操作系统概论自学辅导

操作系统概论自学辅导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:经济科学出版社
作者:谭耀铭
出品人:
页数:128
译者:
出版时间:2001-3
价格:12.30元
装帧:
isbn号码:9787505822832
丛书系列:
图书标签:
  • 操作系统
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具体描述

《操作系统概论自学辅导》旨在帮助自学者正确掌握操作系统的基本概念和基本工作原理,以及学会分析问题和解决问题的方法。该辅导书侧重于对考试大纲中确定的重点和难点部分的学习作指导,它不是教材的覆盖,故它不能替代教材,更不是考试的范围。每个自学者应根据考试大纲中确定的考核要求阅读教材,把该辅导书作为课程学习的复习参考材料,千万记住考试大纲才是自学和考试命题的依据。

《计算机系统结构:深入解析》 本书旨在为那些希望深入理解计算机底层运作机制的读者提供一份详尽的指南。我们不局限于某一特定操作系统的细节,而是着眼于计算机系统最核心、最普适的组成部分和原理。通过对计算机系统结构进行细致入微的剖析,本书将帮助读者建立起坚实的理论基础,从而更好地理解并优化各种软件的性能。 核心内容概述: 本书的内容将围绕以下几个关键领域展开,确保读者对计算机系统的整体架构有全面而深入的认识: 第一部分:处理器架构与指令集 CPU 核心组件: 我们将详细介绍中央处理器(CPU)的内部结构,包括算术逻辑单元(ALU)、控制器、寄存器组、以及高速缓存(Cache)等关键部件。读者将了解到这些组件如何协同工作,执行指令并管理数据流。 指令集架构(ISA): 本部分将深入探讨指令集架构的概念,理解不同类型的指令(如数据传输、算术运算、逻辑运算、控制流等)如何被编码和执行。我们将讨论RISC(精简指令集计算)和CISC(复杂指令集计算)的演进,以及现代处理器在指令集设计上的权衡与创新。 流水线技术: 深入解析指令流水线的工作原理,包括指令的提取、译码、执行、访存和写回等阶段。我们将探讨流水线带来的性能提升,以及可能遇到的冒险(结构冒险、数据冒险、控制冒险)及其解决方案,如分支预测、乱序执行等。 多核与超线程: 现代计算的核心是多核处理器。本书将解释多核处理器的结构,以及核心之间如何通过共享缓存和互连网络进行通信。此外,还将深入探讨超线程(Simultaneous Multi-Threading, SMT)技术,它如何在单个物理核心上模拟多个逻辑核心,以提高吞吐量。 第二部分:存储器系统层次结构 存储器类型与特性: 本部分将系统性地介绍各种类型的存储器,包括寄存器、高速缓存(L1、L2、L3)、主存储器(RAM)以及辅助存储器(SSD、HDD)等。我们将详细分析它们的访问速度、容量、成本以及在系统中的作用。 缓存一致性: 在多处理器系统中,确保所有处理器看到一致的存储器视图至关重要。本书将深入探讨缓存一致性问题,以及MESI(Modified, Exclusive, Shared, Invalid)等协议如何维护缓存的一致性。 虚拟存储器: 虚拟存储器是现代操作系统的重要基石。我们将详细解释虚拟地址到物理地址的转换过程,以及页表、TLB(Translation Lookaside Buffer)等机制在其中的作用。这部分内容将帮助读者理解程序如何访问比物理内存更大的地址空间,以及内存保护是如何实现的。 存储器管理单元(MMU): MMU作为连接CPU和物理内存的硬件组件,在地址翻译和内存保护中扮演着关键角色。本书将详细阐述MMU的工作原理。 第三部分:输入/输出(I/O)系统 I/O 设备与接口: 本部分将介绍各种常见的I/O设备(如键盘、鼠标、显示器、网络接口卡、磁盘驱动器等)及其与计算机系统连接的接口标准,如PCIe、SATA、USB等。 I/O 控制器: 详细讲解I/O控制器的工作原理,它们如何与CPU和I/O设备进行通信,以及 DMA(Direct Memory Access)控制器如何在不经过CPU的情况下,直接在I/O设备和主存储器之间传输数据,从而减轻CPU的负担。 中断机制: 中断是I/O系统中实现异步通信的关键。我们将深入解析中断的工作原理,包括中断请求、中断向量表、中断处理程序等。 第四部分:并行与并发计算基础 并行处理的概念: 介绍不同类型的并行性,包括位级并行、指令级并行、线程级并行和任务级并行。 多处理器系统: 深入探讨对称多处理(SMP)和非对称多处理(AMP)等系统架构,以及它们在处理并发任务时的优势和挑战。 同步与互斥: 在并发环境中,如何安全地访问共享资源是核心问题。本书将介绍信号量、锁(Mutex)、条件变量等同步原语,并解释它们如何防止数据竞争和死锁。 本书的特色: 侧重于通用原理: 避免特定于某一操作系统的实现细节,专注于揭示跨平台、跨架构的普遍性计算机系统原理。 理论与实践结合: 在讲解核心概念的同时,穿插与硬件实现相关的讨论,帮助读者理解理论如何转化为实际的工程设计。 循序渐进的学习路径: 内容组织逻辑清晰,从基础的处理器和存储器概念,逐步深入到复杂的I/O和并发系统。 为深入学习打下基础: 本书的学习目标是为读者在操作系统、计算机体系结构、嵌入式系统、高性能计算等领域进行更深层次的探索奠定坚实的基础。 通过研读《计算机系统结构:深入解析》,您将能够更深刻地理解软件在硬件上是如何运行的,从而在程序设计、系统调优、性能分析等方面获得更强的洞察力。这是一次对数字世界底层运作机制的全面探索。

