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： 沭阳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：26881344301

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探索計算世界的基石：一本深入淺齣的係統編程指南 在這個信息爆炸的時代，我們與計算機的每一次交互，都離不開一個默默運行的強大係統——操作係統。它如同這座數字王國的總管，協調著硬件資源，管理著軟件運行，確保我們能夠流暢地完成從簡單的瀏覽網頁到復雜的科學計算等各種任務。然而，這個看似理所當然的存在，其背後卻蘊含著精巧的設計、嚴謹的邏輯以及深厚的技術積纍。 本書，一本旨在揭示操作係統奧秘的著作，將帶領您踏上一段探索計算世界核心的旅程。它不僅僅是一本介紹“是什麼”的書，更是一本深入剖析“為什麼”和“怎麼做”的指南。無論您是初次接觸計算機科學的學生，還是希望鞏固和深化操作係統理解的開發者，亦或是對技術底層充滿好奇的愛好者，都能從中獲益匪淺。 深入核心，揭示原理 本書的核心在於對操作係統基本原理的深入講解。我們將從最基礎的概念入手，逐步剖析操作係統的各個組成部分是如何協同工作的。 進程管理： 進程是程序在內存中的一個執行實例。理解進程管理，是理解操作係統如何同時運行多個程序、如何進行多任務處理的關鍵。本書將詳細介紹進程的創建、銷毀、同步與通信等機製。您將瞭解什麼是進程控製塊（PCB），它如何存儲進程的上下文信息；如何通過係統調用來創建新進程，以及這些進程如何在CPU上調度執行。我們將探討各種調度算法，如先來先服務（FCFS）、短作業優先（SJF）、優先級調度和時間片輪轉（Round Robin），並分析它們的優缺點，以及它們在不同場景下的適用性。進程同步與通信是另一大重要主題，您將學習如何利用信號量（Semaphores）、互斥鎖（Mutexes）、條件變量（Condition Variables）等工具來解決並發進程之間的共享資源訪問問題，避免數據不一緻和死鎖。進程間通信（IPC）的多種方式，如管道（Pipes）、消息隊列（Message Queues）、共享內存（Shared Memory）等，也將得到詳盡的闡述，幫助您理解不同進程之間如何高效地交換信息。 內存管理： 內存是程序運行的直接場所，高效的內存管理對係統的性能至關重要。本書將深入探討內存分配、迴收、保護以及虛擬內存等關鍵概念。您將學習到連續內存分配（如首次適應、最佳適應、最壞適應）和非連續內存分配（如分頁、分段）的區彆，以及它們如何影響內存利用率和碎片化問題。分頁機製，尤其是頁錶、TLB（Translation Lookaside Buffer）的原理，將是重點講解的內容。您將理解虛擬內存如何通過地址映射，允許程序使用比物理內存更大的地址空間，從而支持更大的程序運行和更好的內存隔離。頁麵置換算法，如FIFO、LRU（Least Recently Used）、OPT（Optimal）等，及其在虛擬內存係統中的作用，也將被詳細分析。此外，內存保護機製，如地址重定位和權限檢查，將幫助您理解操作係統如何防止一個進程非法訪問另一個進程的內存空間，確保係統的穩定運行。 文件係統： 文件係統是操作係統提供的用於存儲、組織和訪問數據的接口。本書將剖析文件係統的結構、實現以及關鍵操作。您將瞭解文件的概念、目錄結構、以及不同類型的文件係統（如FAT、NTFS、ext4）的特點。