操作係統(第5版)(微課版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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湯承林 著

圖書標籤:

• 操作係統
• 計算機科學
• 微課
• 教材
• 計算機係統
• 內核
• 進程管理
• 內存管理
• 文件係統
• 係統編程

店铺： 盱眙新华书店图书专营店

出版社： 大连理工大学出版社

ISBN：9787568509305

商品编码：26873079015

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《計算機操作係統原理與實踐》 內容簡介： 這是一本全麵深入探討現代計算機操作係統核心原理與實踐的著作。本書旨在為計算機科學與技術領域的學生、研究人員以及有誌於深入理解操作係統運作機製的開發者提供一份詳實而權威的指導。全書以嚴謹的學術視角，結閤豐富的實際案例，係統地闡述瞭操作係統的設計思想、關鍵技術以及在不同平颱上的應用。 第一部分：操作係統概述與基礎概念 本書的開篇將帶讀者進入操作係統的世界，首先闡述操作係統的定義、功能及其在現代計算機係統中的核心地位。我們將深入剖析操作係統的基本概念，包括進程、綫程、內存、文件係統、設備管理等。讀者將瞭解到操作係統如何管理硬件資源，如何為用戶程序提供一個抽象、高效、易用的運行環境。 操作係統的發展曆程與類型： 迴顧操作係統的演進，從批處理係統到分時係統，再到現代的多任務、分布式、實時操作係統，理解不同時代的需求如何塑造瞭操作係統的設計。 用戶接口與係統調用： 探索用戶如何與操作係統交互，理解命令解釋器、圖形用戶界麵（GUI）以及係統調用的重要性，它是應用程序訪問操作係統服務的橋梁。 內核與用戶模式： 詳細講解內核模式和用戶模式的區分，以及它們之間的切換機製，這是保障係統安全與穩定性的關鍵。 中斷與異常處理： 深入分析中斷和異常的産生機製、處理流程以及它們在操作係統事件驅動模型中的作用。 第二部分：進程管理 進程是操作係統進行資源分配和調度的基本單位。本部分將對進程及其生命周期進行深入剖析，重點關注進程的創建、終止、同步與通信，以及進程調度的各種算法。 進程模型與PCB（Process Control Block）： 詳細介紹進程的概念，以及PCB如何存儲進程的關鍵信息，包括進程ID、狀態、寄存器內容、內存指針等。 進程狀態與轉換： 闡述進程在運行過程中的各種狀態（新建、就緒、運行、阻塞、終止）以及它們之間的轉換條件。 進程創建與終止： 探討操作係統如何創建新的進程，以及進程如何正常終止或被異常終止。 綫程模型與優勢： 引入綫程的概念，解釋綫程作為進程內更小的執行單元，以及多綫程帶來的並發性優勢和編程挑戰。 進程間通信（IPC）： 詳細介紹多種進程間通信機製，如管道（pipe）、消息隊列（message queue）、共享內存（shared memory）、信號量（semaphore）和套接字（socket），理解它們的應用場景和實現原理。 進程同步與互斥： 深入講解臨界區、競態條件（race condition）等並發問題，以及如何利用鎖（lock）、信號量、條件變量（condition variable）和死鎖（deadlock）預防與檢測技術來保證數據的一緻性和程序的正確性。 進程調度算法： 分析各種常見的進程調度算法，包括先來先服務（FCFS）、最短作業優先（SJF）、優先級調度、時間片輪轉（Round-Robin）以及多級反饋隊列調度，並評估它們的性能特點。 第三部分：內存管理 內存是計算機係統中最寶貴的資源之一。本部分將深入探討操作係統如何有效地管理內存，包括內存分配、地址轉換、虛擬內存技術以及頁麵置換算法。 內存分配策略： 講解連續內存分配（固定分區、可變分區）和非連續內存分配（分頁、分段）的基本原理，以及它們帶來的碎片問題。 分頁與分段： 詳細闡述分頁和分段機製，理解邏輯地址如何被轉換為物理地址，以及頁錶和段錶的結構與作用。 虛擬內存： 深入介紹虛擬內存的概念，它是如何通過將一部分程序和數據駐留在磁盤上來擴展物理內存的，從而允許運行比物理內存更大的程序。 請求分頁與頁麵置換算法： 講解請求分頁的工作原理，以及當物理內存不足時，頁麵置換算法（如FIFO、LRU、OPT、Clock）如何選擇淘汰哪些頁麵。 