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读后感

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用户评价

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初次翻开这本《操作系统概论自学辅导》,我原本是抱着一丝忐忑的,毕竟“概论”二字总带着点晦涩难懂的意味。然而,随着阅读的深入,我惊喜地发现,这本书的逻辑清晰得就像一条潺潺流淌的小溪,缓缓地引导着我这个初学者一步步走进操作系统的奇妙世界。从最基础的进程管理,到内存分配的精巧设计,再到文件系统的层层剖析,作者似乎有着一种化繁为简的魔力,将那些看似高深莫测的概念,用通俗易懂的比喻和生动的图示一一呈现。尤其是关于进程调度的部分,作者没有止步于枯燥的算法描述,而是深入浅出地讲解了各种调度策略的优劣,以及它们在实际场景中的应用,让我这个对计算机底层运作原理充满好奇心的人,仿佛打开了新世界的大门,对“公平”与“效率”的权衡有了更深刻的理解。读到最后,我不仅掌握了操作系统的核心概念,更重要的是,培养了一种分析问题、解决问题的思维方式,这对于我今后的学习和工作都将受益匪浅。

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这本书在探讨“I/O管理”的部分,简直让我大开眼界。我以前总觉得输入输出设备就是一个简单的“输入-输出”过程,但读完之后才发现,背后涉及到的复杂性和精巧设计远超我的想象。书中详细讲解了缓冲、中断、DMA(直接内存访问)等技术,并分析了它们如何提高I/O操作的效率,减少CPU的负担。我特别喜欢关于“设备驱动程序”的章节,它让我理解了操作系统如何通过统一的接口,与各种各样不同的硬件设备进行交互。这种屏蔽硬件差异、提供标准化接口的设计思想,正是操作系统作为“中间件”魅力的体现。

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这本书在处理并发和同步这两个概念时,给我留下了深刻的印象。在我看来,这是操作系统中最具挑战性的部分之一,因为稍有不慎就可能导致死锁或资源竞争等问题。而这本书通过详细的图示和案例,将这些抽象的概念具象化,让我深刻理解了互斥锁、信号量、条件变量等同步机制的工作原理。尤其是一个关于“生产者-消费者”问题的经典案例,作者用了好几种不同的同步方式进行演示,并逐一分析了它们的优缺点,让我对如何设计高效且安全的并发程序有了全新的认识。读完这部分,我感觉自己对多线程编程的理解,上升到了一个新的高度。

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这本书的语言风格非常独特,它既有学术的严谨性,又不失轻松幽默的笔触。作者在讲解一些复杂概念的时候,会巧妙地穿插一些生动有趣的类比,比如将进程比作“忙碌的厨师”,将线程比作“同时处理多个订单的小二”,这些形象的比喻瞬间就消除了我对枯燥技术术语的畏惧感。而且,作者在段落之间的过渡也做得非常自然,读起来行云流水,一点也不觉得生硬。我常常在读完一个章节后,会心一笑,感觉自己不仅学到了知识,还经历了一次轻松愉快的思想旅行。这种寓教于乐的学习体验,是我在其他技术书籍中很难找到的。

