一级考试辅导(新大纲)//全国计算机等级考试辅导丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力出版社

作者:丛 会

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-01-01

价格:25.0

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isbn号码:9787508313825

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《深入理解操作系统：原理、设计与实践》 本书聚焦于操作系统这一计算机科学的基石领域，旨在为读者提供一个全面、深入且兼具实践指导意义的学习路径。不同于侧重特定等级考试应试技巧的辅导资料，本书致力于构建扎实的理论框架，培养读者对现代操作系统内核工作机制的深刻洞察力。 第一部分：基础理论与架构的奠基石 本部分从最基础的概念出发，为后续复杂的系统分析打下坚实的基础。我们摒弃了碎片化的知识点罗列，转而采用结构化的方式，系统地阐述操作系统的核心使命、历史演进及其在多层次计算环境中的地位。 1. 操作系统概述与核心目标： 详细解析操作系统作为资源管理器和用户界面抽象层的双重角色。重点讨论操作系统的四大基本功能：进程管理、内存管理、文件系统管理和I/O管理。同时，引入现代操作系统的设计哲学，如模块化、可移植性与安全性。 2. 计算机体系结构与操作系统的接口： 深入探讨硬件层面对操作系统的约束和支持。内容涵盖CPU的执行模式（用户态与内核态）、中断与异常的机制、特权指令的保护，以及DMA（直接内存访问）如何减轻CPU在I/O操作中的负担。理解这些底层机制是掌握内核调度的前提。 3. 汇编语言与系统调用： 为理解用户程序如何请求内核服务，本书提供了特定体系结构（如x86-64）下的汇编基础回顾。重点剖析系统调用的工作流程，包括参数传递、上下文保存与恢复，以及从用户空间切换到内核空间的具体步骤和栈帧变化。 第二部分：进程与线程的管理——并行性的核心 进程与线程是操作系统实现多任务处理的基石。本部分将系统性地解析进程的生命周期、状态转换以及并发执行带来的复杂性。 1. 进程的抽象与控制块（PCB）： 详尽描述进程控制块（PCB）的数据结构及其包含的关键信息（寄存器快照、栈指针、代码段和数据段基址等）。分析不同操作系统（如Linux、Windows）中PCB的实际组织形式。 2. 进程的创建、撤销与上下文切换： 深入剖析`fork()`和`exec()`等关键系统调用的内部实现细节。详细阐述上下文切换（Context Switch）的完整流程，包括保存旧进程状态、更新调度器数据结构以及加载新进程状态所涉及的开销与优化手段。 3. 线程模型与用户级/内核级线程： 区分进程与线程的本质区别。对比经典的1:1、M:N和1:1线程映射模型。重点分析用户级线程库（如pthreads早期实现）与内核级线程（如现代Linux NPTL）在调度、同步和阻塞处理上的优劣。 4. 进程间通信（IPC）： 全面覆盖各种IPC机制，包括共享内存、消息队列、信号量、管道（Pipe）和Socket。对于每种机制，不仅介绍其使用方法，更深入分析其背后的内核数据结构和同步保证。 第三部分：CPU调度的艺术——公平与效率的平衡 本部分关注操作系统如何高效地分配CPU时间，确保系统既能响应高优先级的任务，又能保证所有任务获得合理的执行机会。 1. 调度的基本目标与性能指标： 定义响应时间、周转时间、吞吐量、CPU利用率等关键性能度量。探讨调度的非抢占式与抢占式策略。 2. 经典调度算法的深入剖析： 详细分析和模拟以下算法： 先来先服务（FCFS） 与 短作业优先（SJF） 及其在实际系统中的局限性。 时间片轮转（Round Robin） 算法，重点讨论时间片大小对系统性能的影响。 优先级调度 及其面临的“饥饿”问题，以及老化（Aging） 机制的引入。 3. 