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出版者:电子工业出版社

作者:

出品人:

页数:260

译者:

出版时间:2001-8-1

价格:20.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505368484

丛书系列:

图书标签:

• 操作系统
• 计算机科学
• 教学
• 教材
• 计算机系统
• 内核
• 进程管理
• 内存管理
• 文件系统
• 系统编程

《深入理解操作系统：概念与实践》 这是一本旨在为读者构建坚实操作系统理论基础，并引导其掌握实际编程技能的著作。全书以清晰的逻辑和丰富的案例，深入剖析了现代操作系统的核心组件和运行机制。 第一部分：操作系统基础 本部分首先从操作系统的定义、发展历程及其在计算机系统中的地位入手，帮助读者建立宏观认识。接着，详细阐述了操作系统的基本功能，包括进程管理、内存管理、文件系统管理和设备管理。 进程管理： 深入探讨了进程的概念，包括进程的状态、PCB（进程控制块）的结构与作用。详细讲解了进程创建、终止、切换等生命周期管理过程。重点介绍了进程通信（IPC）的各种机制，如管道、消息队列、共享内存和信号量，并通过实例演示了它们的应用。同时，对线程的概念及其与进程的区别进行了深入分析，阐述了多线程编程的优势和挑战，以及常见的线程同步机制，如互斥锁、条件变量和读写锁。 内存管理： 解释了内存管理的目标和基本概念，包括地址空间、逻辑地址与物理地址的转换。详细介绍了连续内存分配和非连续内存分配两种方式。在非连续内存分配方面，重点讲解了分页（Paging）和分段（Segmentation）两种技术，阐述了页表、多级页表、TLB（快表）的工作原理。随后，深入分析了虚拟内存（Virtual Memory）的概念和实现机制，包括页面置换算法（如LRU、FIFO、Optimal）的原理与比较，以及缺页中断的处理流程。 文件系统管理： 介绍了文件系统的基本概念，如文件、目录（文件夹）的结构。讲解了文件系统的组织方式，包括文件分配方法（如连续分配、链式分配、索引分配）和目录结构（如单级、两级、树形）。重点阐述了文件系统的一致性、完整性以及文件系统的性能优化技术。 设备管理： 阐述了设备管理的目标和基本概念，包括I/O设备的种类、I/O控制方式（程序控制I/O、中断控制I/O、DMA）。详细介绍了I/O设备的驱动程序的作用和实现，以及I/O缓冲技术。 第二部分：并发与同步 本部分聚焦于多任务环境下操作系统面临的关键挑战——并发和同步问题，并提供了一系列解决方案。 并发与互斥： 深入分析了并发产生的根源，以及竞态条件（Race Condition）和死锁（Deadlock）等问题。详细讲解了实现互斥的各种硬件和软件机制，如忙等待互斥（禁用中断、Peterson算法、锁变量）和睡眠等待互斥（信号量、管名）。 经典同步问题： 通过对生产者-消费者问题、读者-写者问题、哲学家就餐问题等经典问题的详细分析，帮助读者理解并发控制的复杂性，并掌握使用信号量、管名等工具解决这些问题的具体方法。 死锁： 深入剖析了死锁产生的四个必要条件（互斥、占有并等待、非抢占、循环等待）。详细介绍了死锁的预防、避免、检测和解除等策略。重点讲解了银行家算法（Banker's Algorithm）在死锁避免中的应用。 第三部分：高级主题与实践 本部分将理论知识延伸至更广泛的应用场景，并结合实际的编程实现，帮助读者加深理解。 进程调度： 详细介绍了进程调度的基本概念和目标，并对比分析了各种调度算法的原理、优缺点和适用场景，包括FCFS（先来先服务）、SJF（短作业优先）、优先级调度、时间片轮转调度（RR）和多级队列调度。 存储管理的高级技术： 进一步探讨了更复杂的内存管理技术，如内存映射（Memory Mapping）在文件I/O和进程间通信中的应用。 文件系统实现： 提供了更深入的文件系统实现细节，包括文件系统的挂载与卸载，以及日志文件系统（Journaling File System）等现代文件系统技术的介绍。 网络与分布式系统基础： 简要介绍了操作系统在网络通信中的作用，以及网络协议栈（TCP/IP）的基本概念，为读者进一步学习分布式系统和网络编程打下基础。 实践导向 本书不仅注重理论的讲解，更强调实践的结合。每章节都配有概念性的伪代码，并引导读者思考如何在实际编程中应用这些概念。书中穿插了大量的编程练习和项目建议，鼓励读者动手实践，例如： 实现一个简单的进程调度器： 让读者亲身体验不同调度算法的运行。 编写简单的线程同步程序： 通过实际场景练习互斥锁、信号量的使用。 模拟文件系统操作： 深入理解文件存储的原理。 本书的目标是让读者在掌握操作系统核心概念的同时，能够独立思考和解决实际的系统编程问题，为未来深入学习操作系统原理、进行系统开发或进行相关领域的研究奠定坚实的基础。本书适合计算机科学、软件工程等专业的本科生、研究生，以及对操作系统有浓厚兴趣的开发者和技术爱好者。

