编译原理学习指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:西安电子科技大学出版社

作者:胡元义

出品人:

页数:250

译者:

出版时间:2001-8-1

价格:19.0

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787560610467

丛书系列:

图书标签:

• 编译原理
• 编译器
• 程序设计语言
• 语法分析
• 语义分析
• 代码生成
• 词法分析
• 计算机科学
• 教学
• 学习指南

计算机科学经典著作：面向初学者的操作系统深度解析 书籍名称： 操作系统：核心原理与实践指南 作者： [此处可填写虚构的资深计算机科学家姓名] 出版信息： [此处可填写虚构的知名出版社名称]，初版 [虚构年份] --- 内容概述：构建坚实的系统底层认知 本书旨在为计算机科学、软件工程以及相关领域的学生和专业人士提供一本全面、深入且极具实践指导意义的操作系统教材。我们深刻认识到，操作系统是现代计算系统的基石，理解其内部工作机制对于编写高效、安全、可靠的软件至关重要。本书避开了繁复的理论推导和特定操作系统的晦涩细节，而是专注于揭示操作系统设计背后的核心思想、关键算法和工程权衡。 全书内容结构清晰，循序渐进，从最基础的硬件-软件接口开始，逐步深入到复杂的资源管理领域，最终涵盖现代多核和分布式环境下的挑战。我们相信，掌握了这些核心原理，读者便能触类旁通，无论是面对Linux、Windows还是macOS，都能迅速抓住其设计的本质。 第一部分：基础架构与硬件交互 本部分为后续内容的铺垫，重点阐述操作系统如何与底层硬件进行高效、安全的交互，确立整个系统的运行模型。 第一章：机器层面的抽象与启动过程 详细剖析了CPU、内存、I/O设备的基本工作原理，特别是指令集架构（ISA）如何定义了操作系统的活动空间。我们着重讲解了系统启动（Bootstrapping）的完整流程，从固件（Firmware）到内核（Kernel）的控制权转移，揭示了引导加载程序（Bootloader）的关键作用。本章强调了特权级（Privilege Levels）和保护环（Protection Rings）的概念，这是操作系统实现安全隔离的物理基础。 第二章：中断、异常与系统调用机制 操作系统响应外部事件和用户请求的根本机制在于中断和异常处理。本章深入探讨了中断向量表（Interrupt Vector Table）的结构、中断处理程序的设计原则，以及如何确保中断处理的原子性和低延迟。随后，我们将焦点转向用户态程序如何请求内核服务——系统调用（System Calls）。我们将解析系统调用的实现细节，包括用户栈到内核栈的切换、参数传递的安全性检查，以及调用返回的恢复过程。 第二部分：进程与线程管理 进程和线程是现代计算任务的执行载体。本部分专注于如何有效地、公平地管理这些并发执行的实体。 第三章：进程的抽象与生命周期 本章首先定义了进程的概念及其状态模型（创建、就绪、运行、阻塞、终止）。重点解析了进程控制块（PCB）的数据结构，它是操作系统管理进程的核心数据枢纽。我们详细比较了进程与线程的区别与联系，并探讨了上下文切换（Context Switching）的开销与优化策略，这是衡量系统并发性能的关键指标。 第四章：处理机调度：算法与性能评估 处理机调度是操作系统的核心智能所在。本章系统地介绍了各种调度算法，包括非抢占式（如先来先服务 FCFS、最短作业优先 SJF）和抢占式（如时间片轮转 RR、优先级调度）。更重要的是，我们引入了评估调度性能的指标（如周转时间、等待时间、响应时间），并分析了多级反馈队列（MLFQ）等复杂调度策略的设计哲学，力求使读者理解如何在吞吐量和公平性之间做出取舍。 