CS140: Operating Systems and Systems Programming

Description
  • 操作系统： 死锁的条件与算法，进程的状态，进程和线程的区别，内存换页算法，同步与互斥等，参考书籍：现代操作系统
Prerequisite
  • Principles of Computer Systems
Readings
Knowledge points
  • OS 四大模块的理论知识: 进程与线程管理、内存管理、IO与文件系统、设备管理
  • 了解 Linux 内核部分实现原理，如内存管理、进程管理、虚拟文件系统等
  • 操作系统由哪些构成
  • 进程的状态、切换、调度
  • 进程间通信方式（共享内存、管道、消息）
  • 进程和线程的区别
  • 线程的实现方式（一对一、多对一等）
  • 互斥与同步（信号量、管程、锁）
  • 死锁检测与避免
  • 并发经典的问题：读者写者、哲学家就餐问题
  • 为什么需要虚拟内存，MMU 具体如何做地址转换的
  • 内存为什么分段、分页
  • 页面置换算法
  • 文件系统是如何组织的
  • 虚拟文件系统（VFS）是如何抽象的
  • 对于进程、线程这块你还可以把 fork、vfork、clone 、pthread_create 这些模块关系彻底搞清楚
Systems Programming

  • 进程间通信方式：信号量、管道、共享内存、socket 等

  • 多线程编程：互斥锁、条件变量、读写锁、线程池等

  • 五大 IO 模型：同步、异步、阻塞、非阻塞、信号驱动

  • 高性能 IO 两种模式：Reactor 和 Proactor（ 但是 Linux 下由于缺少异步 IO 支持，基本没有 Proactor

  • IO 复用机制：epoll、select、poll（破解 C10K 问题的利器）

  • 《Unix网络编程》

  • 《Unix环境高级编程》

  • 《Linux高性能服务器编程》

  • 《Linux多线程服务器端编程》

  • HTTP 服务器、网络库、RPC序列化、网络传输、服务发现、grpc、brpc

  • 类似QQ的网络聊天室，简单版的就可以直接在局域网内实现群聊、单聊等。

  • 如何不通过服务器中转消息实现 P2P 聊天，类似 QQ，这里会涉及到 UDP 打洞、NAT 转换等知识

  • 比如 UNP 和 APUE 中 IO、文件、进程控制、信号、线程、线程控制、基本套接字编程 这些是比较重要的模块，其它边角知识，可以用到再去查。