本書將深入講解文件係統的主要功能，包括文件的創建、刪除、讀寫、查找、權限管理等。我們將探討文件係統的緩存機製，以及如何通過日誌（Journaling）來提高文件係統的可靠性和容錯能力。您還將學習到如何實現文件係統的掛載和卸載，以及如何處理文件係統的碎片整理和空間管理。 I/O管理： 輸入/輸齣（I/O）設備是計算機與外部世界交互的橋梁，高效的I/O管理能夠顯著提升係統性能。本書將詳細介紹I/O設備的類型、I/O控製方式以及I/O係統的設計。您將瞭解中斷驅動I/O、DMA（Direct Memory Access）等技術如何減少CPU在I/O操作中的負擔。緩衝技術、設備驅動程序的作用，以及I/O調度算法，都將得到深入的探討。您將理解操作係統如何通過設備管理模塊，統一管理各種I/O設備，並提供一緻的接口供應用程序使用。 並發與同步： 在多處理器或多核環境下，並發執行是常態。本書將深入探討並發環境下可能遇到的問題，如競態條件（Race Conditions）、死鎖（Deadlocks）等，並提供解決這些問題的技術。您將學習到如何使用互斥鎖、信號量、條件變量等同步原語來協調並發進程或綫程的執行。死鎖的産生條件、檢測、預防和解除方法也將被詳細闡述，幫助您編寫健壯的並發程序。 實踐導嚮，理論與實踐的結閤 理論知識是基礎，但隻有與實踐相結閤，纔能真正掌握操作係統的精髓。本書在理論講解的同時，非常注重實踐內容的呈現。 係統調用： 您將學習到如何通過係統調用與操作係統進行交互，理解這些調用的作用和實現方式。從創建進程、讀寫文件到網絡通信，每一個係統調用背後都有其復雜的實現細節。本書將引導您通過實際的編程示例，調用這些係統函數，直觀地感受操作係統提供的服務。 內核機製： 本書將適度介紹操作係統的內核機製，幫助您理解應用程序是如何在用戶態和內核態之間切換，以及內核在整個係統中的核心作用。雖然不深入到操作係統內核的源代碼層麵，但會揭示其關鍵的設計思想和工作流程。 性能分析與優化： 理解操作係統的運行機製，也意味著能夠分析係統的性能瓶頸，並進行相應的優化。本書將探討一些性能分析工具和方法，以及在不同場景下如何通過調整操作係統參數或應用程序設計來提升係統性能。 易於理解，結構清晰 本書采用瞭清晰的結構和邏輯，旨在讓讀者能夠循序漸進地掌握操作係統知識。 開篇點題： 從宏觀層麵介紹操作係統的定義、作用以及發展曆程，引發讀者的興趣。 模塊化講解： 將操作係統劃分為邏輯清晰的各個模塊（進程管理、內存管理、文件係統等），逐個擊破。 概念闡釋： 每一個核心概念都會被清晰地定義、解釋，並輔以圖示或類比，力求通俗易懂。 實例支撐： 大量精心設計的例子和場景分析，將抽象的概念具象化，便於理解。 總結與提升： 每個章節的結尾都會有重點總結，並提齣進一步思考的問題，引導讀者深入探究。 誰適閤閱讀這本書？ 計算機科學與技術專業的學生： 這是您在學習操作係統課程時不可或缺的參考資料，能夠幫助您紮實掌握課程知識，為後續學習打下堅實基礎。 希望深入理解計算機原理的開發者： 無論您是前端、後端還是嵌入式開發者，瞭解操作係統的底層原理，都能幫助您編寫齣更高效、更健壯的代碼，更好地利用係統資源。 對技術底層充滿好奇的愛好者： 如果您想知道計算機是如何工作的，想揭開軟件運行的神秘麵紗，這本書將是您絕佳的入門讀物。 這是一本集理論深度、實踐指導、清晰結構於一體的操作係統學習指南。它將為您打開一扇通往計算世界核心的大門，讓您不僅能“使用”計算機，更能“理解”它。準備好踏上這場激動人心的探索之旅吧！

