Windows XP 秘籍首部曲 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:软谍

出品人:

页数:281

译者:

出版时间:2003-4

价格:26.0

装帧:平装

isbn号码:9787115111760

丛书系列:

图书标签:

• Windows XP
• 系统优化
• 秘籍
• 技巧
• 教程
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• 故障排除

操作系统深度解析：从基础构建到高级性能调优 一本面向资深技术爱好者和系统架构师的权威指南 本书并非关于特定操作系统版本的“秘籍”或“速查手册”，而是致力于深入剖析现代操作系统的核心原理、底层机制以及性能优化的通用方法论。我们旨在提供一个宏大且详尽的蓝图，让读者能够跳脱出单一系统的限制，理解操作系统如何作为连接硬件与应用软件的桥梁，实现资源的高效管理与调度。 第一部分：内核架构与内存管理 本章将从操作系统的“心脏”——内核开始，详细阐述不同架构（如单体内核、微内核、混合内核）的优劣及设计哲学。我们将深入探索进程与线程的管理机制，包括上下文切换的硬件支持、调度算法（如完全公平调度器CFS的内部工作原理，以及实时性调度策略的权衡）。 内存管理是操作系统的核心挑战之一。我们将耗费大量篇幅讲解虚拟内存的实现细节，包括地址转换过程、TLB（Translation Lookaside Buffer）的缓存策略以及缺页异常（Page Fault）的处理流程。重点解析分页（Paging）与分段（Segmentation）的结合使用，以及现代系统如何利用内存保护机制隔离不同应用程序的运行空间。对于物理内存的管理，我们将剖析伙伴系统（Buddy System）与slab分配器的工作机制，解释内存碎片化是如何产生并被系统尝试缓解的。此外，关于交换（Swapping）机制，我们会详细对比页面置换算法（如LRU的复杂实现与改进）在不同负载下的性能表现。 第二部分：并发控制、同步机制与I/O子系统 在多核处理器成为主流的今天，并发编程是软件开发的难点。本部分聚焦于操作系统如何提供可靠的同步原语来协调多个并发执行流。我们将详尽介绍锁（Locking）的各种形态，从最基本的互斥锁到更复杂的读写锁（RWLock）和屏障（Barrier）。尤其重要的是，我们会分析无锁（Lock-free）和等待无关（Wait-free）数据结构的底层实现，探讨原子操作（Atomic Operations）在构建高性能并发结构中的核心作用。 进程间通信（IPC）是分布式系统和复杂应用的基础。本书会系统梳理各种IPC机制，如管道（Pipes）、消息队列、共享内存以及信号量，并分析它们在不同场景下的性能开销与安全性考量。 输入/输出（I/O）系统是决定系统整体吞吐量的关键瓶颈。我们将剖析I/O子系统的层次结构，从用户空间的系统调用（如`read`/`write`）到内核中的I/O调度器（如Deadline、CFQ、NOOP的演变）。重点探讨中断处理（Interrupt Handling）的流程，以及如何利用DMA（直接内存访问）技术将CPU从繁琐的数据搬运中解放出来。异步I/O（AIO）和基于事件的I/O模型（如epoll/kqueue的机制）将被详细解构，为构建高并发网络服务提供理论基础。 第三部分：文件系统与持久化存储 文件系统是数据持久化的核心载体。本书将超越简单的文件读写操作，深入探究现代日志文件系统（Journaling File System）的设计哲学，解释其如何保证数据在系统崩溃后的原子性和一致性。我们会对比不同类型文件系统的内部结构，例如inode的布局、数据块的分配策略，以及目录项的查找效率。 对于性能敏感的应用，我们会探讨缓存策略在文件系统层面的实现，包括页缓存（Page Cache）与缓冲区缓存（Buffer Cache）的区别与协同工作方式。此外，本书还将涉及块设备驱动模型、RAID级别的抽象以及如何通过文件系统快照（Snapshot）技术实现高效的数据备份与恢复。对于固态存储（SSD）的崛起，我们将专门分析磨损均衡（Wear Leveling）和TRIM/Discard命令对文件系统布局和性能的影响。 第四部分：网络协议栈与性能优化 现代计算离不开网络。本章聚焦于操作系统如何实现完整的TCP/IP协议栈。我们将从网络接口层开始，解析数据包如何进入内核空间，并详细讲解零拷贝（Zero-Copy）技术在网络传输中的应用，以减少数据在用户态和内核态之间的冗余复制。 在传输层，我们将深入分析TCP的流量控制（慢启动、拥塞避免）和可靠性机制（序列号、确认应答、重传）。对于高并发场景，我们会探讨内核网络缓冲区的调优参数及其对连接建立和数据吞吐量的影响。 最后，本书提供了一套系统性的性能分析工具集与方法论。读者将学习如何利用低开销的追踪工具（如eBPF框架下的工具）来观察内核内部事件，识别CPU热点、I/O等待和内存颠簸的根源。这不是简单的命令列表，而是一种系统诊断思维的培养，旨在帮助专业人士在复杂的生产环境中快速定位并解决性能瓶颈。 本书内容横跨底层硬件交互、操作系统设计理论与前沿系统工程实践，是所有致力于理解和驾驭复杂计算系统的技术人员不可或缺的参考资料。

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