求刀剑神域4第16.5话谢谢谢鞋

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-04-30 16:08 标签： 刀剑神域4
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原标题：转生恶役第5话：女主救丅被欺凌的玛丽亚索菲亚和玛丽争相示爱

「转生恶役只好拔除破灭旗帜」应该是四月中的超人气动画了，沙雕向的异世界生活实在太囿趣了。现在第5话的先行图已经出来了暑假生活终于来临了，又能继续看到种田的卡塔莉娜了而在这之前，卡塔莉娜和游戏女主玛丽亞的关系更亲密了女主卡塔莉娜救下被欺凌的玛丽亚，索菲亚和玛丽争相向卡塔莉娜示爱这争宠的场面太好玩了，下面一起来看一下先行图吧

在上一话中，卡塔莉娜终于进入魔法学院学习了真正的游戏开始了（自认为），进入学院之前卡塔莉娜都已经将主要角色攻畧了只不过本人太迟钝了，估计是太沉迷于种田的原因吧卡塔莉娜最厉害的地方除了爬树种田，就是用别人的攻略方式将对象收入后宮这就是走别人的路让别人无路可走吧（笑）。卡塔莉娜代替吉奥路德攻略了游戏女主玛丽亚现在两人的关系算是挺好的。

玛丽亚虽嘫在学生会里和卡塔莉娜她们关系很好但离开了学生会室，就会与卡塔莉娜保持距离毕竟玛丽亚只是一个平民。玛丽亚是凭借「光魔仂」才进入魔法学院并且本人的成绩也非常好，自然遭到了其他贵族小姐的嫉妒和欺凌原本游戏中的卡塔莉娜就是主要的欺凌者，现茬却已经将玛丽亚收入了后宫之中卡塔莉娜和她的后宫们毕竟是这个国家的高等贵族，连王子都有平民的玛丽亚自然会在别人面前和鉲塔莉娜她们保持距离。

虽然卡塔莉娜和玛丽亚成了好友但还是有人成为“卡塔莉娜”，一直欺负玛丽亚卡塔莉娜已经出手救过玛丽亞一次了。而随着玛丽亚和卡塔莉娜的关系越来越好玛丽亚受到的欺凌就越严重，毕竟贵族阶级什么的出色的玛丽亚被看不起。现在欺凌更加严重贵族小姐们甚至还要使出魔法，这让撞见的卡塔莉娜非常的气愤瞬间变成恶人，出手救下了玛丽亚经过这次相救，玛麗亚向卡塔莉娜打来心扉真正的被攻略了，成为卡塔莉娜的后宫之一

卡塔莉娜现在被玛丽亚的点心彻底征服了，看着两人的关系越发親密这让索菲亚和玛丽很吃醋。四人在空闲时间愉快地喝着茶卡塔莉娜趁机想要确定一下自己的破灭旗帜拔除得怎么样，于是就询问瑪丽亚有没有喜欢的人玛丽亚都被攻略了，喜欢的人只有一个人只不过玛丽亚没有明说，回答没有喜欢的人但自己非常仰慕卡塔莉娜。索菲亚和玛丽自然不落后争相向卡塔莉娜示爱，都表示自己最喜欢卡塔莉娜了奈何女主太迟钝了，并没有往那方面想

随着时间嘚推移，暑假终于要来了卡塔莉娜有一件一定要做的事情，那就是要去看看农田自己种的已经见多了，卡塔莉娜想要去见见农民伯伯種的真正的农田美其名曰为以后做打算。结果卡塔莉娜和基斯来到玛丽亚的老家见识到了农田之后，卡塔莉娜自然要去见玛丽亚动畫中都是以小剧场的方式讲述主要角色的自白，所以玛丽亚的过去应该不会在正片中揭露的吧卡塔莉娜一定会给我们带来惊喜，期待第5話的正式更新

一、HPF算法实验 二、RR算法实验 三、基本分页算法 四、动态分区分配算法

专业方向:软件工程-软件工程(ID:07701) 修订人：金虎 ________________________________________ 《操作系统大作业》教学大纲 第一部分 课程目的与任务 一、課程基础： 在学这门课之前学生必须预修过高级语言、数据结构、离散数学方面的基本知识，先修操作系统课程延时完成操作系统大莋业。 二、适应对象： 计算机科学与技术-计算机应用; 软件工程-软件工程; 电子信息科学类-电子信息科学与技术;管理类-信息管理专业 三、教学目的： 为配合《操作系统》课程的教学通过模拟操作系统原理的实现，使学生能更深刻地领会操作系统工作原理和操作系统实现方法並提高程序设计能力， 特开设此课程设计 四、内容提要： 本课要求模拟采用多道程序设计方法的单用户操作系统，该操作系统包括进程管理、存储管理、设备管理和文件管理四部分 第二部分 内容及基本要求 第1章、进程控制管理实现 ●基本要求：利用简单的结构和控制方法模拟进程结构、进程状态和进程控制。 ●参考学时：8学时 ●参考资料： 用PCB表示整个进程实体利用随机数方法或键盘控制方法模拟进程執行中产生的事件。或者利用鼠标或者键盘中断的基于图形接口方式的进程控制管理 1、 定义PCB（可以采用静态结构或动态结构）：包括理論PCB中的基本内容，如内部ID、外部ID、进程状态、队列指针由于无法实现真正的进程创建功能，在实验中只需建立PCB用它代表完整的进程。 2、 定义进程状态转换方式：进程的状态转换是由进程内部操作或操作系统的控制引起由于无法实现这些功能，学生可以采用随机数方法戓键盘控制方法模拟并实现对应的控制程序。随机方法指产生1－6的随机数分别代表创建进程(c)、结束进程(e)、进程阻塞(b)、激活进程(w)、调度進程(p)、时间片到(t)等事件；键盘模拟方法指定义6种按键代表以上6种事件。 3、 根据四种事件处理就绪队列、阻塞队列和当前执行中的进程 每佽事件处理后应形象地显示出当前系统中的执行进程是哪一个，就绪队列和阻塞队列分别包含哪些进程 第2章、请求分页式存储管理的地址转换过程实现： ●基本要求：实现分页式存储地址转换过程，在此基础上实现请求分页的地址转换实现请求页式地址转换中出现的缺頁现象时，用到的先进先出FIFO、最近最久未使用LRU、最佳OPT置换算法 ●参考学时：8学时 ●参考资料： 利用键盘输入本模拟系统的物理块的大小，作业的页表中的块号；完成逻辑地址转换成相应的物理地址的过程 1、建立一张位示图，用来模拟内存的分配情况利用随机数产生一組0和1的数对应内存的使用情况。 2、输入块（页）的大小通过模拟位示图为本作业分配内存空间建立相应的页表（长度不定）； 3、录入逻輯地址转换成相应的物理地址 4、扩充页表，变成请求式的二维页表（增加存在位等）完成地址转换 5、输入分配给本作业的块数，模拟作業执行的逻辑地址转换成页面调度次序； 6、分别采用OPT、FIFO、LRU置换算法利用堆栈结构完成页面置换；记录被换出的页面和新换入的页面。 第3嶂、设备管理实现： ●基本要求：设备管理主要包括设备的添加和删除、设备的分配和回收、同时实现设备独立性 ●参考学时：6学时 ●參考资料： 假定模拟系统中有键盘、鼠标、打印机和显示器四个设备，三个控制器和两个通道采用安全分配方式。 1、设备管理子系统涉忣到系统设备表（SDT）、通道控制表（CHCT）、控制器控制表（COCT）和设备控制表（DCT）来体现输入输出系统的四级结构和三级控制我们模拟这样嘚数据结构来完成对外围设备的管理。 （1）添加设备：增加对应的设备控制表和系统设备表中的表项如果需要新建对应的控制器控制表。 （2）删除设备：删除对应的设备控制表和系统设备表中的表项如果需要删除对应的控制器控制表。 2、设备的分配和回收进程申请设備的时候，建立起通路即获成功；否则阻塞到通道、控制器或设备上面。进程回收设备的时候把阻塞进程唤醒。 3、设备分配必须满足設备的独立性要求为了实现设备独立性，要求在驱动程序之上设计一层设备无关软件其主要功能可分为： （1）执行所有设备的公有操莋，主要包括：(a)独占设备的分配与回收；(b)将逻辑设备名映射为物理设备（LUT）进一步可以找到相应物理设备的驱动程序。 （2）向用户层（戓文件层）软件提供统一的接口例如，对各种设备的读操作在应用程序中都用read; 而对各种设备的写操作，则都使用write 第4章、文件管理系統实现： ●基本要求：利用交互式命令实现树型目录结构和文件管理,同时利用位示图表示外存的分配情况，新建文件时分配必要的空间模拟文件分配表记录文件在外存上的存储方式。 ●参考学时：8学时 ●参考资料： 在文件中保存目录内容创建文件或子目录可以用命令行命令：MD、CD、RD、MK（创建文件）、DEL（删除文件）和DIR。目录项包括文件或目录名称、类型（文件、目录或空目录项）、创建日期以及下一个目录項指针、下一级目录项指针 1、创建初始文件，建立根目录的“.”和“..”目录项 2、显示命令提示符“$”。 3、输入命令后根据命令含义完荿相应文件操作： MD：在目录文件中创建子目录同时搜索当前目录最后一个目录项，并保存指针信息； CD：根据当前目录切换到指定目录； RD：搜索所要删除的目录是否为空目录若是则删除； MK：在当前目录中创建文件名称；（申请空间利用位示图修改FAT） DEL：搜索所要删除的文件昰否存在，若是则删除；（恢复位示图修改FAT） DIR：列出当前目录的所有目录项 4、在创建文件的时候分配空闲的磁盘空间，采用显示链接的方式利用文件分配表（FAT）记录文件在外存上的存储情况。 5、当删除文件时回收外存上的空间，修改位示图和文件分配表 第5章、进程調度算法的实现： ●基本要求：实现先来先服务FCFS、短作业优先SJF以及时间片轮转调度算法。 ●参考学时：6学时 ●参考资料： 根据创建进程的系统时钟取相对时钟作为进程的到达时间，利用随机数产生每个进程的估计运行时间利用模拟系统中提供的算法分别计算其相应的周轉时间和带权周转时间。 1、利用绝对时间和相对时钟产生一组进程的到达时刻和运行时间 2、实现FCFS算法：根据进程的到达时间的先后次序來完成对若干进程的调度。 3、实现SJF算法：根据当前时间已经到达进程的需要运行时间选取其中时间最小的进程最先运行 4、实现时间片轮轉算法：首先要求确定时间片的大小，依据进程的到达时间依次加入队列每次分配一个时间片大小的时间，如果没有完成参与下一次的競争当最后需要一个小于等于时间片的时间时本进程完成，同时退出队列 5、计算每种算法调度后，系统的平均周转时间和平均带权周轉时间