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这本书的“导论”部分,简直是为我量身定做的。我一直对计算机系统是如何运作的感到好奇,但市面上很多书籍要么过于理论化,要么过于碎片化,很难建立起一个完整的知识体系。而这本《操作系统概论自学辅导》,则用一种循序渐进的方式,为我搭建起了一个扎实的操作系统知识框架。从计算机硬件的基本组成,到操作系统在硬件和用户之间的桥梁作用,作者都讲解得极其到位。我尤其喜欢书中对于“虚拟化”概念的解释,它不仅让我理解了如何在有限的硬件资源上模拟出更多的计算机,更让我体会到了现代云计算和分布式系统背后的核心思想。这种从宏观到微观,从基础到进阶的讲解方式,让我在学习过程中,始终能够保持清晰的思路,不会迷失在技术细节的海洋里。

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这本书对于操作系统中“内存管理”的讲解,堪称我读过的最清晰、最透彻的。从最初的内存分配策略,如首次适应、最佳适应等,到更高级的虚拟内存和页面置换算法,作者都用精炼的语言和易于理解的图表进行了详细阐述。我尤其喜欢书中关于“段页式管理”的讲解,它将逻辑地址、段地址、页地址以及物理地址之间的转换过程,通过一步步的演示,变得无比清晰。以前总觉得内存管理是个很抽象的概念,现在我才明白,原来它背后蕴含着如此精妙的算法和设计。这本书让我对计算机如何高效地利用有限的内存资源,有了更深的敬畏之情。

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不得不说,这本书在“分布式操作系统”这一前沿领域,也提供了令人耳目一新的视角。虽然只是“概论”,但作者并没有回避这个复杂的概念,而是通过清晰的层次划分,向我介绍了分布式系统的基本原理、挑战以及常见的架构模式。我对于书中关于“一致性”、“容错性”和“可用性”的探讨印象深刻,它让我理解了在多台计算机协同工作的环境中,如何确保数据的一致性,如何应对部分节点的故障,以及如何保证服务的持续可用。这本书让我意识到,现代的操作系统已经不再局限于单台计算机,而是朝着更加庞大、更加互联的生态系统发展。

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整本书读下来,我感觉自己不仅仅是获得了一堆技术知识,更重要的是,培养了一种“系统性”的思维。作者在讲解每一个模块的时候,都时刻强调它与其他模块之间的联系和依赖,让我能够从一个整体的角度去理解操作系统的运作。例如,在讲到进程管理的时候,会自然地引出内存管理和文件管理的需求;在讲到I/O管理的时候,又会涉及到中断和同步机制。这种“全局观”的视角,让我能够将零散的知识点串联起来,形成一个有机的整体,从而更好地理解操作系统的复杂性和精妙之处。这本书,无疑为我打开了一扇通往计算机底层世界的大门。

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这本书给我最大的震撼,在于它对操作系统安全性的深入剖析。以前总觉得操作系统就是个冰冷的机器,但读完之后,我才意识到,在用户数据安全和系统稳定运行的背后,隐藏着无数智慧和攻防的博弈。书中详细讲解了权限管理、访问控制、加密机制等核心安全原理,并通过大量的案例分析,让我看到了各种潜在的安全威胁是如何发生的,以及操作系统又是如何一一化解的。特别是关于内存保护和进程隔离的章节,作者用非常形象的比喻,解释了这些机制如何防止恶意程序窃取敏感信息或破坏系统,让我感觉就像是穿上了一层看不见的“盔甲”。这种对细节的关注和对风险的预警,让我在使用电脑时,不再仅仅是“使用者”,而是多了一份“守护者”的意识。不得不说,这本书不仅仅是一本技术教材,更是一部关于网络安全的生动百科全书,让我对数据隐私和系统安全有了前所未有的重视。

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在阅读这本书的过程中,我最大的感受就是它的“实用性”。作者在讲解每一个概念的时候,都会尽量联系实际的编程场景或者系统调用,这让我这个喜欢动手实践的学习者受益匪浅。例如,在学习文件系统的时候,书中不仅详细介绍了各种文件系统的结构和工作原理,还提供了很多Linux命令的实际操作示例,让我能够亲手去创建、删除、复制和移动文件,直观地感受到文件系统是如何工作的。这种“理论与实践相结合”的学习方式,大大增强了我学习的兴趣和效率。我不再是被动地接受知识,而是主动地去探索和验证,仿佛我真的在和操作系统进行一场精彩的对话。

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