TLB（Translation Lookaside Buffer）與內存性能優化： 探討TLB的作用，它如何加速地址轉換過程，以及其他內存管理相關的性能優化技術。 第四部分：文件係統 文件係統是操作係統管理持久化存儲的核心組件。本部分將深入研究文件係統的組織結構、目錄管理、文件操作以及磁盤調度。 文件概念與屬性： 定義文件及其基本屬性，如文件名、大小、創建時間、訪問權限等。 文件結構與訪問方法： 講解順序文件、索引文件、哈希文件等不同文件結構，以及順序訪問、直接訪問、索引訪問等訪問方法。 目錄結構： 探討單級目錄、二級目錄、樹形目錄等目錄結構，以及它們如何組織和管理文件。 文件係統實現： 深入分析文件係統的內部實現，包括文件分配方法（連續分配、鏈式分配、索引分配）、空閑空間管理以及元數據（inode）的管理。 磁盤I/O與磁盤調度： 講解磁盤I/O的基本原理，以及磁盤調度算法（如FCFS、SSTF、SCAN、C-SCAN、LOOK、C-LOOK）如何優化磁盤訪問效率。 文件係統緩存與日誌： 探討文件係統緩存的作用，以及日誌文件係統如何提高數據的一緻性和恢復能力。 第五部分：設備管理 設備管理負責協調和管理計算機的各種I/O設備。本部分將詳細介紹I/O設備的類型、I/O控製方式、設備驅動程序以及緩衝區技術。 I/O設備的分類與接口： 介紹各種I/O設備（輸入設備、輸齣設備、存儲設備）的特點，以及它們與CPU之間的接口技術。 I/O控製方式： 講解程序控製I/O、中斷驅動I/O、DMA（Direct Memory Access）等不同的I/O控製方式，並分析它們的優缺點。 設備驅動程序： 深入理解設備驅動程序的作用，它是操作係統與硬件設備之間的橋梁，負責將操作係統發齣的通用I/O指令轉換為特定設備的指令。 緩衝區管理： 介紹各種緩衝區策略（單緩衝區、雙緩衝區、環形緩衝區），以及它們如何提高I/O效率並解決CPU與設備速度不匹配的問題。 中斷與異常處理的設備管理視角： 迴顧中斷和異常處理機製在設備管理中的應用，例如設備操作完成中斷。 第六部分：安全與保護 在多用戶、多任務的操作係統環境中，安全與保護是至關重要的。本部分將探討操作係統如何保護係統資源免受非法訪問和惡意破壞。 安全概念與威脅： 定義安全策略，並分析常見的安全威脅，如病毒、惡意軟件、拒絕服務攻擊等。 訪問控製： 講解訪問控製列錶（ACL）、權限位（permission bits）等訪問控製機製，以及它們如何限製用戶和進程對資源的訪問。 認證與授權： 探討用戶認證（如密碼、生物識彆）和授權機製，確保隻有閤法的用戶纔能訪問係統資源。 加密技術在操作係統中的應用： 簡要介紹加密技術在文件係統、網絡通信等方麵的應用，以保護數據的機密性和完整性。 係統監控與審計： 討論係統監控和審計的重要性，它們如何記錄係統活動，以便發現安全問題並進行追溯。 第七部分：現代操作係統發展趨勢 本書的最後將展望操作係統的未來發展方嚮，包括分布式操作係統、嵌入式操作係統、實時操作係統以及雲計算和虛擬化技術對操作係統的影響。 分布式操作係統： 探討分布式操作係統如何管理分布在網絡中的計算資源，實現資源共享和協同工作。 嵌入式操作係統： 介紹嵌入式操作係統在各種智能設備中的應用，以及它們在資源受限環境下的設計特點。 實時操作係統（RTOS）： 講解實時操作係統的特點，它們在對時間有嚴格要求的應用（如工業控製、航空航天）中的重要性。 虛擬化技術與容器： 深入分析虛擬化技術（如虛擬機）和容器技術（如Docker）如何改變瞭操作係統的使用方式和部署模式。 雲計算與操作係統： 探討雲計算對操作係統設計和管理的影響，以及雲原生操作係統的新趨勢。 本書特色： 理論與實踐相結閤： 理論講解深入淺齣，輔以大量的實際案例和代碼示例，幫助讀者理解抽象概念。 係統性與全麵性： 覆蓋操作係統各個核心模塊，形成一個完整的知識體係。 結構清晰，邏輯嚴謹： 章節安排閤理，循序漸進，便於讀者理解和學習。 麵嚮開發者： 強調操作係統的實際應用和設計思路，為有誌於操作係統開發的讀者提供堅實基礎。 適用讀者： 計算機科學與技術、軟件工程等相關專業的本科生和研究生。 希望深入理解操作係統原理的軟件開發者和係統工程師。 對計算機係統底層原理感興趣的研究人員。 本書將成為您探索操作係統奧秘、提升係統設計與開發能力的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

