本书是一部系统解析操作系统原理及openEuler核心技术著作。为便于读者高效学习，本书结合openEuler中的实现代码，详细介绍了操作系统的基本原理和核心技术。全书共分为10章： 第1章操作系统概述，介绍了操作系统的基本概念、发展历史、基本功能、设计目标、发展趋势，以及openEuler简介; 第2章鲲鹏处理器，介绍了鲲鹏处理器的体系架构、CPU编程模型、CPU访存原理，以及鲲鹏处理器与openEuler; 第3章进程与线程，介绍了进程的概念、进程描述、进程控制、系统调用、进程切换机制及线程； 第4章CPU调度，介绍了调度性能指标、常见调度算法、多核调度策略及CFS调度器； 第5章内存管理，介绍了虚拟内存、分页机制、地址转换加速机制、多级页表及物理内存扩充机制； 第6章线程/进程间通信，介绍了互斥与锁、自旋锁、同步与信号量、共享内存、消息传递等机制及内存屏障技术； 第7章文件系统，介绍了文件系统的基本实现、I/O性能优化、崩溃一致性及虚拟文件系统； 第8章跨机器通信，介绍了TCP/IP协议栈、openEuler的网络子系统架构、网卡驱动程序、套接字、数据传输路径及新型网络加速技术； 第9章系统虚拟化，介绍了虚拟机监视器的基本概念和基本任务、基于Linux内核的虚拟机监视器及容器技术； 第10章openEuler智能调优——ATune，介绍了ATune的基本原理及其智能决策和自动调优两个核心模块的关键技术。  本书适合作为广大高校计算机专业操作系统课程的辅助教材，也可以作为操作系统内核开发者的自学参考用书。 张尧学 ：中国工程院院士，清华大学计算机系教授，湖南省科协主席，教育部软件工程专业教学指导委员会主任委员。长期从事操作系统、新型网络计算模式、计算机网络等领域研究。以第一完成人获得国家自然科学一等奖1项（2014年），国家技术发明二等奖1项（2004年），国家科学技术进步二等奖2项（2001年和1998年），省部级奖励5项，何梁何利科学与技术进步奖（2005年）。曾任中南大学校长（2011—2017年）。现担任Chinese Journal of Electronics主编，曾主编《计算机操作系统》等多本畅销教材。任炬  中南大学计算机学院教授，湖南省杰出青年基金获得者，中国科协青年托举人才，湖南省湖湘青年英才。研究方向包括物联网、操作系统、网络计算、网络大数据等。在国际著名期刊和会议上发表80多篇论文，曾获2019年IEEE TCSC早期职业成就奖以及多个国际会议最佳论文奖。现任IEEE TVT和PPNA两个国际期刊编委，曾任多个国际会议主席、程序委员会主席、领域主席等职务。任炬 ：中南大学计算机学院教授，湖南省杰出青年基金获得者，中国科协青年托举人才，湖南省湖湘青年英才。研究方向包括物联网、操作系统、网络计算、网络大数据等。在国际著名期刊和会议上发表80多篇论文，曾获2019年IEEE TCSC早期职业成就奖以及多个国际会议最佳论文奖。现任IEEE TVT和PPNA两个国际期刊编委，曾任多个国际会议主席、程序委员会主席、领域主席等职务。 第1章操作系统概述001.1操作系统的基本概念001.2操作系统的发展历史001.2.1手工操作时代001.2.2批处理系统001.2.3多道程序系统001.2.4分时操作系统001.2.5实时操作系统001.3操作系统的基本功能001.4操作系统的设计目标01.5主流操作系统01.5.1终端操作系统01.5.2服务器操作系统01.6操作系统的发展趋势01.6.1微内核01.6.2库操作系统01.6.3外内核01.6.4多内核01.6.5离散化内核01.7openEluer操作系统简介0本章小结0第2章鲲鹏处理器02.1鲲鹏处理器概述02.2体系架构02.3CPU编程模型02.3.1中断与异常02.3.2异常级别02.3.3寄存器02.3.4指令集02.4CPU访存原理02.4.1存储器的层次结构02.4.2内存02.4.3内存管理单元02.5鲲鹏处理器与openEuler0本章小结0第3章进程与线程03.1进程的概念03.1.1程序： 从源代码到执行03.1.2程序的并发执行与进程抽象03.2进程的描述03.2.1进程控制块03.2.2进程状态03.3进程的控制03.3.1进程控制原语03.3.2进程创建03.3.3程序装载03.3.4进程终止03.3.5openEuler中的进程树03.4系统调用03.4.1基本概念03.4.2系统调用的实现03.5进程切换03.5.1基本原理03.5.2进程切换过程03.6线程03.6.1基本概念03.6.2线程模型03.6.3openEuler中线程的实现本章小结openEuler操作系统目录 第4章CPU调度4.1调度性能指标4.2常见的调度算法4.2.1先进先出4.2.2最短进程优先4.2.3轮转调度4.2.4优先级调度4.3多核调度4.3.1多核调度的背景4.3.2多核调度策略4.4CFS调度4.4.1调度策略和进程类别4.4.2调度类4.4.3调度队列和调度实体4.4.4CFS调度策略4.4.5调度过程本章小结第5章内存管理5.1内存访问： 从直接到间接5.1.1程序中的内存访问5.1.2虚拟内存5.2分页5.2.1基本思想5.2.2空闲页框管理5.2.3地址转换5.2.4内存访问控制5.3更快的地址转换5.3.1TLB与局部性原理5.3.2TLB结构5.3.3TLB替换5.4更小的页表5.4.1多级页表5.4.2openEuler中的多级页表5.4.3标准大页5.5物理内存扩充5.5.1请求调页5.5.2交换空间5.5.3openEuler中页交换的实现5.5.4页置换策略本章小结第6章线程/进程间通信6.1互斥与锁6.1.1竞态条件6.1.2原子性与互斥6.1.3互斥的实现： 控制中断6.1.4互斥的实现： 锁6.2自旋锁6.2.1基本思想6.2.2Qspinlock6.2.3NUMAAware Qspinlock6.3同步与信号量6.3.1基本思想6.3.2信号量的实现6.3.3生产者与消费者问题6.4共享内存6.4.1基本思想6.4.2共享内存的实现6.5消息传递6.5.1基本思想6.5.2消息传递的实现6.6内存屏障6.6.1现代CPU对程序执行的影响6.6.2内存屏障指令6.6.3内存顺序模型6.6.4openEuler中内存屏障的应用本章小结第7章文件系统7.1文件系统概述7.1.1硬件基础7.1.2文件系统中的基本概念7.1.3openEuler中的文件系统7.1.4Ext4文件系统的发展历程7.2文件系统的基本实现7.2.1数据结构及其磁盘布局7.2.2文件的读取和写入7.3I/O性能优化7.3.1缓存与缓冲7.3.2多级索引与Extent7.4崩溃一致性7.4.1简介7.4.2文件系统检查器7.4.3日志7.5虚拟文件系统7.5.1简介7.5.2数据结构本章小结第8章跨机器通信8.1计算机网络8.1.1简介8.1.2TCP/IP协议