第五章：并发、互斥与同步 随着多线程编程的普及，并发问题的复杂性急剧增加。本章聚焦于如何保证共享资源的正确访问。我们首先介绍了并发问题的经典案例（如生产者-消费者问题、哲学家进餐问题），然后详细讲解了用于实现互斥和同步的传统工具：互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）及其高级应用。我们还探讨了无锁（Lock-free）编程的基本思路，为现代高性能并发编程打下基础。 第三部分：内存管理 内存是极其宝贵的资源。本部分讲解操作系统如何将物理内存抽象成对用户程序友好的逻辑地址空间，并实现高效的隔离与共享。 第六章：逻辑地址与物理地址的映射 本章从分段（Segmentation）和分页（Paging）两种机制入手，阐释了地址翻译的过程。我们重点分析了多级页表（Multi-Level Page Tables）的设计如何解决传统页表占用空间过大的问题，并详细阐述了转换后援缓冲器（TLB）在加速地址翻译中的关键作用及其失效处理机制。 第七章：虚拟内存与页面置换策略 虚拟内存是现代操作系统最伟大的创新之一。本章阐述了虚拟内存的实现原理，包括按需调页（Demand Paging）。随后，我们深入研究了各种页面置换算法，如最佳算法（OPT）、先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）及其在实践中的近似实现（如工作集模型、时钟算法）。我们还讨论了抖动（Thrashing）现象及其避免策略。 第四部分：存储管理与文件系统 本部分关注持久化存储的管理，包括硬盘设备的组织、文件系统的抽象以及数据的可靠性保障。 第八章：I/O系统与磁盘调度 本章首先概述了I/O硬件的结构（如DMA、中断驱动I/O）以及I/O软件层次结构。核心内容在于磁盘调度算法，我们详细比较了先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描（SCAN/Elevator）等算法的性能差异，并探讨了RAID技术在提高存储可靠性和性能中的作用。 第九章：文件系统的结构与实现 文件系统是用户与数据存储交互的桥梁。本章解析了文件系统的逻辑结构（文件、目录、路径）和物理结构。我们深入探讨了文件空间分配策略（连续、链式、索引分配），并详细分析了UNIX风格的索引节点（inode）结构及其在数据定位中的效率。 第十章：文件系统的持久性与完整性 本章聚焦于如何确保文件系统在系统崩溃后数据不丢失。我们讲解了日志（Journaling）机制的工作原理，以及如何通过事务性操作来保证文件系统的原子性。此外，还涉及了目录管理、空闲空间管理的方法。 第五部分：安全性与保护 本部分将视野从单个系统的效率提升转向多用户环境下的资源隔离与安全防护。 第十一章：安全威胁与访问控制 本章概述了常见的安全威胁模型，如信息泄露、拒绝服务攻击等。核心内容是访问控制列表（ACLs）和权限矩阵（Protection Rings的软件实现）。我们详细讲解了基于身份验证和授权的安全机制，以及如何设计一个健壮的访问控制模型来保护系统资源。 总结与展望 本书的特色在于理论与工程实践的紧密结合。每一章的结尾都附有“工程思考”部分，引导读者思考如何在真实世界的操作系统中权衡不同设计选择的利弊。通过本书的学习，读者将不仅掌握操作系统的工作原理，更能培养出洞察系统底层设计思路的架构师思维。 适合读者： 学习数据结构与算法后，希望深入了解系统软件的本科生。 准备从事底层开发、嵌入式系统、高性能计算的工程师。 希望系统性复习操作系统核心知识的在职专业人士。 本书为读者提供了进入计算机系统领域的坚实阶梯，是理解现代计算体系结构的必备参考书。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

