通過公眾號(hào)留言反饋。
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最后
在作者公眾號(hào)里設(shè)置有單獨(dú)整理的面向操作系統(tǒng)的PDF，大家可以點(diǎn)進(jìn)去看下。因?yàn)樯婕暗阶髡邆€(gè)人作品，我就不在自己公眾號(hào)里做下載設(shè)置了，請(qǐng)?bào)w諒～
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