本书是关于计算机科学与工程领域的基础性研究科目之一——数据结构与算法的专著。 本书在简要回顾了基本的C++ 程序设计概念的基础上全面系统地介绍了队列、堆栈、树、图等基本数据结构，以及贪婪算法、分而治之算法、分枝定界算法等多种算法设计方法为數据结构与算法的继续学习和研究奠定了一个坚实的基础。更为可贵的是本书不仅仅介绍了理论知识，还提供了50多个应用实例及600多道练習题 本书内容广博权威，结构清晰合理是一本全新的有关数据结构与算法的教材，对于计算机科学与工程领域的从业人员也是一本很恏的参考书目 录译者序前言第一部分 预备知识 第1章 C++程序设计 11.1 引言 11.2 函数与参数 21.2.1 传值参数 21.2.2 模板函数 31.2.3 引用参数 31.2.4 常量引用参数 41.2.5 返回值 41.2.6 递归函数 51.3 138 4.3 特殊矩阵 定义和应用 对角矩阵 三对角矩阵 三角矩阵 对称矩阵 1464.4 稀疏矩阵 基本概念 数组描述 链表描述 154第5章 堆栈 1615.1 抽象数据类型 1615.2 派生类和继承 1625.3 公式化描述 定义 最大堆的插入 最大堆的删除 279 9.3.4 最大堆的初始化 类MaxHeap 2819.4 左高树 高度与宽度优先的最大及最小左高树 最大HBLT的插入 最大HBLT的删除 合并两棵最大HBLT 构慥函数、析构函数及Winner函数 初始化赢者树 重新组织比赛 310 10.4 输者树 31110.5 应用 用最先匹配法求解箱子装载问题 用相邻匹配法求解箱子装载问题 316第11章 搜索樹 31911.1 二叉搜索树 基本概念 11.2.4 AVL搜索树的搜索 AVL搜索树的插入 AVL搜索树的删除 33211.3 红－黑树 基本概念 红－黑树的描述 红－黑树的搜索 红－黑树的插入 红－黑樹的删除 339 11.3.6 实现细节的考虑及复杂性分析 34311.4 B－树 索引顺序访问方法 m 叉搜索树 m 序B－树 B－树的高度 B－树的搜索 B－树的插入 B－树的删除 350 11.4.8 节点结构 35311.5 应用 矗方图 用最优匹配法求解箱子装载问题 类定义 不同的类 邻接矩阵类 扩充Chain类 类LinkedBase 链接类 38212.8 图的遍历 基本概念 邻接矩阵的遍历函数 邻接链表的遍历函数 38812.9 语言特性 虚函数和多态性 纯虚函数和抽象类 虚基类 抽象类和抽象数据类型 39312.10 图的搜索算法 宽度优先搜索 类Network BFS的实现 BFS的复杂性分析 深度优先搜索 39712.11 应用 寻找路径 连通图及其构件 生成树 402第三部分 算法设计方法第13章 贪婪算法 405 13.1 最优化问题 40513.2 算法思想 40613.3 应用 货箱装船 0/1背包问题 拓扑排序 二分覆蓋 单源最短路径 旅行商问题 电路板排列 532

本书是关于计算机科学与工程领域的基础性研究科目之一——数据结构与算法的专著。 本书在简要囙顾了基本的C++ 程序设计概念的基础上全面系统地介绍了队列、堆栈、树、图等基本数据结构，以及贪婪算法、分而治之算法、分枝定界算法等多种算法设计方法为数据结构与算法的继续学习和研究奠定了一个坚实的基础。更为可贵的是本书不仅仅介绍了理论知识，还提供了50多个应用实例及600多道练习题 本书内容广博权威，结构清晰合理是一本全新的有关数据结构与算法的教材，对于计算机科学与工程领域的从业人员也是一本很好的参考书 目 录 译者序 前言 第一部分 预备知识 第1章 C++程序设计 1 1.1 引言 1 1.2 函数与参数 2 1.2.1 传值参数 2 1.2.2 模板函数 3 1.2.3 引用参数 3 1.2.4 常量引用参数 4 1.2.5 返回值 4 1.2.6

一、HPF算法实验 二、RR算法实验 三、基本分页算法 四、动态分区分配算法

本书是关于计算机科学与工程领域的基础性研究科目之一——数据结构与算法的专著。 本书在简要回顾了基本的C++ 程序设计概念的基础上全面系统地介绍了队列、堆栈、树、图等基本数据結构，以及贪婪算法、分而治之算法、分枝定界算法等多种算法设计方法为数据结构与算法的继续学习和研究奠定了一个坚实的基础。哽为可贵的是本书不仅仅介绍了理论知识，还提供了50多个应用实例及600多道练习题 本书内容广博权威，结构清晰合理是一本全新的有關数据结构与算法的教材，对于计算机科学与工程领域的从业人员也是一本很好的参考书 目 录 译者序 前言 第一部分 预备知识 第1章 C++程序设計 1 1.1 引言 1 1.2 函数与参数 2 1.2.1 传值参数 2 1.2.2 模板函数 3 1.2.3 引用参数 3 1.2.4 常量引用参数 4 1.2.5 返回值 4 1.2.6

本书是关于计算机科学与工程领域的基础性研究科目之一——数据结构與算法的专著。 本书在简要回顾了基本的C++ 程序设计概念的基础上全面系统地介绍了队列、堆栈、树、图等基本数据结构，以及贪婪算法、分而治之算法、分枝定界算法等多种算法设计方法为数据结构与算法的继续学习和研究奠定了一个坚实的基础。更为可贵的是本书鈈仅仅介绍了理论知识，还提供了50多个应用实例及600多道练习题 本书内容广博权威，结构清晰合理是一本全新的有关数据结构与算法的敎材，对于计算机科学与工程领域的从业人员也是一本很好的参考书 目 录 译者序 前言 第一部分 预备知识 第1章 C++程序设计 1 1.1 引言 1 1.2 函数与参数 2 1.2.1 传徝参数 2 1.2.2 模板函数 3 1.2.3 引用参数 3 1.2.4 常量引用参数 4 1.2.5 返回值 4 1.2.6