评分☆☆☆☆☆

這本書的作者顯然對操作係統的理論有著非常深刻的理解，這一點毋庸置疑。它在理論的完備性上做得非常齣色，幾乎覆蓋瞭操作係統理論的每一個主要分支。然而，這種全麵性帶來的副作用就是內容的密度過高，缺乏必要的喘息空間。對於我這種希望快速建立起一個全局觀，然後針對性深入某一領域的讀者來說，閱讀體驗並不算流暢。我希望看到更多的對比分析，比如不同文件係統（EXT4, XFS, ZFS）在特定負載下的性能差異和設計哲學，但書中對這些差異的討論非常淺嘗輒止。而且，書中引用的很多例子似乎還是基於較老的係統版本，這讓我在嘗試驗證某些行為時遇到瞭睏難。畢竟，操作係統是一個不斷演進的領域，一本優秀的教材需要能夠反映齣這種動態性。這本書更像是一部經典的“史書”，記錄瞭這些理論的奠基，但對於正在發生的“變革”，它的關注點似乎有所欠缺。總體而言，它是一部值得尊敬的理論基石，但作為指導現代係統開發的實戰手冊，還有很長的路要走。

评分☆☆☆☆☆

這本書拿到手，第一感覺是挺厚實的，裝幀也挺正式的，作為一本經典的教材，它似乎想把所有關於操作係統的基礎知識都囊括進去。初翻目錄，發現章節劃分得非常細緻，從最底層的硬件接口到高層的文件係統管理，脈絡清晰。我本來是想找一本能把那些晦澀的並發控製和內存管理講得更直觀一點的書，尤其是那種能結閤最新的多核架構和虛擬化技術的案例。然而，這本書的敘述方式更偏嚮於傳統的理論講解，很多概念的引入都顯得有些枯燥。比如講到進程調度算法時，雖然數學模型很嚴謹，但缺乏實際案例的演示，讀起來會讓人覺得有點抽象。我希望能看到更多關於Linux內核或者Windows內部機製的剖析，比如係統調用的具體流程、中斷處理的細節，這些在書裏隻是點到為止。對於一個初學者來說，這種密集的理論轟炸可能會讓人望而卻步，需要花費大量時間去啃那些定義和定理。總的來說，它更像是一本紮實的參考書，適閤已經有一定基礎，需要係統迴顧或深入研究特定理論的讀者，對於追求生動有趣和前沿實踐的讀者來說，可能需要尋找其他的補充材料。

评分☆☆☆☆☆

我對這本書的期待值其實挺高的，畢竟是第五版，理論上應該有所迭代和更新。但閱讀後發現，它的核心內容似乎停留在上一個時代的思維框架裏。比如在談論I/O管理時，對異步I/O和事件驅動模型的描述顯得力度不足，對於現代高性能服務器如何處理海量並發請求的那些技巧，這本書幾乎沒有涉獵。我特彆留意瞭虛擬化技術這一塊，希望能看到KVM或VMware的一些底層原理介紹，但內容寥寥數語，更多的是停留在概念的解釋上，缺乏深入的技術細節。這讓我感覺這本書的“微課版”這個副標題有點名不副實，它更像是傳統的教材加上瞭一些零星的在綫資源鏈接，而不是真正將現代教學方法融入瞭內容結構。我嘗試用它來理解現代雲計算環境下的資源隔離和調度策略，但發現收效甚微。它更適閤用來打基礎，理解什麼是“管道”或者“死鎖”，但對於如何構建一個可靠、高性能的現代係統，這本書提供的指導性似乎有限。它更像是一份知識的清單，而不是一本指導實踐的工具書。

评分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的排版和圖錶質量並不算太差，黑白印刷的圖例雖然簡單，但尚能錶達概念。最讓我感到睏擾的是內容的組織邏輯，有時候會覺得章節之間的銜接不夠自然。比如，在詳細講解瞭文件係統的結構之後，突然跳躍到網絡協議棧的概述，這種跨度太大，讓人需要不斷地迴溯前麵的知識點纔能跟上作者的思路。我更傾嚮於看到一個從硬件到操作係統再到應用層漸進深入的學習路徑。而且，這本書在講解復雜概念時，往往傾嚮於堆砌術語，很少有那種“Aha moment”的瞬間。例如，講解頁錶機製時，那種層層嵌套的抽象讓人暈頭轉嚮，如果能輔以一個具體的CPU地址轉換流程圖和幾個生動的實例（比如一個程序啓動後內存是如何映射的），理解起來會容易得多。我花瞭很長時間纔把虛擬內存這部分搞懂，這部分內容如果能更精簡有力地呈現齣來，會大大提升閱讀體驗。它更像是一位知識淵博的教授在課堂上滔滔不絕，內容全麵，但缺乏與學生的有效互動和反饋機製。

评分☆☆☆☆☆

我本職工作是偏嚮應用開發的，學習操作係統主要是為瞭更好地進行性能調優和理解底層瓶頸。因此，我更關注的是實際的係統調用開銷、上下文切換的成本，以及如何通過調整內核參數來優化應用性能。這本書在這些實操層麵的指導上顯得力不從心。它詳細解釋瞭上下文切換的機製，但沒有提供任何衡量切換時間的代碼片段或性能測試方法。當我試圖查找如何診斷一個係統是CPU密集型還是I/O密集型時，書中提供的工具和方法都非常基礎，缺乏對現代Linux性能分析工具如`perf`或eBPF的任何提及。這讓我感覺這本書的視角過於“學術化”，更像是為未來的係統程序員準備的，而不是為當下的工程師服務的。如果它能在每一章的末尾增加一個“實踐與調優”的小節，探討如何將理論知識應用於解決實際問題，那價值將不可估量。目前看來，它更像是一本教科書，而不是一本“工具箱”。