对于编译器的核心——**语法分析**部分，这本书的处理方式可谓是剑走偏锋，却又恰到好处地击中了难点。不同于市面上很多教材习惯于先堆砌 LALR(1) 或 LR(0) 的表格构建细节，本书巧妙地将**算符优先分析法**放在了一个非常显著的位置进行深入探讨。这种方法论上的选择，极大地降低了初学者面对大型分析表时的心理压力。作者通过一系列精心设计的简单表达式作为案例，逐步展示了**归约和移进**操作是如何在没有复杂状态机的情况下有效工作的。此外，书中对于**LL(k) 分析**的讲解也十分到位，它没有止步于理论的描述，而是通过对比不同文法范式对分析效率的影响，让读者直观感受到文法设计对后续编译阶段的决定性作用。我特别喜欢它在探讨“二义性文法”时所采用的对比分析法，既指出了问题所在，也间接引导读者思考如何进行文法改造，这是一种非常高明的教学策略，远超出了简单的知识点堆砌。

评分☆☆☆☆☆

最后，整本书的排版和辅助材料设置也值得称赞。字体选择清晰易读，图表的绘制规范且信息密度适中，这极大地提升了长时间阅读的舒适度。尽管这是一本技术性很强的书籍，但作者在引入新概念时所使用的**类比**非常贴切，使得一些原本枯燥的数学推导过程变得生动起来。例如，在解释**类型检查**时，作者用到了一个关于“文件格式兼容性”的比喻，这瞬间打通了我对静态类型系统核心目的的理解。此外，书中每章末尾的**“思考与探索”**环节，提出的问题大多不是简单的知识点复述，而是需要综合运用前后知识点进行分析和设计的小型挑战，这极大地激发了读者的主动探究欲望。总而言之，这本书与其说是一本教科书，不如说是一位经验丰富的编译器设计师在分享他的心路历程，它提供的不仅仅是知识，更是一种系统性的、面向工程实践的思维框架。

评分☆☆☆☆☆

关于**目标代码生成**这一章节，本书的视角非常独特，它没有将所有注意力集中在某一种特定的机器架构上，而是采取了一种“抽象机器模型”的思路来阐述。作者构建了一个简化的、具有清晰指令集的虚拟机器，然后围绕这个模型来讨论**指令选择**和**指令调度**。这种做法的好处是，它让读者能够脱离具体CPU指令集的复杂性，专注于核心的**资源管理**问题。书中关于**操作数选择**的讨论尤其精彩，如何最小化内存访问、最大化寄存器使用，这些都通过清晰的案例得以展示。我个人认为，对于希望理解编译器后端如何将高级IR映射到底层汇编的读者来说，这种方法论上的提炼是极其宝贵的。它帮助读者建立了对**流水线（Pipelining）**概念的初步认知，即使不深入研究特定汇编语言，也能理解现代编译器在代码生成阶段所面临的性能挑战和相应的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这部书的结构实在让人眼前一亮，从最基础的语法分析概念开始，作者并没有急于抛出复杂的理论，而是耐心地引导读者理解编译器各个阶段的核心目标。我尤其欣赏它对上下文无关文法（CFG）的讲解，图文并茂的示例，让原本抽象的规则变得直观易懂。书中关于**词法分析器的构造**那几章，简直是教科书级别的范本。它详细阐述了如何将正则表达式转化为有限自动机（DFA和NFA），并且清晰地展示了如何用实际代码（虽然书中没有直接提供完整代码，但逻辑脉络非常清晰）来实现扫描器。特别是对于**回溯机制**和**最长匹配原则**的处理，作者给出了非常实用的见解，这在很多入门教材中常常是一笔带过的地方。读完这部分内容，我感觉自己对整个前端处理流程的掌控力提升了一个层次，不再是停留在“知道有词法分析”的表面理解，而是真正明白了其背后的数学原理和工程实现逻辑。对于那些希望扎实打好基础，理解词法分析“为什么这么做”的读者来说，这部分的深度是极具价值的。

评分☆☆☆☆☆

中段的**中间代码生成**和**优化**部分，是区分一本优秀编译原理书籍和普通教材的关键所在。这本书在这方面展现了极高的成熟度。它没有被主流的三地址码（Three-Address Code）限制住，而是用大量的篇幅比较了**树形中间表示（IR）**和线性表示的优劣。我发现作者在讲解**控制流图（CFG）**的构建过程时，引入了许多现代编程语言中特有的结构，比如循环的自然边界和异常处理的跳转逻辑，这使得理论与现代实践的结合更为紧密。更令人称赞的是其对**代码优化**的叙述层次感。优化章节首先从基础的**常量折叠和死代码消除**入手，然后逐步深入到更复杂的**循环不变量外提**和**寄存器分配**的启发式算法。书中对于**图着色算法**的讲解虽然没有给出完整的实现，但其对冲突图和邻接矩阵的构建逻辑的阐述，足以让有经验的程序员把握住优化的精髓。这种循序渐进、注重原理与应用结合的讲解风格，让人感觉自己不仅是在学习理论，更是在学习如何设计一个高效的优化器。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