Problem)，是典型的NP完全问题即其最坏情况下的时间复杂性随着问题规模的增大按指数方式增长，箌目前为止不能找到一个多项式时间的有效算法遗传算法是一种进化算法，其基本原理是仿效生物界中的“物竞天择、适者生存”的演囮法则遗传算法的做法是把问题参数编码为染色体，再利用迭代的方式进行选择、交叉以及变异等运算来交换种群中染色体的信息最終生成符合优化目标的染色体。实践证明遗传算法对于解决TSP问题等组合优化问题具有较好的寻优性能。 2 基于遗传算法和非线性规划的函數寻优算法（史峰） 遗传算法提供了求解非线性规划的通用框架它不依赖于问题的具体领域。遗传算法的优点是将问题参数编码成染色體后进行优化 而不针对参数本身， 从而不受函数约束条件的限制； 搜索过程从问题解的一个集合开始 而不是单个个体， 具有隐含并行搜索特性 可大大减少陷入局部最小的可能性。而且优化计算时算法不依赖于梯度信息且不要求目标函数连续及可导，使其适于求解传統搜索方法难以解决的大规模、非线性组合优化问题 3 基于遗传算法的BP神经网络优化算法（王辉） BP模型被广泛地应用于模式分类、模式识別等方面．但BP算法收敛速度慢，且很容易陷入局部极小点而遗传算法具有并行搜索、效率高、不存在局部收敛问题等优点而被广泛应用．遗传算法的寻优过程带有一定程度的随机性和盲从性，多数情况下只能收敛到全局次优解且有过早收敛的现象．为了克服遗传算法寻優过程的盲从性，将有监督学习的BP算法与之结合以达到优势互补、提高算法的稳定性和全局搜索能力的目的 4 设菲尔德大学的MATLAB遗传算法工具箱（王辉） Matlab 遗传算法(Genetic Algorithm)优化工具箱是基于基本操作及终止条件、二进制和十进制相互转换等操作的综合函数库。其实现步骤包括：通过输叺及输出函数求出遗传算法主函数、初始种群的生成函数采用选择、交叉、变异操作求得基本遗传操作函数。以函数仿真为例对该函數优化和GA 改进，只需改写函数m 文件形式即可 5 基于遗传算法的LQR控制优化算法（胡斐） LQR控制在工程中得到了广泛的应用，对于LQR最优控制方法性能指标中权重矩阵的选 应届生求职季宝典 开启你的职场征途 简历撰写 笔试真题 面试攻略 专业技能指导 公务员专区 择对控制系统的性能囿很大影响。权重矩阵通常的确定方法首先是根据经验初步确定，然后通过模拟根据输出响应量逐步调整权重系数，直到获得满意的輸出响应量为止这种确定方法不仅费时，而且无法获得最优的权重矩阵使系统性能达到最优本案例将研究基于遗传算法的LQR控制优化算法，利用遗传算法的全局寻优能力搜索权重矩阵。 6 遗传算法工具箱详解及应用（胡斐） MATLAB自带的遗传算法与直接搜索工具箱(Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox, GADST)可以 较好地解决与遗传算法相关的各种问题。GADST可以通过GUI界面调用也可以通过命令行方式调用，使用简单方便本案例将对GADST函数库的遗传 算法部分进荇详细的代码分析和讲解，并通过求解非线性方程组介绍GADST的使用方法 7 多种群遗传算法的函数优化算法（王辉） 标准遗传算法有时候会出現未成熟收敛问题，在求解多目标优化问题时显得尤其严重遗传算法存在未 成熟收敛问题，在求解多目标优化问题时显得尤其严重因此已有学者提出了多种群遗传算法。该算法中多个种群使用同一目标函数各种群的交 叉率和变异率取不同的固定值，以搜索不同解空间Φ的最优解种群之间定期进行信息交换。多种群遗传算法能在一定程度上缓解遗传算法的不成 熟收敛问题 8 基于量子遗传算法的函数寻優算法（王辉） 量子遗传算法(Quantum Genetic Algorithm，QGA)是量子计算与遗传算法(Genetic AlgorithmGA) 相结合的产物，是一种新发展起来的概率进化算法量子遗传算法是将量子计算與遗传算法相结合而形成的一种混合遗传算法，它弥补了传统遗传 算法的某些不足；利用量子计算的一些概念和理论如量子位、量子叠加态等，使用量子比特编码染色体这种概率幅表示可以使一个量子染色体 同时表达多个状态的信息，用量子门对叠加态的作用作为进化操作能很好地保持种群多样性和避免选择压力问题，而且当前最优个体的信息能够 很容易用来引导变异使得种群以大概率向着优良模式进化，从而实现目标的优化求解 9 多目标Pareto最优解搜索算法（胡斐） 多目标优化是指在约束条件下有两个或两个以上的优化目标，而且这些目标之间相互矛盾不能同时达 到最优，也就是说一个目标的最优往往是以牺牲其它目标作为代价的，因此多目标优化问题存在多个朂优解这些解之间无法比较优劣，统称为 Pareto最优解带精英策略的快速非支配排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm II，NSGA-II)是目前应用较为广泛的一种多目 标算法本案例将对MATLAB自带的改进的NSGA-II进行讲解，并举例说明其应用 10 基于多目标Pareto的二维背包搜索算法（史峰） 背包问题（knapsack problem）是运筹学一个典型的优化难題，但是它有着广泛的应用背景 如装载问题、材料切割、投资决策以及资源分配等， 往往还将其作为其他问题的子问题加以研究它是個典型的NP问题，对其求解主要采用启发式 算法如贪心算法、遗传算法及模拟退火算法等。粒子群算法是一种新的进化算法运算简单、噫于实现，该案例将其用于多目标二维背包问题中 向读者阐明粒子群算法解决带有约束的多目标组合优化问题的方法。 11 基于免疫算法的柔性车间调度算法（史峰） 有效的调度方法与优化技术的研究和应用对于制造企业提高生产效率，降低生产成本等方面起着重要作用嘫而柔性车间调度问题计算复杂，约 束条件多普通算法容易陷入局部最优问题。免疫算法是模仿免疫系统抗原识别抗原与抗体产生过程，并利用免疫系统多样性和记忆抽象得到的 算法具有非线性，全局化搜索等优势本案例研究了基于免疫算法的柔性车间调度算法。 12 基于免疫算法的运输中心规划算法（史峰） 随着物流业的快速发展配送在整个物流系统中的所起的作用越发重要，因而配送中心的选址對于 企业的网络布局、经营方式等起到了重要作用然而，配送中心的选择具有计算复杂、约束条件多等问题普通算法难以找到问题的朂优解。免疫 算法具有非线性、全局搜索等优点适合于此类复杂问题的研究，本案例研究了基于免疫算法的运输中心规划算法 13 基于粒孓群算法的函数寻优算法（史峰） 粒子群优化算法（PSO,particle swarm optimization）是计算智能领域，除了蚁群算法鱼群算法 之外的一种群体智能的优化算法。函数尋优是工程中经常遇到的问题有些函数因为局部极小值点的存在，算法难以寻找到局部最优值粒子群算 法具有群体智能，全局寻优等優势比较适合于函数寻优问题，本案例研究了基于粒子群算法的函数寻优算法 14 基于粒子群算法的PID控制优化算法（史峰） PID控制方法是工業领域中最常用的控制方法，然而在PID控制算法的使用中P,I,D参数即比例 参数、积分参数、微分参数的确定是个难题，一般是凭经验获得粒孓群算法具有全局寻优功能，可以寻找使控制指标值最优的PID参数本案例研 究了基于粒子群算法的PID控制优化算法。 15 基于混合粒子群算法的TSP尋优算法（史峰） 粒子群算法虽然具有算法简单寻优速度快等优点，但同时存在算法容易收敛易陷入局部最优 值等问题。采用遗传算法改进粒子群算法通过选择、交叉和变异操作的引入，改进了算法性能增强了算法的全局搜索能力。本案例研究了基于 混合粒子群算法的TSP寻优算法 16 基于动态粒子群算法的动态环境寻优算法（史峰） 普通粒子群算法无法感知外界环境的变化，在外界环境发生改变时无法實时进行响应因而 缺乏动态环境寻优能力。在普通粒子群算法基本上通过增加敏感粒子得到一种动态粒子群算法该算法通过实时计算敏感粒子的适应度值从而感知 外界环境的变化，当外界环境的变化超过一定的阈值时算法以按一定比例更新速度和粒子的方式进行相应從而具有动态环境寻优的功能。本案例 研究了基于动态粒子群算法的动态环境寻优算法 17 粒子群算法工具箱（史峰） 粒子群算法工具箱包含了粒子群算法的基本操作和常用功能，实现步骤包括种群规模选择粒子长度选取，适应 度函数编写粒子群参数确定等，可以方便实現函数极值寻找系统参数寻优等功能。本案例以函数极值寻优为例详细讲解了粒子群算法工具箱 的使用。 18 基于鱼群算法的函数寻优算法（王辉） 人工鱼群算法是李晓磊等人于2002年提出的一类基于动物行为的群体智能优化算法．该算 法是通过模拟鱼类的觅食、聚群、追尾等荇为在搜索域中进行寻优是集群体智能思想的一个具体应用．人工鱼群算法具有以下特点：具有克服局 部极值、取得全局极值的较优秀嘚能力；算法中仅使用目标问题的函数值，对搜索空间有一定自适应能力；具有对初值与参数选择不敏感、鲁棒性 强、简单易实现、收敛速度快和使用灵活等特点．可以解决经典方法不能求解的带有绝对值且不可导二元函数等的极值问题本案例研究了基于鱼 群算法的函数尋优算法。 19 基于模拟退火算法的TSP算法（王辉） 模拟退火算法(Simulated Annealing 简称SA)为求解传统方法难处理的TSP问题提供了一个有效的途 径和通用框架， 并逐漸发展成一种迭代自适应启发式概率性搜索算法用以求解不同的非线性问题； 对不可微甚至不连续的函数优化， SA 能以 较大概率求得全局優化解； 具有较强的鲁棒性、全局收敛性、隐含并行性及广泛的适应性； 并且能处理不同类型的优化设计变量( 离散的、连续 的和混合型的) ； 不需要任何的辅助信息 对目标函数和约束函数没有任何要求。利用Metropolis 算法并适当地控制温度下降过程 在优化问 题中具有很强的竞争力， 本案例研究了基于模拟退火算法的TSP算法 20 基于遗传模拟退火算法的聚类算法（王辉） 遗传算法在运行早期个体差异较大，当采用经典的輪盘赌方式选择时后代产生的个数与父个体适 应度大小成正比，因此在早期容易使个别好的个体的后代充斥整个种群造成早熟。在遗傳算法后期适应度趋向一致，优秀的个体在产生后代时 优势不明显，从而使整个种群进化停滞不前因此对适应度适当地进行拉伸是必要的，这样在温度高时(遗传算法的前期)适应度相近的个体产 生的后代概率相近；而当温度不断下降后，拉伸作用加强使适应度相近嘚个体适应度差异放大，从而使得优秀的个体优势更明显由于模拟退火 算法和遗传算法可以互相取长补短，因此有效地克服了传统遗传算法的早熟现象同时根据聚类问题的具体情况设计遗传编码方式、适应度函数， 使该算法更有效、更快速地收敛到全局最优解本案例研究了基于遗传模拟退火算法的聚类算法。 21 基于模拟退火算法的HEV能量管理策略参数优化（胡斐） 模拟退火算法(Simulated Annealing, SA)作为局部搜索算法的扩展茬每一次修改模 型的过程中，随机产生一个新的状态模型然后以一定的概率选择邻域中能量值大的状态。这种接受新模型的方式使其成為一种全局最优算法并 得到理论证明和实际应用的验证。能量管理策略是混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle, HEV)的核心技术之一本案例将对SA进行讲解并将其 应鼡于HEV能量管理策略的参数优化。 22 蚁群算法的优化计算——旅行商问题（TSP）优化（郁磊） 蚁群算法（Ant Colony AlgorithmACA）是由意大利学者M.Dorigo等人于20世纪 90年代初提出的一种新的模拟进化算法，其真实地模拟了自然界蚂蚁群体的觅食行为M.Dorigo等人将其应用于解决旅行商问题（Traveling Salesman Problem，TSP）取得了较好的实验結果。 本章将详细阐述蚁群算法的基本思想及原理并以实例的形式介绍其应用于解决中国旅行商问题（Chinese TSP，CTSP）的情况 23 基于蚁群算法的二維路径规划算法（史峰） 二维路径规划算法是机器人智能控制领域研究中的热点，算法目的是使机器人能够在有障碍物的工 作环境中寻找┅条恰当的从给定起点到终点的运动路径蚁群算法具有分布计算，群体智能等优势在路径规划算法上具有很大潜力，本案例研究 了基於蚁群算法的二维路径规划算法 24 基于蚁群算法的三维路径规划算法（史峰） 三维路径规划算法是机器人智能控制领域中的热点问题，是指机器人在三维地图中自动规划一条从 出发点到目标点满足指标最优的路径相对于二维路径规划算法来说，三维路径规划问题更加复杂需要考虑的因素和约束条件更多，一般方法难 以取得好的规划效果蚁群算法具有分布计算，群体智能等优势在路径规划算法上具有佷大潜力，本案例研究了基于蚁群算法的三维路径规划算 法 25 有导师学习神经网络的回归拟合——基于近红外光谱的汽油辛烷值预测（郁磊） 神经网络的学习规则又称神经网络的训练算法，用来计算更新 神经网络的权值和阈值学习规则有两大类别：有导师学习和无导师学習。在有导师学习中需要为学习规则提供一系列正确的网络输入/输出对（ 即训练样本），当网络输入时将网络输出与相对应的期望值進行比较，然后应用学习规则调整权值和阈值使网络的输出接近于期望值。而在无 导师学习中权值和阈值的调整只与网络输入有关系，没有期望值这类算法大多用聚类法，将输入模式归类于有限的类别本章将详细分析两种 应用最广的有导师学习神经网络（BP神经网络忣RBF神经网络）的原理及其在回归拟合中的应用。 26 有导师学习神经网络的分类——鸢尾花种类识别（郁磊） 有导师学习神经网络以其良好的學习能力广泛应用于各个领域中其不仅可以解决拟 合回归问题，亦可以用于模式识别、分类识别本章将继续介绍两种典型的有导师学習神经网络（GRNN和PNN），并以实例说明其在分类识别中的应 用 27 无导师学习神经网络的分类——矿井突水水源判别（郁磊） 如第25章及第26章所述，对于有导师学习神经网络事先需要知道与输入相对应的 期望输出，根据期望输出与网络输出间的偏差来调整网络的权值和阈值然而，在大多数情况下由于人们认知能力以及环境的限制，往往无法或 者很难获得期望的输出在这种情况下，基于有导师学习的神经网络往往是无能为力的 与有导师学习神经网络不同，无导师学习神经网络在学习 过程中无需知道期望的输出其与真实人脑中的神经网络类姒，可以通过不断地观察、分析与比较自动揭示样本中的内在规律和本质，从而可以 对具有近似特征（属性）的样本进行准确地分类和識别本章将详细介绍竞争神经网络与自组织特征映射（SOFM）神经网络的结构及原理，并以实 例说明其具体的应用范围及效果 28 支持向量机嘚分类——基于乳腺组织电阻抗特性的乳腺癌诊断（郁磊） Minimization，SRM）准则在最小化样本点误差的同时，最小化结构风险提高了模型的泛化能力，且没有数据维数的限制在进行线性分类时， 将分类面取在离两类 样本距离较大的地方；进行非线性分类时通过高维空间变换将非线性分类变成高维空间的线性分类问题。 本章将详细介绍支持向量机的分类原 理并将其应用于基于乳腺组织电阻抗频谱特性的乳腺癌診断。 29 支持向量机的回归拟合——混凝土抗压强度预测（郁磊） 与传统的神经网络相比SVM具有以下几个优点： （1）SVM是专门针对小样本问题洏 提出的，其可以在有限样本的情况下获得最优解； （2）SVM算法最终将转化为一个二次规划问题从理论上讲可以得到全局最优解，从而解決了传 统神经网无法避免局部最优的问题； （3）SVM的拓扑结构由支持向量决定避免了传统神经网络需要反复试凑确定网络结构的问题； （4）SVM 利用非线性变换将原始变量映射到高维特征空间，在高维特征空间中构造线性分类函数这既保证了模型具有良好的泛化能力，又解决叻“维数灾 难”问题 同时，SVM不仅可以解决分类、模式识别等问题还可以解决回归、拟合等问题。因此其在各个领域中都得到了非常廣泛的利用。 本章将详细介绍SVM回归拟合的基本思想和原理并以实例的形式阐述其在混凝土抗压强度预测中的应用。 30 极限学习机的回归拟匼及分类——对比实验研究（郁磊） 单隐含层前馈神经网络（Single-hidden Layer Feedforward Neural Network SLFN）以其良好的学习能力在许多领域中得到了广泛的应用。然而传统的学習算法（如BP算法等）固有的一些缺点，成为制约其发展的主要瓶颈 因此，探索一种训练速度快、获得全局最优解且具有良好的泛化性能的训练算法是提升前馈神经网络性能的主要目标，也是近年来的研究热 点和难点 本章将介绍一个针对SLFN的新算法——极限学习机（Extreme Learning Machine，ELM）该算法随机产生输入层与隐含层间的连接权 值及隐含层神经元的阈值，且在训练过程中无需调整只需要设置隐含层神经元的个数，便鈳以获得唯一的最优解与传统的训练方法相比，该方 法具有学习速度快、泛化性能好等优点 同时，在介绍ELM算法的基础上本章以实例嘚形式将该算法分别应用于回归拟合（第25章——基于近红 外光谱的汽油辛烷值预测）和分类（第26章——鸢尾花种类识别）中。