作為一名多年從事軟件開發的工程師，我經常需要接觸和處理各種操作係統層麵的問題，無論是性能調優還是排查bug，對操作係統的理解深度都直接影響到工作效率。這本書對我來說，更像是一本“案頭常備”的工具書。它在內容上非常全麵，涵蓋瞭操作係統的方方麵麵，而且更新及時，緊跟瞭當前操作係統的發展趨勢。我尤其欣賞書中關於並發和同步機製的講解，作者用非常嚴謹的數學模型和清晰的邏輯推演，闡述瞭信號量、互斥鎖、條件變量等核心概念，並且還列舉瞭大量的應用場景，讓我能夠將理論知識與實際開發中的多綫程、分布式係統等問題聯係起來。書中對於分布式操作係統和實時操作係統的介紹，也為我提供瞭寶貴的參考，尤其是在麵對一些復雜係統設計時，能從中獲得不少啓發。雖然我並非初學者，但這本書依然給瞭我很多新的認識和思考。它在問題的分析方法和解決思路上的引導，對於提升解決復雜技術難題的能力非常有幫助。每次翻閱，都能發現新的重點和值得深思的地方，它是一本能陪伴我職業生涯不斷成長的經典之作。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在準備考研的學生，操作係統是我的重點科目之一。在選擇復習資料時，我嘗試瞭市麵上好幾本書，但總覺得要麼內容過於晦澀，要麼不夠係統，要麼就是缺乏實操指導。直到我看到瞭這本《操作係統（第5版）（微課版）》，我纔真正找到瞭讓我安心的復習夥伴。這本書最大的優點在於其“微課版”的特色，它將抽象的理論知識以一種非常生動、易於理解的方式呈現齣來。當我讀到虛擬內存的章節時，原本覺得非常難以理解的頁麵置換算法，通過配套的微課視頻，結閤生動的動畫演示，我立刻就豁然開朗瞭。視頻講解的節奏恰到好處，不會過於冗長，而且重點突齣，配閤書中的文字內容，能夠幫助我牢固掌握每一個知識點。而且，這本書的習題設計也非常有針對性，涵蓋瞭各種類型的題目，從選擇題到分析題，再到一些需要編寫簡單代碼實現的題目，都能很好地檢驗我的學習成果，幫助我發現知識盲點。對於考研復習來說，這本書的係統性、全麵性和“微課”的輔助性，無疑大大提高瞭我的復習效率和信心。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的計算機專業學生，平時接觸過一些操作係統相關的課程，但總感覺知識點零散，理論與實踐脫節。直到我偶然翻開這本《操作係統（第5版）（微課版）》，纔感覺自己找到瞭“組織”。這本書的結構安排非常閤理，從最基礎的操作係統概論，到文件係統、設備管理，再到更深入的並發控製和死鎖預防，層層遞進，邏輯清晰。讓我印象深刻的是，作者並沒有止步於理論的講解，而是非常注重理論與實踐的結閤。書中有很多章節都提供瞭相應的實驗指導，而且這些實驗並不隻是簡單的照貓畫虎，而是能幫助我們真正理解書中的理論是如何在實際環境中實現的。例如，在講到進程調度時，書中提供瞭模擬不同調度算法的實驗，讓我們親手去調整參數，觀察不同算法對係統性能的影響，這種“動手齣真諦”的學習方式，讓我對操作係統的工作原理有瞭更深刻的體會。此外，書中的案例分析也非常有價值，通過分析一些經典操作係統的設計思想和實現細節，可以讓我們站在巨人的肩膀上，學習到更高級的設計理念。總而言之，這本書不僅適閤初學者入門，對於希望深入理解操作係統的學生來說，也是一本極其優秀的參考書。

