从DCIM过渡到DMAAS

不过，我把几个版本比较了一下，最新版知识点增加了不少，还补充了一些新的内容，涵盖了iOS、Android等移动操作系统，但主要的知识结构并没有大幅调整，核心的研究对象和问题，仍然是早就登场的那几个。

具体是哪几个呢?就仨：进程、内存和存储。操作系统最重要的功能就是“管理”，具体来说是两项工作，资源的分配和资源的调度，那管理的核心对象是哪些呢?就是这仨，分别对应的硬件是CPU、内存和硬盘，想想就能知道，这仨同样是计算机里的三个扛把子部件。

我们说恐龙书经典，其中一个地方就体现在对操作系统知识体系的划分上面。恐龙书当然会重点照顾这三个核心对象，为它们一一设有单元，再加上必不可少的概论、大家现在都很关注的安全，以及前面提到的案例分析，就构成了恐龙书最新第9版的六大知识板块。

作为一名操作系统爱好者，我看过很多操作系统的书，有偏重原理的，有偏重实例的，也会有其它新的偏重，譬如会为网络，硬件架构、设备管理等等内容设置独立章节，但无论哪本书，进程、内存和存储(也有称为外存)始终是书里的三条主线。总而言之，学操作系统，首先都得紧紧抓住进程、内存和存储学懂学通。

03 怎样学操作系统

既然进程、内存和存储是操作系统的三个核心对象，那具体应该怎么学呢?一句话回答：带着问题学。这里的“带着问题学”，和我们平时常说的有所不同，在操作系统里面，进程、内存和存储都有各自需要重点关注的问题。

就拿进程来说，进程是操作系统中相对比较抽象的概念，所以大多数操作系统的教材都会不吝笔墨，给进程下一堆的定义，试图只靠文字就解释清楚什么是进程。不过效果总不太好，大家不容易看懂，还容易看晕，毕竟“抽象”的意思就是说，你懂了马上心领神会，你不懂总感觉鸡同鸭讲。

我倒认为没必要在进程的定义上作过多纠结，关键是功用，开始只需要记住一点，进程对应的是CPU。计算机所谓的“计算”，指的就是CPU运算，那运算什么内容呢?这就是进程。

本来这个过程不算复杂，好像也没什么问题，但是后来人们搞出了“多进程”，一个CPU能“同时”运行多个进程。但这个“同时”不是真正的同时，用术语来说，是并发执行而不是并行执行，结果一下就复杂起来，问题也就随之而来了。

进程增多了，但CPU却只有一个，出现了多对一的竞态问题，这就是一切问题的起源。围绕着竞态问题，进程接着又衍生出了许多问题。

首先就是调度问题。对操作系统来说，调度是个大问题。书本肯定都会告诉你，进程有很多个状态，有些还画成了状态迁移图，各种线飞来飞去，看得眼花缭乱。感觉上很难，但我觉得，把握好了背后的逻辑，这些看似凌乱的知识点就是条理清晰地串在一起。

在这里，我们只需要死死盯住竞态问题，正是因为进程和CPU不再是一一对应，所以需要调度，而所谓调度，就是杂技里的用两只手玩五只球，总会区分出接回手里的、准备抛出的和停在空中的几种情况，所以也需要根据情况给进程配套设计不同的状态，调度的具体工作，就是想办法让进程在这几个状态中来回迁移倒腾，最终营造出CPU同时执行多个进程的假象。

进程之下是线程，现在又搞出了协程和纤程，以后不知道还会什么程，不过，目的只有一个，更充分地利用CPU时间，而且都难以避免一个问题，就是调度问题。

调度本身不难，难就难在设计调度原则，谁上谁下，执行多久，等待多久，都需要一一加以考虑，而且最难的地方在于，调度是没有最优解的，只有在指定原则条件下，设计出相当不错的调度方案。

进程除了竞争CPU，还要竞争资源，譬如两个甚至更多的进程可能都需要同时读写同一个文件，我们熟悉的多对一的关系，会导致我们熟悉的竞态问题，在CPU那导致了调度问题，而到了资源这里，则会导致同步问题和死锁问题。

同步问题很简单，进程既然要调度，那肯定没办法把活一口气干完，譬如说读写某个文件，读到一半被换下来了，下次再换上来的时候发现，别的进程也在读写这个文件，内容变了。

（编辑：阿坝站长网）

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