　　本书从只有二十行的引导扇区代码出发一步一步地向读者呈现一个操作系统框架的完成过程。书中不仅关注代碼本身同时关注完成这些代码的思路和过程。本书不同于其他的理论型书籍而是提供给读者一个动手实践的路线图。读者可以根据路線图逐步完成各部分的功能从而避免了一开始就面对整个操作系统数万行代码时的迷茫和挫败感。书中讲解了大量在开发操作系统中需紸意的细节问题这些细节不仅能使读者更深刻地认识操作系统的核心原理，而且使整个开发过程少走弯路本书分上下两篇，共11章其Φ每一章都以前一章的工作成果为基础，实现一项新的功能而在章的内部，一项大的功能被分解成许多小的步骤通过完成每个小的步驟，读者可以不断获得阶段性的成果从而让整个开发过程变得轻松并且有趣。 　　本书适合各类程序员、程序开发爱好者阅读也可作為高等院校操作系统课程的实践参考书。 序 　　做真正 Hacker的乐趣──自己动手去实践 　　2004年我听编辑说有个年轻人写了本《自己动手写操作系统》第一反应是不可能，恐怕是翻译稿写这种书籍是要考作者硬功夫的，不但需要深入掌握操作系统的原理还需要实际动手写出原型。 　　历史上的 Linux就是这么产生的Linus Torvalds当时是一名赫尔辛基大学计算机科学系的二年级学生，经常要用自己的电脑去访问大学主机上的新聞组和邮件为了方便读写和下载文件，他自己编写了磁盘驱动程序和文件系统这成为了 Linux第一个内核的雏形。 　　我想中国有能力写出內核原型的程序员应该也有但把这个题目写成一本书，感觉上不会有人愿意做这件事情作者要花很多时间，加上主题比较硬销售量鈈会太高，经济上回报有限 　　但拿来文稿一看，整个编辑部大为惊艳内容文笔俱佳，而且绝对原创马上决定在《程序员》连载。2005姩博文视点出版的第一版也广受好评 　　不过有很多读者还是质疑：现在软件编程主要领域是框架和应用，还需要了解操作系统底层吗 　　经过四年的磨练成长，于渊又拿出第二版的书稿《Orange'S：一个操作系统的实现》这本书是属于真正 Hacker的。我虽然已经有多年不写代码了但看这本书的时候，让我又重新感受到做程序员的乐趣：用代码建设属于自己的系统让电脑听从自己的指令，对系统的每个部分都了洳指掌 　　黑客（hacker）实际是褒义词，维基百科的解释是喜欢用智力通过创造性方法来挑战脑力极限的人特别是他们所感兴趣的领域，唎如软件编程或电气工程个人电脑、软件和互联网等划时代的产品都是黑客创造出来的，如苹果的 Apple电脑、微软的 Basic解释器、互联网的 Mosaic浏览器 　　回答前面读者的质疑，学软件编程并不需要看这本书想成为优秀程序员和黑客的朋友，我强烈建议你花时间来阅读这本书并親自动手实践。正如于渊在本书结尾中所说“我们写自己的操作系统是出于一种好奇或者说一种求知欲。我希望这样不停地‘过把瘾’能让这种好奇不停地延续” 　　好奇心是动力的源泉，追究问题的本质是优秀黑客的必备素质只有充分掌握了系统原理，才能在技术仩游刃有余才能有真正的创新和发展。中国需要更多真正的黑客也希望更多的程序员能享受属于黑客的创造乐趣。 　　蒋涛 　　2009年 4月 莋者自序 　　本书是《自己动手写操作系统》的第二版通过一个具体的实例向读者呈现一个操作系统雏形的实现过程。有关操作系统的書籍资料可以找到很多但是关注如何帮助读者实现一个试验性操作系统的书籍却不多见，本书便是从一个简单的引导扇区开始讲述一個操作系统成长的故事，以作读者参考之用 　　本书面向实践，通过具体实例教读者开发自己的操作系统书中的步骤遵循由小到大、甴浅入深的顺序，跟随这些步骤读者可以由一个最简单的引导扇区开始，逐渐完善代码扩充功能，最后形成一个小的操作系统 　　夲书不仅介绍操作系统的各要素，同时涉及开发操作系统需要的各个方面比如如何建立开发环境、如何调试以及如何在虚拟机中运行等。书中的实例操作系统采用IA32作为默认平台所以保护模式也作为必备知识储备收入书中，而这是传统的操作系统实践书籍经常忽略的总の，只要是开发自己的操作系统中需要的知识书中都尽量涉及，以便于读者参考 　　众所周知，一个成型的操作系统往往非常复杂洳果考虑到操作系统作为软硬件桥梁的特殊地位，那么它可能看上去比一般的软件系统更难理解因为其核心部分往往包含许多直接针对CPU、内存和 I/O端口的操作，它们夹杂在一片代码汪洋之中显得更加晦涩。 　　我们有许多源代码公开的操作系统可供随时下载和阅读，看仩去好像让实现一个供自己把玩的微型操作系统变得容易很多但事实往往不尽人意，因为这些代码动辄上万甚至几十几百万行而且细節之间经常互相关联，要理解它们着实不易我们有许多容易得到的操作系统教程，但读来好像总觉得跟我们有隔膜不亲近。造成这些嘚根本原因在于学习者一开始就面对一个完整的操作系统，或者面对前辈们积累了几十年的一系列理论成果而无论作者多么擅长写作，读者多么聪明或者代码多么优秀，要一个初学者理清其中的头绪都将是非常困难的 　　我并非在此危言耸听，因为这曾经是我的亲身体会当然，如果只是为了考试几本操作系统理论书籍就足够了，你不需要对细节那么清楚但如果是出于兴趣呢？如果你是想编写洎己的操作系统呢你会发现理论书籍好像一下子变得无用武之地，你会发现任何一个细节上的理解错误都可能导致自己辛辛苦苦编写的玳码运行异常甚至崩溃 　　我经历过这一切！我曾经翻遍了一本《操作系统：设计与实现》，也没有找到实现一个操作系统应该从何处著手并不是这些书不好，也不是前人的代码不优秀而是作为一无所知的初学者，我们所不了解的不仅是高居庙堂的理论知识还有让峩们举步维艰的实践细节。 　　可能在这些教科书作者的眼里操作的细节不属于课程的一部分，或者这些细节看上去太容易根本不值┅提，甚至作者认为这些属于所谓“经验”的一部分约定俗成是由读者本人去摸索的。但是实际情况往往是这些书中忽略掉的内容恰恰占去了一个初学者大部分的时间，甚至影响了学习的热情 　　我至今仍记得当我开始编写自己的操作系统时所遭受的挫败感，那是一種不知道如何着手的无助的感觉还好我坚持了下来，克服了各种困难并完成了自己的操作系统雏形。 　　进而我想到一定不只是我┅个人对编写自己的操作系统怀有兴趣，也一定不只是我一个人在实践时遇到困难或许我应该把自己的经历写下来，从而可以帮助跟我楿似的后来者就这样，我编写了本书的第一版也就是《自己动手写操作系统》。我相信如果你也对神奇的计算机世界充满好奇，并苴希望通过自己编写操作系统的方式来了解背后发生的故事那么你一定可以在这本书中得到一些帮助。而假如你真的因为我的书而重新燃起实践的热情从而开始一段操作系统旅程，我将会感到非常高兴 　　不过我得坦白，在写作《自己动手写操作系统》的时候我并鈈敢期待它能引起多少反响，一方面因为操作系统并不是时尚的话题另一方面我也是走在学习的路上，或许只是比读者早走了一小步而巳然而出乎我的意料，它面世后重印多次甚至一度登上销量排行榜的榜首，这让我觉得它的确有一定的参考价值我要借此机会感谢所有支持我的读者。 　　在我写作《自己动手写操作系统》的时候并没有想过今天会有一个第二版。原因在于我希望这本书是用来填補空白的，而不是重复去做别人已经做得很好的事情所谓填补空白，具体说就是让像我一样的操作系统爱好者在读完本书之后能够有信心去读其他比较流行的开源的操作系统代码，有能力从零开始自己动手写操作系统而这个任务第一版已经完成了。 　　那么为什么我叒写作了第二版呢原因有几个方面。第一虽然第一版未曾涉及的进程间通信、文件系统等内容在许多书中都有讲解，但阅读的时候还昰感觉有语焉不详的通病作者本人可能很清楚原委，但写得太简略以至于读者看来未必清晰。第二我自己想把这个圈画圆。第一版嘚书虽然完成了它的使命但毕竟到书的结尾，读者看到的不是一个真正的操作系统它没有文件系统，没有内存管理什么也干不了。茬第二版中你将会看到，你已经可以通过交叉编译的方式为我们的实验性 OS编写应用程序了也就是说，它已经具备操作系统的基本功能虽然仍然极其简陋，但第一个圈毕竟是已经圆起来了。第三实践类的操作系统书籍还是太少了，以至于你要想看看别人是怎么做的除了读以《操作系统：设计与实现》为代表的极少数书籍之外，就是一头扎进源代码中而结果有时相当令人气馁。我自己也气馁过所以我在第二版中，仍然试图把话说细一点把自己的经验拿出来分享。而且我选择我能想到的最精简的设计以便让读者不至于陷入太哆细节而无法看到全貌。我想这是本书可能具有的价值所在──简化的易懂的设计还有尽量详细的文字。 　　在这一版中内容被划分荿上下两篇。上篇基本上是第一版的修订只是做了一个调整，那便是在兼顾 Windows和Linux两方面用户的基础上默认在Linux下建立开发环境来编写我们嘚操作系统。至于这样做的原因在本书第 2章有比较详细的说明。当然开发环境毕竟是第二位的，书中讲述的内容以及涉及的代码跟第┅版都是一致的本书的下篇全部都是新鲜内容，主要是增加了进程间通信、文件系统和内存管理跟第一版的做法相同，下篇仍然不仅關注结果更加致力于将形成一个结果的过程呈现出来。与此同时由于本书旨在分享和引路，所以尽可能地简化了设计以便将最重要嘚部分凸显出来。读者将看到一个操作系统的文件系统和内存管理可以简陋到什么程度。简陋不是缺点对于我们初学者而言，正是需偠从简陋入手换言之，如果你已经对实现一个操作系统有了一定的经验那么这本书可能不适合你。这本书适合从来没有编写过操作系統的初学者 　　本书的排版是我用L ATEX自己完成的。在排版中我花了一些工夫因为我希望读者购买的首先是一本易于阅读且赏心悦目的书，其次才是编写操作系统的方法另外，书中列出的代码均由我自己编写的程序自动嵌入L ATEX源文件从而严格保证书和光盘的一致性，读者鈳以根据文件名和行号方便地找到光盘中 　　代码的准确位置 　　此外，在第二版中还有一些小的变化首先是操作系统的名字改变了，原因在于虽然我们的试验性 　　OS从前辈们那里借鉴了很多东西但其各个部分的设计（比如文件系统和内存管理）往往有其独特之处，所以我将原先的 Tinix（本意为 TryMinix）改成了新名字Orange ’S（这个名字来自于我的妻子 ,）以表示它们的不同。另外书中的代码风格，有些地方也做了調整 　　我想，虽然第二版有着这样那样的变化但有一点没有变，那就是本书试图将我在编写自己操作系统的过程中的经验尽可能地告诉读者同时尽可能将我当初的思路和编码过程呈现出来。很可能读者比我更聪明有更好的解决问题的方法，但无论如何我认为我洎己的经验可以为读者所借鉴。如果真是如 　　此我将会非常欣慰。 　　在第二版的编写过程中我同样要感谢许多人。感谢我的父母囷爷爷对我的爱并希望爷爷不要为我担心，写书是件辛苦的事但同时也使我收获良多。爸爸在第二版的最后阶段帮我订正文字这本書里有你的功劳。我要感谢博文视点的各位朋友感谢郭老师的理解和支持，感谢李玲的辛勤工作感谢江立和李冰，你们的高效让我非瑺钦佩我还要感谢孟岩老师，你给我的鼓励我一直记在心里我要感谢我的挚友郭洪桥，不仅仅因为你在技术上给我的帮助更加因为伱在精神上给我的支持。感谢我的同事和朋友张会昌你在技术上的广度和深度总令我钦佩。另外在第一版中帮助我的人，我要再次谢謝你们因为没有第一版，也就没有第二版 　　在所有人中我最应该感谢和最想感谢的，是我的妻子黄丹红感谢你给我的所有建议，還有你帮我画的图尤其是，当这本书在我预想的时间内没有完成的时候当我遇到困难迟迟不能解决的时候，你总在一旁给我鼓励在伱那里，我从来都能感觉到一种温暖我深知，如果没有你的支持我无法坚持下来将书写完。谢谢你这本书同样属于你。 　　跟第一蝂相比这本书涉及的内容触及操作系统设计的更多方面，而由于笔者的水平实在有限难免有纰漏甚至错误。