评分☆☆☆☆☆

這本書真是太齣乎我意料瞭，原本以為一本經典的操作係統教材，內容應該會比較枯燥乏味，但實際讀起來卻充滿瞭驚喜。從一開始，作者就以一種非常直觀且貼近實際應用的方式來介紹操作係統的核心概念，比如進程管理，不是乾巴巴地羅列算法和數據結構，而是通過生動的例子，講解進程是如何被創建、調度以及相互協作的，讓我這個初學者也能迅速理解其中的奧妙。尤其是講到內存管理的部分，我一直覺得這是最抽象也是最難的部分，但這本書用瞭很多形象的比喻，比如內存就像一個巨大的房間，而進程就像住進去的租客，操作係統則要負責分配房間、管理租客的齣入，確保大傢都能有序地使用空間。這種方式極大地降低瞭理解門檻，讓我不再對內存碎片、分頁、分段這些概念感到頭疼。而且，書中穿插的“微課”鏈接，更是錦上添花，當遇到某個概念難以理解時，點開鏈接就能看到一段簡短的視頻講解，比純文字描述生動太多瞭，感覺就像請瞭一位耐心的老師在旁邊手把手教我一樣，學習效率瞬間提升瞭好幾個檔次。對於那些像我一樣，希望在學習理論知識的同時，也能快速掌握實際操作和應用的學習者來說，這本書絕對是不可多得的寶藏。

评分☆☆☆☆☆

說實話，拿到這本書的時候，我並沒有抱太大的期望，畢竟操作係統這個主題聽起來就比較硬核。但翻開之後，我卻被它深深吸引瞭。作者的寫作風格非常獨特，既有嚴謹的學術深度，又不失輕鬆幽默的筆觸。在講解文件係統的概念時，他沒有簡單地介紹文件的存儲結構，而是像講故事一樣，描述瞭用戶如何通過文件來組織和管理信息，以及操作係統如何巧妙地將這些信息映射到物理磁盤上。這種敘事性的講解方式，讓我感覺自己不是在學習一本技術書，而是在探索一個充滿智慧和創意的數字世界。書中穿插的很多小故事和曆史典故，也讓我在輕鬆的氛圍中，瞭解到瞭操作係統發展過程中的一些趣聞軼事，這極大地激發瞭我學習的興趣。而且，書中的圖示和插圖設計也非常精美，它們不僅僅是為瞭美觀，而是將復雜的係統架構和工作流程用直觀的圖形語言錶達齣來，讓我在閱讀時事半功倍。總而言之，這本書不僅僅是一本技術教材，更是一本能夠激發讀者對計算機科學産生濃厚興趣的啓濛讀物，非常適閤那些對技術有好奇心，但又希望在輕鬆愉快的氛圍中學習的讀者。