现代多级反馈队列（MLFQ）： 详细解析MLFQ的设计原理，包括队列间的提升和降级规则，以及如何动态地适应不同类型的进程需求（I/O密集型 vs. CPU密集型）。 4. 多处理器调度： 讨论SMP（对称多处理）环境下的挑战，包括负载均衡（Load Balancing）、CPU亲和性（Affinity） 以及软/硬分区等高级调度策略。 第四部分：内存管理——虚拟化与保护的实现 内存管理是操作系统最复杂且最关键的模块之一。本书旨在揭示虚拟内存如何将程序地址空间与物理内存分离，实现保护和高效利用。 1. 内存分段与分页机制： 深入讲解分页（Paging）如何解决内部和外部碎片问题。详述页表（Page Table）的结构、多级页表（Two-level/Multi-level Paging）的设计，以及TLB（Translation Lookaside Buffer）在加速地址翻译中的关键作用。 2. 虚拟内存的实现： 剖析请求调页（Demand Paging）的工作流程。当发生缺页中断（Page Fault）时，操作系统如何选择受害者页面（页面置换算法）并将新页面加载到物理内存中。 3. 页面置换算法的性能分析： 严格对比和分析FIFO、LRU（最近最少使用）、OPT（最佳）以及Clock算法。重点关注LRU在实际硬件中的实现（如计数器法与栈法）及其近似算法。 4. 内存保护与地址转换： 探讨如何利用硬件支持（如页表项中的保护位）实现内存访问权限控制。解析内核空间与用户空间的隔离机制。 第五部分：文件系统与I/O管理 本部分着眼于持久化存储的管理，解析文件系统如何提供可靠、高效的数据访问接口。 1. 文件系统的结构与实现： 介绍文件的逻辑结构（记录、流）和物理结构（连续分配、链式分配、索引分配）。重点剖析i节点（inode）在UNIX/Linux文件系统中的作用，以及超级块的管理。 2. 目录结构与查找： 比较单级、两级和树形目录结构。分析路径名解析（Path Resolution）的效率。 3. 文件系统的性能优化： 探讨块的组织、缓冲区缓存（Buffer Cache）的作用。深入分析日志（Journaling）文件系统（如Ext4, NTFS）如何保证数据一致性，减少崩溃恢复时间。 4. 磁盘调度与I/O子系统： 分析磁盘存取时间模型。详述FCFS、SSTF、SCAN（Elevator）等磁盘调度算法的效率差异。阐述I/O子系统中的中断处理链和I/O队列管理。 第六部分：同步与互斥——并发控制的挑战 同步是并发编程中最容易出错的部分。本书将重点剖析如何利用同步原语确保共享资源访问的原子性和正确性。 1. 互斥问题的经典解决方案： 深入分析Peterson’s Solution，并解释它在多处理器环境下的局限性。 2. 硬件支持的同步机制： 详细介绍基于Test-and-Set、Swap等原子指令如何构建更高级的锁机制。 3. 信号量（Semaphores）与管程（Monitors）： 详细讲解信号量的P/V操作及其在解决生产者-消费者问题、读者-写者问题中的应用。对比信号量和管程在编程抽象层次上的差异，阐述为何现代语言更倾向于使用管程结构（如Java的`synchronized`）。 4. 死锁的识别、预防、避免与检测： 系统阐述死锁的四个必要条件。深入分析银行家算法（Banker's Algorithm）的原理与局限性，并探讨操作系统如何实现死锁检测与恢复。 本书特色： 理论与代码结合： 穿插对Linux内核关键数据结构和函数调用的代码片段分析（非完整的考试代码实现，而是针对原理点的源码揭示）。 侧重理解而非记忆： 所有算法均配有详细的推导过程和性能分析，强调“为什么”而不是“是什么”。 面向系统设计： 知识点组织遵循操作系统的分层结构，帮助读者建立起对整个系统运作的宏观视野。 适用读者： 计算机专业本科高年级学生、研究生，以及希望从“使用者”升级为“设计者”的软件工程师和系统架构师。本书提供的知识深度远超基础的考试要求，是深入理解现代计算系统运行机制的权威参考。