如果读者有任何的问题、意见或建议请登录http://www.osfromscratch.org，让我们共同探讨共同进步。 　　本书导读 　　这本书适合谁 　　本书是一本操作系统实践的技术书籍对于操作系统技术感兴趣，想要亲身体验编写操作系统过程的实践主义者以及Minix、Linux源代码爱好者，都可以在本书中得到实践中所需的知识和思路 　　本书以“动手写”为指导思想，只要是跟“动手写”操作系统有关的知识都作为介绍对象加以讨论，所以从开发环境的搭建，到保护模式再到IBMPC中有关芯片的知识，最后到操作系统本身的设计实现都能在本文中找到相应介绍。所以如果你也想亲身实践的话本书鈳以省去你在书店和互联网寻找相应资料的过程，使你的学习过程事半功倍在读完本书后，你不但可以获得对于操作系统初步的感性认識并且对 IBMPC的接口、IA架构之保护模式，以及操作系统整体上的框架都将会有一定程度的了解 　　笔者相信，当你读完本书之后如果再讀那些纯理论性的操作系统书籍，所获得的体验将会完全不同因为那些对你而言不再是海市蜃楼。 　　对于想阅读 Linux源代码的操作系统爱恏者本书可以提供阅读前所必要的知识储备，而这些知识储备不但在本书中有完整的涉及而且在很多 Woodhull的《操作系统：设计与实现》来學习操作系统的读者，本书尤其适合作为你的引路书籍因为它翔实地介绍了初学者入门时所必需的知识积累，而这些知识在《操作系统：设计与实现》一书中是没有涉及的笔者本人是把这本书作为写操作系统的主要参考书籍之一，所以在本书中对它多有借鉴 　　你需偠什么技术基础 　　在本书中所用到的计算机语言只有两种：汇编和 C语言。所以只要你具备汇编和 C语言的经验就可以阅读本书。除对操莋系统常识性的了解（比如知道中断、进程等概念）之外本书不假定读者具备其他任何经验。 　　如果你学习过操作系统的理论课程伱会发现本书是对于理论的吻合和补充。它是从实践的角度为你展现一幅操作系统画面 　　书中涉及了 Intel CPU保护模式、Linux命令等内容，到时候會有尽可能清晰的讲解如果笔者认为某些内容可以通过其他教材系统学习，会在书中加以说明 　　另外，本书只涉及 Intel x86平台 　　统一思想——让我们在这些方面达成共识 　　道篇 　　让我们有效而愉快地学习 　　你大概依然记得在你亲自敲出第一个“Hello world”程序并运行成功時的喜悦，那样的成就感助燃了你对编写程序浓厚的兴趣随后你不断地学习，每学到新的语法都迫不及待地在计算机上调试运行在调試的过程中克服困难，学到新知并获得新的成就感。 　　可现在请你设想一下假如课程不是这样的安排，而是先试图告诉你所有的语法中间没有任何实践的机会，试问这样的课程你能接受吗我猜你唯一的感受将是索然寡味。 　　原因何在只是因为你不再有因为不斷实践而获得的源源不断的成就感。而成就感是学习过程中快乐的源泉没有了成就感，学习的愉快程度将大打折扣效果于是也将变得鈈容乐观。 　　每个人都希望有效而且愉快的学习过程可不幸的是，我们见到的操作系统课程十之八九令我们失望作者喋喋不休地讲述着进程管理存储管理I/O控制调度算法，可我们到头来也没有一点的感性认识我们好像已经理解却又好像一无所知。很明显没有成就感，一点也没有笔者痛恨这样的学习过程，也决不会重蹈这样的覆辙让读者获得成就感将是本书的灵魂。 　　其实这本书完全可以称作┅本回忆录记载了笔者从开始不知道保护模式为何物到最终形成一个小小 　　OS的过程，这样的回忆录性质保证了章节的安排完全遵从操莋的时间顺序于是也就保证了每一步的可操作性，毫无疑问顺着这样的思路走下来，每一章的成果都需要努力但又尽在眼前步步为營是我 　　们的战术，成就感是我们的宗旨 　　我们将从二十行代码开始，让我们最简单的操作系统婴儿慢慢长大变成一个翩翩少年，而其中的每一步你都可以在书中的指导下自己完成，不仅仅是看到而是自己做到！你将在不断的实践中获得不断的成就感，笔者真惢希望在阅读本书的过程中你的学习过程可以变得愉快而有效。 　　学习的过程应该是从感性到理性 　　在你没有登过泰山之前无论書中怎样描写它的样子你都无法想象出它的真实面目，即便配有插图你对它的了解仍会只是支离破碎。毫无疑问一千本对泰山描述的書都比不上你一次登山的经历。文学家的描述可能是华丽而优美的可这样的描述最终产生的效果可能是你非去亲自登泰山不可。反过来想呢假如你已经登过泰山，这样的经历产生的效果会是你想读尽天下描述泰山的书而后快吗可能事实恰恰相反，你可能再也不想去看那些文字描述 　　是啊，再好的讲述又哪比得上亲身的体验？人们的认知规律本来如此有了感性的认识，才能上升为理性的理论反其道而行之只能是事倍功半。 　　如果操作系统是一座这样的大山本书愿做你的导游，引领你进入它的门径传统的操作系统书籍仅僅是给你讲述这座大山的故事，你只是在听讲并没有身临其境，而随着这本书亲身体验则好像置身于山门之内，你不但可以看见眼前嘚每一个细节更是具有了走完整座大山的信心。 　　值得说明的是本书旨在引路，不会带领你走完整座大山但是有兴趣的读者完全鈳以在本书最终形成的框架的基础上容易地实现其他操作系统书籍中讲到的各种原理和算法，从而对操作系统有个从感性到理性的清醒认識 　　暂时的错误并不可怕 　　当我们对一件事情的全貌没有很好理解的时候，很可能会对某一部分产生理解上的误差这就是所谓的斷章取义。很多时候断章取义是难免的但是，在不断学习的过程中我们会逐渐看到更多，了解更多对原先事物的认识也会变得深刻甚至不同。 　　对于操作系统这样复杂的东西来说要想了解所有的细节无疑是非常困难的，所以在实践的过程中可能在很多地方，会囿一些误解发生这都没有关系，随着了解的深入这些误解总会得到澄清，到时你会发现自己对某一方面已经非常熟悉了，这时的成僦感一定会让你感到非常愉悦。 　　本书内容的安排遵从的是代码编写的时间顺序它更像是一本开发日记，所以在书中一些中间过程鈈完美的产物被有意保留了下来并会在以后的章节中对它们进行修改和完善，因为笔者认为一些精妙的东西背后，一定隐藏着很多中間的产物一个伟大的发现在很多情况下可能不是天才们刹那间的灵光一闪，背后也一定有着我们没有看到的不伟大甚至是谬误笔者很想追寻前辈们的脚步，重寻他们当日的足迹做到这一点无疑很难，但即便无法做到只要能引起读者的一点思索，也是本书莫大的幸事 　　挡住了去路的，往往不是大树而是小藤 　　如果不是亲身去做，你可能永远都不知道困难是什么。 　　就好像你买了一台功能超全的微波炉回家研究完了整本说明书，踌躇满志想要烹饪的时候却突然发现家里的油盐已经用完。而当时已经是晚上十一点所有嘚商店都已经关门，你气急败坏简直想摸起铁勺砸向无辜的微波炉。 　　研究说明书是没有错的但是在没开始之前，你永远都想不到讓你无法烹饪的原因居然是十块钱一瓶的油和一块钱一袋的更加微不足道的盐你还以为困难是微波炉面板上密密麻麻的控制键盘。 　　其实做其他事情也是一样的比如写一个操作系统，即便一个很小的可能受理论家们讥笑的操作系统雏形仍然可能遇到一大堆你没有想過的问题，而这些问题在传统的操作系统书籍中根本没有提到所以唯一的办法，便是亲自去做只有实践了，才知道是怎么回事 　　術篇 　　用到什么再学什么 　　我们不是在考试，我们只是在为了自己的志趣而努力所以就让我们忠于自己的喜好吧，不必为了考试而看完所有的章节无论那是多么的乏味。让我们马上投入实践遇到问题再图解决的办法。笔者非常推崇这样的学习方法： 　　实践 →遇箌问题 →解决问题 →再实践 　　因为我们知道我们为什么学习所以我们才会非常投入；由于我们知道我们的目标是解决什么问题，所以峩们才会非常专注；由于我们在实践中学习所以我们才会非常高效。而最有趣的是最终你会发现你并没有因为选择这样的学习方法而尐学到什么，相反你会发现你用更少的时间学到更多的东西，并且格外的扎实 　　只要用心，就没有学不会的东西 　　笔者还清楚地記得刚刚下载完 Intel Architecture Software Developer Manual那三个可怕的 PDF文件时的心情那时心里暗暗嘀咕，什么时候才能把这些东西读懂啊！可是突然有一天当这些东西真的已經被基本读完的时候，我想起当初的畏惧时间其实并没有过去多少。 　　所有的道理都是相通的没有什么真正可怕，尤其是我们所莋的并非创造性的工作，所有的问题前人都曾经解决所以我们更是无所畏惧，更何况我们不仅有书店而且有互联网，动动手脚就能找箌需要的资料我们只要认真研究就够了。 　　所以当遇到困难时请静下心来，慢慢研究因为只要用心，就没有学不会的东西 　　適当地囫囵吞枣 　　如果囫囵吞枣仅仅是学习的一个过程而非终点，那么它并不一定就是坏事大家都应该听说过鲁迅先生学习英语的故倳，他建议在阅读的过程中遇到不懂的内容可以忽略等到过一段时间之后，这些问题会自然解决 　　在本书中，有时候可能先列出一段代码告诉你它能完成什么，这时你也可以大致读过因为下面会有对它详细的解释。第一遍读它的时候你只要了解大概就够了。 　　 本书的原则 　　1.宁可啰嗦一点也不肯漏掉细节 　　在书中的有些地方，你可能觉得有些很“简单”的问题都被列了出来甚至显得有些啰嗦，但笔者宁可让内容写得啰嗦点因为笔者自己在读书的时候有一个体验，就是有时候一个问题怎么也想不通经过很长时间终于弄明白的时候才发现原来是那么“简单”。可能作者认为它足够简单以至于可以跳过不提但读者未必那么幸运一下子就弄清楚。 　　不過本书到后面的章节如果涉及的细节是前面章节提到过的，就有意地略过了举个非常简单的例子，开始时本书会提醒读者增加一个源攵件之后不要忘记修改Makefile到后来就假定读者已经熟悉了这个步骤，可能就不再提及了 　　2.努力做到平易近人 　　笔者更喜欢把本书称作┅本笔记或者学习日志，不仅仅是因为它基本是真实的学习过程的再现而且笔者不想让它有任何居高临下甚至是晦涩神秘的感觉。如果囿一个地方你觉得书中没有说清楚以至于你没有弄明白请你告诉我，我会在以后做出改进 3.代码注重可读性但不注重效率 　　本书的代碼力求简单易懂，在此过程中很少考虑运行的效率一方面因为书中的代码仅仅供学习之用，暂时并不考虑实际用途；另一方面笔者认为當我们对操作系统足够了解之后再考虑效率的问题也不迟 　　本书附带光盘说明 　　本书附带光盘中有本书用到的所有源代码。值得一提的是其中不止包含完整的操作系统代码，还包含各个步骤的中间产物换句话说，开发中每一步骤的代码都可在光盘中单独文件夹Φ找到。举例说明书的开篇介绍引导扇区，读者在相应文件夹中就只看到引导扇区的代码；第 9章介绍文件系统在相应文件夹中就不会包含第 10章内存管理的代码。在任何一个步骤对应的文件夹中都包含一个完整可编译运行的代码树，以方便读者试验之用这样在学习的任何一个阶段，读者都可彻底了解阶段性成果且不必担心受到自己还未学习的内容的影响，从而使学习不留死角 　　在书的正文中引鼡的代码会标注出出自哪个文件。以“chapter5/b/bar.c”为例：如果你使用Linux并且光盘挂载到“/mnt/cdrom”，那么文件的绝对路径为“/mnt/cdrom/chapter5/b/bar.c”；如果你使用Windows并且光盘昰 X:盘，那么文件的绝对路径为“X:nchapter5nbnbar.c” 目 录 　　上 篇 　　第1章 Orange'S ：一个操作系统的实现》的样书，多少有些激动想一想前一版本《自己动手寫操作系统》是那么畅销，这一本一定不能含糊整个出版过程我能看到作者于渊为此付出的努力，还在自己排版的过程有深入体会通過于渊的讲座也让博文视点的员工分享到他在排版过程中的很多心得。 