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这本书简直就是为我量身定做的！作为一名计算机科学专业的学生，我一直觉得操作系统这门课就像一座难以逾越的高山，各种概念层出不穷，枯燥乏味的概念描述更是让人望而却步。但是，《操作系统教程》彻底颠覆了我的看法。作者似乎有着极其敏锐的洞察力，能够准确把握我们这些初学者在学习过程中遇到的每一个难点和困惑。书中对于进程管理、内存管理、文件系统等核心概念的讲解，简直是拨云见日，层层递进。不再是冰冷的理论堆砌，而是通过大量生动形象的比喻和贴近实际的案例，将抽象的概念具象化。例如，在讲解进程调度时，作者并没有直接给出复杂的算法描述，而是以排队买票、餐厅服务员同时处理多个顾客等生活化场景为例，让我瞬间理解了不同调度算法的优劣和适用场景。更让我惊喜的是，书中在介绍理论知识的同时，还穿插了许多相关的系统调用和内核函数的讲解，并通过简单的代码示例展示了如何实际操作。这对于我这种希望将理论与实践相结合的学生来说，简直太友好了。阅读这本书的过程，就像是与一位经验丰富的老师面对面交流，他循循善诱，总能在最恰当的时候点拨我，让我茅塞顿开。我终于不再对操作系统感到恐惧，而是充满了探索的兴趣和信心。

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作为一名在 IT 行业摸爬滚打多年的老兵，我一直都在寻找一本能够帮助我巩固和深化操作系统知识的书籍。《操作系统教程》的出色之处在于，它不仅涵盖了操作系统应有的所有基础知识，更在一些进阶主题上进行了深入的探讨，并且视野非常开阔。例如，在讲到操作系统设计原则时，书中不仅列举了效率、可靠性、可扩展性等基本原则，还结合了实时操作系统、嵌入式操作系统等不同应用场景下的特殊需求，提出了很多独到的见解。我尤其喜欢书中关于分布式操作系统和网络操作系统的章节。在当今互联互通的时代，这些内容的重要性不言而喻。作者并没有停留在理论层面，而是通过对经典分布式一致性算法的分析，以及对网络通信协议在操作系统层面如何实现的支持，为我揭示了现代操作系统如何支撑起庞大的分布式系统。这本书的深度和广度都远超我的预期，它不仅让我对操作系统的理解更加全面，也为我应对未来工作中可能遇到的更复杂的技术挑战打下了坚实的基础。

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我是在一次偶然的机会下接触到《操作系统教程》这本书的。当时我正在为一个开源项目寻找能够帮助我理解其底层运行机制的参考资料，但市面上大部分书籍都过于理论化，或者侧重于某个特定操作系统的细节，难以形成整体的认知。这本书的出现，恰好填补了这个空白。它并没有过分强调某种特定系统的实现细节，而是以一种更加宏观和通用的视角，深入浅出地剖析了操作系统的核心原理。我尤其欣赏它在多线程和并发控制部分的处理方式。作者没有直接抛出晦涩难懂的术语，而是从共享资源的争用问题出发，逐步引出现有锁机制、信号量、条件变量等同步原语的必要性，并详细阐述了它们的工作原理以及如何避免死锁等常见问题。书中提供的图示也非常精妙，将进程在内存中的状态变化、线程之间的同步过程清晰地展示出来，让复杂的概念变得直观易懂。此外，这本书还对文件系统、I/O管理以及安全机制等方面进行了全面的介绍，为我理解整个操作系统的运行流程提供了一个坚实的框架。我感觉这本书就像一个精密的地图，为我指引了探索操作系统世界的方向。

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我通常不是那种会主动去啃技术书籍的人，大多数时候我更倾向于直接动手去实现，在实践中学习。但是，《操作系统教程》这本书，却让我改变了这种习惯。它不仅仅是一本“讲道理”的书，更像是一本“教你如何思考”的书。作者在讲解每一个概念时，都会引导你去思考“为什么会是这样？”，“有没有更好的方法？”。比如，在介绍中断机制时，它会让你去设想如果没有中断，CPU 将如何与外设交互，以及由此带来的效率低下。然后，再引出中断的原理和好处。这种引导式的学习方式，让我从被动接受知识，转变成了主动探索和思考。书中大量的思考题和动手实践的建议，更是将我牢牢地吸引住了。我开始尝试着去修改一些简单的内核代码，去模拟进程的创建和销毁，去观察系统资源的分配情况。这些实践让我对书本上的理论知识有了更深刻的理解，也让我对操作系统这门学科产生了前所未有的热情。这本书让我明白，学习操作系统并非只是记忆一些术语和算法，更重要的是理解其背后的设计哲学和工程考量。

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说实话，我之前对操作系统这门学科一直抱有一种“敬而远之”的态度。总觉得它离我日常使用的电脑太遥远，是那些计算机大神们才需要深入研究的东西。直到我拿起《操作系统教程》，才发现自己错得有多离谱。这本书的语言风格非常亲切，完全没有那种高高在上的学术腔调。作者仿佛是一位和你一起坐在咖啡馆里，边喝咖啡边聊天的朋友，用最通俗易懂的语言，将操作系统最核心的那些“秘密”一一揭示。书中对于虚拟内存的解释，让我彻底理解了为什么我的电脑即使打开了很多程序也不会立马“死机”。它用“内存就像是一个巨大的仓库，而程序只是其中的一部分货物，操作系统负责高效地管理这些货物和仓库的空间”这样形象的比喻，让我对内存管理有了全新的认识。而且，这本书的逻辑结构安排得也相当合理。从最基础的硬件与软件的交互开始，逐步深入到进程、线程、文件系统等更复杂的概念，让我在不知不觉中就建立起了对整个操作系统框架的理解。读这本书，我不仅学到了知识，更重要的是，我找回了对技术的好奇心和探索欲。

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