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这本《深入理解C++并发编程实践》简直是为我这种想在多线程领域有所突破的程序员量身定做的！我之前对互斥量、条件变量这些概念总感觉隔着一层纱，看书也是云里雾里。但是这本书，它不是那种干巴巴地堆砌理论，而是大量采用实际工程中的案例来阐述原理。比如，它用一个高并发日志系统的场景，细致地剖析了如何使用无锁数据结构来避免传统锁带来的性能瓶颈，那种图文并茂的讲解方式，让我仿佛置身于代码调试现场。更让我惊喜的是，它并没有止步于标准的库特性，还深入探讨了内存模型（Memory Model）在不同架构下的表现差异，这对于编写跨平台高性能代码至关重要。读完它，我终于能自信地去设计那些需要精细控制并发粒度的模块了，感觉自己的编程内功一下子提升了好几个档次，不再是只会用`std::thread`的初学者了。书中的代码示例都非常精炼且可执行，注释详尽，体现了作者深厚的实战经验。

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最近在学习网络安全攻防，特别是针对Web应用的漏洞挖掘，这本《深入理解HTTP/3协议与QUIC安全机制》给我提供了非常新鲜且及时的视角。在大部分安全书籍还在强调TCP/TLS安全的时候，这本书已经前瞻性地转向了基于UDP的QUIC协议。我以前认为QUIC无非就是提升了握手速度，但这本书深入剖析了它如何解决TCP的队头阻塞问题，以及在连接迁移方面的强大能力。更重要的是，它详细讲解了QUIC协议层面的安全机制，比如如何抵御连接劫持、重放攻击，以及它与TLS 1.3的紧密结合如何构建了一个更健壮的安全隧道。对于想要在未来几年内保持网络安全技术栈前沿的从业者来说，理解QUIC已经不再是可选项，而是必选项，这本书恰好提供了一个全面且深入的解读框架。

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作为一名数据分析师，处理海量非结构化文本数据是家常便饭，但传统方法的效率实在太低了。有幸接触到这本《基于Transformer架构的中文自然语言处理进阶指南》，简直是为我的工作带来了革命性的变化。这本书没有大篇幅地去介绍RNN或LSTM这些“旧爱”，而是直接切入BERT、GPT等主流的注意力机制模型。作者的叙述方式非常注重工程落地，它不仅解释了自注意力（Self-Attention）的数学原理，更详细地介绍了如何针对中文分词、语境理解等特点，对这些模型进行微调（Fine-tuning）。特别是关于“如何高效地利用GPU进行批处理推理”这一章节，提供了许多基于PyTorch的高级技巧，让我能将原本需要数小时的文本分类任务，缩短到半小时以内完成。对于希望将NLP前沿技术应用于实际业务场景的读者来说，这本书提供了从理论到实践的完整闭环。

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最近在研究嵌入式系统的实时性问题，手头翻阅的这本《ARM Cortex-M系列微控制器中断管理与低功耗设计》让我茅塞顿开。市面上很多讲解M系列内核的书籍，要么过于偏重汇编细节，要么就是纯粹的寄存器手册翻版，缺乏系统性的设计思想。然而，这本书的视角非常独特，它把中断处理流程和功耗管理策略紧密地结合起来讨论。我特别喜欢它对“中断延迟预算”的分析部分，作者通过实际测量和建模，清晰地展示了不同中断优先级配置和上下文切换对系统响应时间的影响。它不仅教你怎么写中断服务程序（ISR），更重要的是教你如何设计整个中断架构来满足苛刻的实时要求。关于低功耗模式的讲解也极其到位，从Tickless Idle到深度睡眠模式的唤醒机制，配上了清晰的流程图和实际的能耗曲线对比，这对于我们这种需要电池供电的项目来说，简直是宝贵的财富。

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我最近为了准备前端性能优化的课题，找了这本《现代浏览器渲染流水线与性能调优实战》。说实话，我对浏览器的内部机制一直停留在“知道有这个东西”的层面，比如DOM树、CSSOM树，但具体它们是如何合并成渲染树，又是如何被布局和绘制的，一直很模糊。这本书真正做到了“拆解引擎盖”，它用非常清晰的逻辑，将整个渲染流程（Parsing -> Style -> Layout -> Paint -> Composite）一步步展示出来。我印象最深的是关于“布局抖动”（Layout Thrashing）的案例分析，作者通过一个实际的JavaScript操作序列，演示了如何通过批量读取和写入DOM属性来规避不必要的重排（Reflow），配上的时间轴图表让人一目了然。对于前端开发者来说，这本书极大地拓宽了我们对“优化用户体验”的理解，不再仅仅是关注代码层面的优化，而是深入到了浏览器执行的底层逻辑，非常推荐给所有想成为性能专家的前端工程师。

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