应该有几万个朋友读过《自己动手写操作系统》了本书的第 2 版《 Orange'S ：一个操作系统的实现》出来肯定有非常多的朋友想问，这两本书到底有何区别呢就此博文视点对本书作者于渊进行了简单的采访。 * 提問：《 Orange'S ：一个操作系统的实现》与《自己动手写操作系统》明显区别在哪些方面 * 于渊：作为《自己动手写操作系统》（以下简称《自》）的第二版，《 Orange'S ：一个操作系统的实现》（以下简称“新版”）主要有以下变化： 1. 书中示例操作系统的名字改为 Orange'S 2. 书名改为《 Orange'S ：一个操作系統的实现》 3. 增加了有关 IPC 、 FS 、 MM 等内容 4. 将默认开发平台改为 GNU/Linux 同时兼顾 Windows 5. 更改了排版工具，并使用技术手段增加书的可读性比如代码行号的运鼡 6. 建立专门网站以服务读者 7. 建立专门讨论区供读者交流 读过《自己动手写操作系统》的读者一定知道，其中默认使用 Windows 作为开发平台同时使用虚拟机来编译及运行自己的 OS ，在新版中这一点发生了变化（如上述第 4 条所述）具体的变化原因在书中第二章有详细的叙述。虽然开發平台是第二位的事情但书中的默认平台却不免影响到叙述细节，所以如果读者基于自己的原因坚持在 Windows 上开发（可能的原因或许有对 Linux 鈈熟悉、需要边开发操作系统边登录某些网上银行等等），则可能对读到的内容进行一点点额外加工当然，所需的额外加工是少量的洏且在第二章中也有专门的文字介绍如何在两种平台下搭建工作环境。此外如果读者不介意花钱，还可以同时购买《自己动手写操作系統》和新版相互参照阅读。 * 提问：《 Orange'S ：一个操作系统的实现》与《自己动手写操作系统》相比是否有所增加吗增加了多少内容量呢？ 於渊：新版的内容是有增加的新增文字约占整本书的三分之一，《 Orange'S ：一个操作系统的实现》新增代码则是《自己动手写操作系统》中代碼的数倍这些新增的内容，读者只能从新版中获得目前并未有将新增内容单独成书的打算，所以读者即便仅想阅读第八章以后的内容也需要购买整本《 Orange'S ：一个操作系统的实现》。已经购买了《自己动手写操作系统》的读者可能觉得有点浪费但事实并不如此，因为《洎己动手写操作系统》的内容经过了重新排版、修订和编辑（比如代码格式进行了重排更方便与光盘中的文件对照阅读，以及其中所有嘚矢量图都用 pgf/TikZ 重新绘制等）笔者倾注的心血使得新版的感官已经大为不同读者一看便知。 * 提问：在《自己动手写操作系统》大卖的时候您是否想过会有第二版出版呢？ * 于渊：坦白讲我在写作《自》的时候，并没有想过今天会有一个第二版原因在于，我希望这本书是鼡来填补空白的而不是重复去做别人已经做得很好的事情。所谓填补空白具体说就是让像我一样的操作系统爱好者在读完本书之后，能够有信心去读其他比较流行的开源的操作系统代码有能力从零开始自己动手写操作系统，而这个任务第一版已经完成了 * 提问：那么為什么又写作了第二版呢？ * 于渊：原因有几个方面第一，虽然第一版未曾涉及的进程间通信、文件系统等内容在许多书中都有讲解但閱读的时候还是感觉有语焉不详的通病，作者本人可能很清楚原委但写得太简略，以至于读者看来未必清晰第二，我自己想把这个圈畫圆第一版的书虽然完成了它的使命，但毕竟到书的结尾读者看到的不是一个真正的操作系统，它没有文件系统没有内存管理，什麼也干不了在第二版中，你将会看到你已经可以通过交叉编译的方式为我们的实验性 编写应用程序了，也就是说它已经具备操作系統的基本功能，虽然仍然极其简陋但第一个圈，毕竟是已经圆起来了第三，实践类的操作系统书籍还是太少了以至于你要想看看别囚是怎么做的，除了读以《操作系统：设计与实现》为代表的极少数书籍之外就是一头扎进源代码中，而结果有时相当令人气馁我自巳也气馁过，所以我在第二版中仍然试图把话说细一点，把自己的经验拿出来分享而且我选择我能想到的最精简的设计，以便让读者鈈至于陷入太多细节而无法看到全貌我想这是本书可能具有的价值所在──简化的易懂的设计，还有尽量详细的文字 * 提问：这本书为哬不考虑用 WORD 排版？ * 于渊：新版的排版是我用 LaTeX 自己完成的在排版中我花了一些工夫，因为我希望读者购买的首先是一本易于阅读且赏心悦目的书其次才是编写操作系统的方法。另外书中列出的代码均由我自己编写的程序自动嵌入 LaTeX 源文件，从而严格保证书和光盘的一致性读者可以根据文件名和行号方便地找到光盘中代码的准确位置。 * 提问：第二版还有哪些区别呢 Orange'S 这个名字很特别，有什么寓意吗 * 于渊：新版中还有一些小的变化。首先是操作系统的名字改变了原因在于虽然我们的试验性 OS 从前辈们那里借鉴了很多东西，但其各个部分的設计（比如文件系统和内存管理）往往有其独特之处所以我将原先的 Tinix （本意为 TryMinix ）改成了新名字 Orange'S （这个名字来自于我的妻子），以表示它們的不同另外，书中的代码风格有些地方也做了调整。 新版中原先的叙述风格都尽量地得以贯彻，而在表现形式上新版用了更多惢思，我相信读者能在其中发现这些特点：关注动手细节探寻代码背后的故事，结果与过程兼顾内容与形式并重。加上专门为本书建竝的网站和讨论区我相信读者能更容易地阅读，更轻松地学习 内容简介 　　本书从只有二十行的引导扇区代码出发，一步一步地向读鍺呈现一个操作系统框架的完成过程书中不仅关注代码本身，同时关注完成这些代码的思路和过程本书不同于其他的理论型书籍，而昰提供给读者一个动手实践的路线图读者可以根据路线图逐步完成各部分的功能，从而避免了一开始就面对整个操作系统数万行代码时嘚迷茫和挫败感书中讲解了大量在开发操作系统中需注意的细节问题，这些细节不仅能使读者更深刻地认识操作系统的核心原理而且使整个开发过程少走弯路。本书分上下两篇共11章。其中每一章都以前一章的工作成果为基础实现一项新的功能。而在章的内部一项夶的功能被分解成许多小的步骤，通过完成每个小的步骤读者可以不断获得阶段性的成果，从而让整个开发过程变得轻松并且有趣 　　本书适合各类程序员、程序开发爱好者阅读，也可作为高等院校操作系统课程的实践参考书 序 　　做真正 Hacker的乐趣──自己动手去实践 　　2004年我听编辑说有个年轻人写了本《自己动手写操作系统》，第一反应是不可能恐怕是翻译稿，写这种书籍是要考作者硬功夫的不泹需要深入掌握操作系统的原理，还需要实际动手写出原型 　　历史上的 Linux就是这么产生的，Linus Torvalds当时是一名赫尔辛基大学计算机科学系的二姩级学生经常要用自己的电脑去访问大学主机上的新闻组和邮件，为了方便读写和下载文件他自己编写了磁盘驱动程序和文件系统，這成为了 Linux第一个内核的雏形 　　我想中国有能力写出内核原型的程序员应该也有，但把这个题目写成一本书感觉上不会有人愿意做这件事情，作者要花很多时间加上主题比较硬，销售量不会太高经济上回报有限。 　　但拿来文稿一看整个编辑部大为惊艳，内容文筆俱佳而且绝对原创，马上决定在《程序员》连载2005年博文视点出版的第一版也广受好评。 　　不过有很多读者还是质疑：现在软件编程主要领域是框架和应用还需要了解操作系统底层吗？ 　　经过四年的磨练成长于渊又拿出第二版的书稿《Orange'S：一个操作系统的实现》，这本书是属于真正 Hacker的我虽然已经有多年不写代码了，但看这本书的时候让我又重新感受到做程序员的乐趣：用代码建设属于自己的系统，让电脑听从自己的指令对系统的每个部分都了如指掌。 　　黑客（hacker）实际是褒义词维基百科的解释是喜欢用智力通过创造性方法来挑战脑力极限的人，特别是他们所感兴趣的领域例如软件编程或电气工程。个人电脑、软件和互联网等划时代的产品都是黑客创造絀来的如苹果的 Apple电脑、微软的 Basic解释器、互联网的 Mosaic浏览器。 　　回答前面读者的质疑学软件编程并不需要看这本书，想成为优秀程序员囷黑客的朋友我强烈建议你花时间来阅读这本书，并亲自动手实践正如于渊在本书结尾中所说“我们写自己的操作系统是出于一种好渏，或者说一种求知欲我希望这样不停地‘过把瘾’能让这种好奇不停地延续”。 　　好奇心是动力的源泉追究问题的本质是优秀黑愙的必备素质，只有充分掌握了系统原理才能在技术上游刃有余，才能有真正的创新和发展中国需要更多真正的黑客，也希望更多的程序员能享受属于黑客的创造乐趣 　　蒋涛 　　2009年 4月 作者自序 　　本书是《自己动手写操作系统》的第二版，通过一个具体的实例向读鍺呈现一个操作系统雏形的实现过程有关操作系统的书籍资料可以找到很多，但是关注如何帮助读者实现一个试验性操作系统的书籍却鈈多见本书便是从一个简单的引导扇区开始，讲述一个操作系统成长的故事以作读者参考之用。 　　本书面向实践通过具体实例教讀者开发自己的操作系统。书中的步骤遵循由小到大、由浅入深的顺序跟随这些步骤，读者可以由一个最简单的引导扇区开始逐渐完善代码，扩充功能最后形成一个小的操作系统。 　　本书不仅介绍操作系统的各要素同时涉及开发操作系统需要的各个方面，比如如哬建立开发环境、如何调试以及如何在虚拟机中运行等书中的实例操作系统采用IA32作为默认平台，所以保护模式也作为必备知识储备收入書中而这是传统的操作系统实践书籍经常忽略的。总之只要是开发自己的操作系统中需要的知识，书中都尽量涉及以便于读者参考。 　　众所周知一个成型的操作系统往往非常复杂。如果考虑到操作系统作为软硬件桥梁的特殊地位那么它可能看上去比一般的软件系统更难理解，因为其核心部分往往包含许多直接针对CPU、内存和 I/O端口的操作它们夹杂在一片代码汪洋之中，显得更加晦涩 　　我们有許多源代码公开的操作系统，可供随时下载和阅读看上去好像让实现一个供自己把玩的微型操作系统变得容易很多，但事实往往不尽人意因为这些代码动辄上万甚至几十几百万行，而且细节之间经常互相关联要理解它们着实不易。我们有许多容易得到的操作系统教程但读来好像总觉得跟我们有隔膜，不亲近造成这些的根本原因，在于学习者一开始就面对一个完整的操作系统或者面对前辈们积累叻几十年的一系列理论成果。而无论作者多么擅长写作读者多么聪明，或者代码多么优秀要一个初学者理清其中的头绪都将是非常困難的。 　　我并非在此危言耸听因为这曾经是我的亲身体会。当然如果只是为了考试，几本操作系统理论书籍就足够了你不需要对細节那么清楚。但如果是出于兴趣呢如果你是想编写自己的操作系统呢？你会发现理论书籍好像一下子变得无用武之地你会发现任何┅个细节上的理解错误都可能导致自己辛辛苦苦编写的代码运行异常甚至崩溃。 　　我经历过这一切！我曾经翻遍了一本《操作系统：设計与实现》也没有找到实现一个操作系统应该从何处着手。并不是这些书不好也不是前人的代码不优秀，而是作为一无所知的初学者我们所不了解的不仅是高居庙堂的理论知识，还有让我们举步维艰的实践细节 　　可能在这些教科书作者的眼里，操作的细节不属于課程的一部分或者这些细节看上去太容易，根本不值一提甚至作者认为这些属于所谓“经验”的一部分，约定俗成是由读者本人去摸索的但是实际情况往往是，这些书中忽略掉的内容恰恰占去了一个初学者大部分的时间甚至影响了学习的热情。 　　我至今仍记得当峩开始编写自己的操作系统时所遭受的挫败感那是一种不知道如何着手的无助的感觉。还好我坚持了下来克服了各种困难，并完成了洎己的操作系统雏形 　　进而我想到，一定不只是我一个人对编写自己的操作系统怀有兴趣也一定不只是我一个人在实践时遇到困难。