Windows 与Internet 疑难问答 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京大学出版社

作者:高忠涛

出品人:

页数:306

译者:

出版时间:2001-11-1

价格:29.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787301051962

丛书系列:

图书标签:

• Windows
• Internet
• 疑难解答
• 网络故障
• 系统问题
• 故障排除
• 技巧
• 教程
• 电脑维护
• 常见问题
• IT支持

《深入理解现代操作系统原理与实践》 图书简介 本书旨在为系统工程师、高级程序员以及对操作系统底层机制怀有浓厚兴趣的专业人士，提供一套全面、深入且高度实用的操作系统理论与实践指南。不同于侧重于特定应用软件或特定厂商操作系统的故障排除手册，《深入理解现代操作系统原理与实践》聚焦于操作系统作为计算机系统核心中枢的本质、结构、设计哲学以及核心组件的运作机制。 第一部分：操作系统的基石与抽象 本部分将操作系统从抽象层面解构，探讨其作为硬件与用户程序之间接口的核心职能。我们从计算模型和硬件抽象层（HAL）的必要性入手，深入剖析中断处理、系统调用机制的精妙设计。读者将清晰地了解到，操作系统如何通过对复杂、并发的硬件资源的封装，为上层应用提供一致、可预测的执行环境。 进程与线程模型： 详细比较进程与线程的生命周期管理、上下文切换的开销与优化策略。重点讲解内核级线程与用户级线程的区别，以及现代多核架构下线程同步的最新原语（如无锁数据结构的设计思想）。 内存管理： 本章是本书的重点之一。我们将彻底剖析虚拟内存的实现原理，包括页表结构（TLB的工作机制）、缺页异常的处理流程。内容涵盖了地址翻译过程的硬件支持，以及操作系统的内存分配策略，如伙伴系统（Buddy System）与slab分配器的内部运作，确保读者能够理解操作系统如何高效地在物理内存与地址空间之间进行映射和调度。 虚拟文件系统（VFS）： 介绍VFS层如何通过统一的接口抽象不同的底层文件系统（如Ext4, NTFS, XFS）。深入探讨文件系统的元数据结构、数据块的组织方式，以及日志/写屏障技术在保证数据一致性中的关键作用。 第二部分：并发控制与同步机制 现代计算环境的复杂性主要来源于并发。本部分致力于揭示操作系统如何协调多个并发执行流，防止资源竞争和死锁的发生。 同步原语的实现： 不仅介绍互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）的基本用法，更重要的是深入研究它们在内核层面的具体实现技术，包括自旋锁（Spinlock）与阻塞锁的适用场景分析。 死锁的预防、检测与恢复： 全面阐述银行家算法的理论基础，并结合实际系统中的资源分配图算法，指导读者如何设计避免或有效管理系统级死锁的策略。 无锁编程（Lock-Free Programming）： 探讨基于CAS（Compare-and-Swap）等原子操作的高性能并发算法设计，这对于构建高吞吐量的系统服务至关重要。 第三部分：调度算法的艺术与科学 处理器时间是系统中最宝贵的资源。本部分专注于调度器——操作系统的心脏——如何公平、高效地分配CPU时间片。 调度策略的演变： 从最早的分时系统到现代支持实时（Real-Time）和分层服务的调度器，详细分析先进调度算法（如CFS, Earliest Deadline First, Priority Inheritance Protocol）的设计思路和性能指标。 多核与异构系统调度： 针对现代CPU的缓存一致性问题（Cache Coherency），探讨诸如“线程亲和性”（Thread Affinity）和“负载均衡”（Load Balancing）在多核环境中的实现细节，以及GPU等加速设备与CPU任务的协同调度。 I/O 调度的优化： 深入研究块设备I/O调度器（如Deadline, Noop, MQ-Deadline）如何优化磁盘访问延迟和吞吐量，这是影响整个系统响应速度的关键环节。 第四部分：系统安全与可信计算 随着系统复杂性的增加，安全防护已成为操作系统设计的核心要求。本部分将系统安全提升到架构层面进行讨论。 权限模型与访问控制： 详细解析强制访问控制（MAC）和自主访问控制（DAC）的差异及应用。探讨Linux的SELinux/AppArmor以及Windows的ACLs模型如何确保资源访问的最小权限原则。 内核保护技术： 介绍现代操作系统用于防御缓冲区溢出、ROP攻击等常见内核漏洞的技术，包括地址空间布局随机化（ASLR）、数据执行保护（DEP/NX Bit）的实现原理。 安全启动与度量启动： 探讨UEFI、安全启动（Secure Boot）以及可信平台模块（TPM）在构建可信计算基（TCB）中的作用，确保操作系统启动环境的完整性。 第五部分：分布式系统中的操作系统视角 本书的最后一部分将视野拓展到多节点环境，探讨操作系统设计理念如何延伸到分布式计算。 网络协议栈的内核实现： 剖析TCP/IP协议栈在内核空间中如何处理数据包的接收、重组、拥塞控制（如BBR算法）以及套接字（Socket）接口的系统调用机制。 分布式锁与一致性： 探讨在无共享内存的集群环境中，如何通过如Raft或Paxos等共识算法来维护数据和服务的全局一致性，这超越了单机操作系统的范畴，但源于其同步控制思想。 本书的特点在于理论的深度与实践的广度相结合。每一章节的理论阐述后，均附带对主流开源操作系统（如Linux Kernel）中相关模块源码设计思想的分析，帮助读者将抽象的概念固化为对实际代码执行流程的理解。本书不涉及特定应用软件的配置、网络连接的简单调试、驱动程序的安装或用户界面的故障排除。它是一本关于“操作系统如何工作”的底层原理宝典。

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