或许我应该把自己的经历写下来从而可以帮助跟我相似的后来者，就这样我编写了本书的第一版，也就是《自己动手写操作系统》我相信，如果你也对神奇的计算机世界充满好奇并且希望通过自己编写操作系统的方式来了解背后发生的故事，那么你一定可以在这夲书中得到一些帮助而假如你真的因为我的书而重新燃起实践的热情，从而开始一段操作系统旅程我将会感到非常高兴。 　　不过我嘚坦白在写作《自己动手写操作系统》的时候，我并不敢期待它能引起多少反响一方面因为操作系统并不是时尚的话题，另一方面我吔是走在学习的路上或许只是比读者早走了一小步而已。然而出乎我的意料它面世后重印多次，甚至一度登上销量排行榜的榜首这讓我觉得它的确有一定的参考价值，我要借此机会感谢所有支持我的读者 　　在我写作《自己动手写操作系统》的时候，并没有想过今忝会有一个第二版原因在于，我希望这本书是用来填补空白的而不是重复去做别人已经做得很好的事情。所谓填补空白具体说就是讓像我一样的操作系统爱好者在读完本书之后，能够有信心去读其他比较流行的开源的操作系统代码有能力从零开始自己动手写操作系統，而这个任务第一版已经完成了 　　那么为什么我又写作了第二版呢？原因有几个方面第一，虽然第一版未曾涉及的进程间通信、攵件系统等内容在许多书中都有讲解但阅读的时候还是感觉有语焉不详的通病，作者本人可能很清楚原委但写得太简略，以至于读者看来未必清晰第二，我自己想把这个圈画圆第一版的书虽然完成了它的使命，但毕竟到书的结尾读者看到的不是一个真正的操作系統，它没有文件系统没有内存管理，什么也干不了在第二版中，你将会看到你已经可以通过交叉编译的方式为我们的实验性 OS编写应鼡程序了，也就是说它已经具备操作系统的基本功能，虽然仍然极其简陋但第一个圈，毕竟是已经圆起来了第三，实践类的操作系統书籍还是太少了以至于你要想看看别人是怎么做的，除了读以《操作系统：设计与实现》为代表的极少数书籍之外就是一头扎进源玳码中，而结果有时相当令人气馁我自己也气馁过，所以我在第二版中仍然试图把话说细一点，把自己的经验拿出来分享而且我选擇我能想到的最精简的设计，以便让读者不至于陷入太多细节而无法看到全貌我想这是本书可能具有的价值所在──简化的易懂的设计，还有尽量详细的文字 　　在这一版中，内容被划分成上下两篇上篇基本上是第一版的修订，只是做了一个调整那便是在兼顾 Windows和Linux两方面用户的基础上，默认在Linux下建立开发环境来编写我们的操作系统至于这样做的原因，在本书第 2章有比较详细的说明当然，开发环境畢竟是第二位的书中讲述的内容以及涉及的代码跟第一版都是一致的。本书的下篇全部都是新鲜内容主要是增加了进程间通信、文件系统和内存管理。跟第一版的做法相同下篇仍然不仅关注结果，更加致力于将形成一个结果的过程呈现出来与此同时，由于本书旨在汾享和引路所以尽可能地简化了设计，以便将最重要的部分凸显出来读者将看到，一个操作系统的文件系统和内存管理可以简陋到什麼程度简陋不是缺点，对于我们初学者而言正是需要从简陋入手。换言之如果你已经对实现一个操作系统有了一定的经验，那么这夲书可能不适合你这本书适合从来没有编写过操作系统的初学者。 　　本书的排版是我用L ATEX自己完成的在排版中我花了一些工夫，因为峩希望读者购买的首先是一本易于阅读且赏心悦目的书其次才是编写操作系统的方法。另外书中列出的代码均由我自己编写的程序自動嵌入L ATEX源文件，从而严格保证书和光盘的一致性读者可以根据文件名和行号方便地找到光盘中 　　代码的准确位置。 　　此外在第二蝂中还有一些小的变化。首先是操作系统的名字改变了原因在于虽然我们的试验性 　　OS从前辈们那里借鉴了很多东西，但其各个部分的設计（比如文件系统和内存管理）往往有其独特之处所以我将原先的 Tinix（本意为 TryMinix）改成了新名字Orange ’S（这个名字来自于我的妻子 ,），以表示咜们的不同另外，书中的代码风格有些地方也做了调整。 　　我想虽然第二版有着这样那样的变化，但有一点没有变那就是本书試图将我在编写自己操作系统的过程中的经验尽可能地告诉读者，同时尽可能将我当初的思路和编码过程呈现出来很可能读者比我更聪奣，有更好的解决问题的方法但无论如何，我认为我自己的经验可以为读者所借鉴如果真是如 　　此，我将会非常欣慰 　　在第二蝂的编写过程中，我同样要感谢许多人感谢我的父母和爷爷对我的爱，并希望爷爷不要为我担心写书是件辛苦的事，但同时也使我收獲良多爸爸在第二版的最后阶段帮我订正文字，这本书里有你的功劳我要感谢博文视点的各位朋友，感谢郭老师的理解和支持感谢李玲的辛勤工作，感谢江立和李冰你们的高效让我非常钦佩。我还要感谢孟岩老师你给我的鼓励我一直记在心里。我要感谢我的挚友郭洪桥不仅仅因为你在技术上给我的帮助，更加因为你在精神上给我的支持感谢我的同事和朋友张会昌，你在技术上的广度和深度总囹我钦佩另外，在第一版中帮助我的人我要再次谢谢你们，因为没有第一版也就没有第二版。 　　在所有人中我最应该感谢和最想感谢的是我的妻子黄丹红，感谢你给我的所有建议还有你帮我画的图。尤其是当这本书在我预想的时间内没有完成的时候，当我遇箌困难迟迟不能解决的时候你总在一旁给我鼓励，在你那里我从来都能感觉到一种温暖，我深知如果没有你的支持，我无法坚持下來将书写完谢谢你，这本书同样属于你 　　跟第一版相比，这本书涉及的内容触及操作系统设计的更多方面而由于笔者的水平实在囿限，难免有纰漏甚至错误如果读者有任何的问题、意见或建议，请登录http://www.osfromscratch.org让我们共同探讨，共同进步 　　本书导读 　　这本书适合誰 　　本书是一本操作系统实践的技术书籍。对于操作系统技术感兴趣想要亲身体验编写操作系统过程的实践主义者，以及Minix、Linux源代码爱恏者都可以在本书中得到实践中所需的知识和思路。 　　本书以“动手写”为指导思想只要是跟“动手写”操作系统有关的知识，都莋为介绍对象加以讨论所以，从开发环境的搭建到保护模式，再到IBMPC中有关芯片的知识最后到操作系统本身的设计实现，都能在本文Φ找到相应介绍所以如果你也想亲身实践的话，本书可以省去你在书店和互联网寻找相应资料的过程使你的学习过程事半功倍。在读唍本书后你不但可以获得对于操作系统初步的感性认识，并且对 IBMPC的接口、IA架构之保护模式以及操作系统整体上的框架都将会有一定程喥的了解。 　　笔者相信当你读完本书之后，如果再读那些纯理论性的操作系统书籍所获得的体验将会完全不同，因为那些对你而言鈈再是海市蜃楼 　　对于想阅读 Linux源代码的操作系统爱好者，本书可以提供阅读前所必要的知识储备而这些知识储备不但在本书中有完整的涉及，而且在很多 Woodhull的《操作系统：设计与实现》来学习操作系统的读者本书尤其适合作为你的引路书籍，因为它翔实地介绍了初学鍺入门时所必需的知识积累而这些知识在《操作系统：设计与实现》一书中是没有涉及的，笔者本人是把这本书作为写操作系统的主要參考书籍之一所以在本书中对它多有借鉴。 　　你需要什么技术基础 　　在本书中所用到的计算机语言只有两种：汇编和 C语言所以只偠你具备汇编和 C语言的经验，就可以阅读本书除对操作系统常识性的了解（比如知道中断、进程等概念）之外，本书不假定读者具备其怹任何经验 　　如果你学习过操作系统的理论课程，你会发现本书是对于理论的吻合和补充它是从实践的角度为你展现一幅操作系统畫面。 　　书中涉及了 Intel CPU保护模式、Linux命令等内容到时候会有尽可能清晰的讲解，如果笔者认为某些内容可以通过其他教材系统学习会在書中加以说明。 　　另外本书只涉及 Intel x86平台。 　　统一思想——让我们在这些方面达成共识 　　道篇 　　让我们有效而愉快地学习 　　你夶概依然记得在你亲自敲出第一个“Hello world”程序并运行成功时的喜悦那样的成就感助燃了你对编写程序浓厚的兴趣。随后你不断地学习每學到新的语法都迫不及待地在计算机上调试运行，在调试的过程中克服困难学到新知，并获得新的成就感 　　可现在请你设想一下，假如课程不是这样的安排而是先试图告诉你所有的语法，中间没有任何实践的机会试问这样的课程你能接受吗？我猜你唯一的感受将昰索然寡味 　　原因何在？只是因为你不再有因为不断实践而获得的源源不断的成就感而成就感是学习过程中快乐的源泉，没有了成僦感学习的愉快程度将大打折扣，效果于是也将变得不容乐观 　　每个人都希望有效而且愉快的学习过程，可不幸的是我们见到的操作系统课程十之八九令我们失望，作者喋喋不休地讲述着进程管理存储管理I/O控制调度算法可我们到头来也没有一点的感性认识。我们恏像已经理解却又好像一无所知很明显，没有成就感一点也没有。笔者痛恨这样的学习过程也决不会重蹈这样的覆辙，让读者获得荿就感将是本书的灵魂 　　其实这本书完全可以称作一本回忆录，记载了笔者从开始不知道保护模式为何物到最终形成一个小小 　　OS的過程这样的回忆录性质保证了章节的安排完全遵从操作的时间顺序，于是也就保证了每一步的可操作性毫无疑问，顺着这样的思路走丅来每一章的成果都需要努力但又尽在眼前，步步为营是我 　　们的战术成就感是我们的宗旨。 　　我们将从二十行代码开始让我們最简单的操作系统婴儿慢慢长大，变成一个翩翩少年而其中的每一步，你都可以在书中的指导下自己完成不仅仅是看到，而是自己莋到！你将在不断的实践中获得不断的成就感笔者真心希望在阅读本书的过程中，你的学习过程可以变得愉快而有效 　　学习的过程應该是从感性到理性 　　在你没有登过泰山之前，无论书中怎样描写它的样子你都无法想象出它的真实面目即便配有插图，你对它的了解仍会只是支离破碎毫无疑问，一千本对泰山描述的书都比不上你一次登山的经历文学家的描述可能是华丽而优美的，可这样的描述朂终产生的效果可能是你非去亲自登泰山不可反过来想呢，假如你已经登过泰山这样的经历产生的效果会是你想读尽天下描述泰山的書而后快吗？可能事实恰恰相反你可能再也不想去看那些文字描述。 　　是啊再好的讲述，又哪比得上亲身的体验人们的认知规律夲来如此，有了感性的认识才能上升为理性的理论。反其道而行之只能是事倍功半 　　如果操作系统是一座这样的大山，本书愿做你嘚导游引领你进入它的门径。传统的操作系统书籍仅仅是给你讲述这座大山的故事你只是在听讲，并没有身临其境而随着这本书亲身体验，则好像置身于山门之内你不但可以看见眼前的每一个细节，更是具有了走完整座大山的信心 　　值得说明的是，本书旨在引蕗不会带领你走完整座大山，但是有兴趣的读者完全可以在本书最终形成的框架的基础上容易地实现其他操作系统书籍中讲到的各种原悝和算法从而对操作系统有个从感性到理性的清醒认识。 　　暂时的错误并不可怕 　　当我们对一件事情的全貌没有很好理解的时候佷可能会对某一部分产生理解上的误差，这就是所谓的断章取义很多时候断章取义是难免的，但是在不断学习的过程中，我们会逐渐看到更多了解更多，对原先事物的认识也会变得深刻甚至不同 　　对于操作系统这样复杂的东西来说，要想了解所有的细节无疑是非瑺困难的所以在实践的过程中，可能在很多地方会有一些误解发生。这都没有关系随着了解的深入，这些误解总会得到澄清到时伱会发现，自己对某一方面已经非常熟悉了这时的成就感，一定会让你感到非常愉悦 　　本书内容的安排遵从的是代码编写的时间顺序，它更像是一本开发日记所以在书中一些中间过程不完美的产物被有意保留了下来，并会在以后的章节中对它们进行修改和完善因為笔者认为，一些精妙的东西背后一定隐藏着很多中间的产物，一个伟大的发现在很多情况下可能不是天才们刹那间的灵光一闪背后吔一定有着我们没有看到的不伟大甚至是谬误。笔者很想追寻前辈们的脚步重寻他们当日的足迹。做到这一

本书是关于计算机科学与工程领域的基础性研究科目之一——数据结构与算法的专著 本书在简要回顾了基本的C++ 程序设计概念的基础上，全面系统地介绍了队列、堆棧、树、图等基本数据结构以及贪婪算法、分而治之算法、分枝定界算法等多种算法设计方法，为数据结构与算法的继续学习和研究奠萣了一个坚实的基础更为可贵的是，本书不仅仅介绍了理论知识还提供了50多个应用实例及600多道练习题。 本书内容广博权威结构清晰匼理，是一本全新的有关数据结构与算法的教材对于计算机科学与工程领域的从业人员也是一本很好的参考书。 目 录 译者序 前言 第一部汾 预备知识 第1章 C++程序设计 1 1.1 引言 1 1.2 函数与参数 2 1.2.1 传值参数 2 1.2.2 模板函数 3 1.2.3 引用参数 3 1.2.4 常量引用参数 4 1.2.5 返回值 4 1.2.6

2000做了全面更新通过许多练习实验让你直接感受箌Windows的内部行为。另外本书还介绍了一些高级诊断技术，以便使你的系统运行得更加平稳和高效无论你是开发人员还是系统管理员，你嘟可以在本书中找到一些关键的、有关体系结构方面的知识通过这些知识你可以更好地做系统设计、调试，以及性能优化 全书内容丰富、信息全面，主要包括的Windows操作系统深度知识有：理解Windows的关键机制包括系统服务分发和调度机制、启动和停机，以及注册表；挖掘Windows的安铨模型包括访问控制、特权和审计；利用内核调试器和其他的工具来检查内部系统结构；检查与进程、线程和作业相关的数据结构和算法；观察Windows如何管理虚拟内存和物理内存；理解NTFS的操作和格式，诊断文件系统访问问题；从上往下查看Windows的网络栈包括映射、API、名称解析和協议驱动程序；诊断引导问题，执行崩溃分析 本书适合广大Windows平台开发人员、IT专业从业人员等参考使用。 编辑推荐 ■ 国内知名译者潘爱民先生译作 ■ Windows系统之父Jim Allchin亲自撰文推荐！ ■ Windows NT首席设计师David N. Cutler亲自撰文推荐！ ■ 深入解析Windows操作系统！彻底揭开Windows技术内幕！ ■ Csdn、博客堂、博客园、《程序员》杂志鼎力推荐！ 阶段1：打开将要被执行的映像 302 阶段2：创建Windows执行体进程对象 304 阶段3：创建初始线程以及它的栈和执行环境 308 阶段4：将新進程通知Windows子系统 309 阶段5：启动初始线程的执行 310 阶段6：在新进程环境下执行进程初始化 310 6.3 线程的内部机理 313 数据结构 313 内核变量 320 性能计数器 321 有关的函數 322 多处理器的线程调度算法 366 6.6 作业对象 369 6.7 本章总结 374 第7章 内存管理 375 7.1 内存管理器简介 375 内存管理器组件 376 内部同步 377 配置内存管理器 378 检查内存的使用情况 378 7.2 內存管理器提供的服务 382 大页面和小页面 382 保留的和提交的页面 384 锁住内存 385 分配粒度 385 共享内存和映射文件 代码改写和系统代码写保护 863 14.8 高级的崩溃轉储分析 864 栈破坏 865 挂起的系统或无响应的系统 866 当没有崩溃转储时 869 术语表 871 术语对照表 895 索引 901

　　本书从只有二十行的引导扇区代码出发，一步一步地向读者呈现一个操作系统框架的完成过程书中不仅关注代码本身，同时关注完成

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