C++ Builder與RS-232串列通訊控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:文魁

作者:范逸之

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004年01月01日

价格:NT$ 650

装帧:

isbn号码:9789574663804

丛书系列:

图书标签:

• C++ Builder
• RS-232
• 串列通訊
• 嵌入式系統
• 硬體控制
• 程式設計
• 通訊協定
• Delphi
• 工程技術
• 電子工程

《深入理解现代操作系统内核机制》 内容简介 本书旨在为操作系统研究者、高级系统程序员以及对底层计算原理抱有浓厚兴趣的技术人员，提供一个全面、深入、且具有前瞻性的操作系统内核机制解析。我们摈弃了对基础概念的冗余叙述，直接切入现代多核、高并发环境下操作系统设计与实现的核心挑战。 全书结构围绕操作系统的三大支柱——进程与线程管理、内存管理、以及I/O子系统——展开，并加入了对虚拟化、安全机制和新兴硬件架构支持的专题探讨。 --- 第一部分：核心调度与并发控制的哲学（The Philosophy of Core Scheduling and Concurrency） 本部分聚焦于现代CPU架构下，操作系统如何高效地分配和管理计算资源。我们不仅仅描述调度算法，更深入探讨其背后的性能考量和权衡取舍。 第一章：现代处理器架构与调度基础 SMP与NUMA架构对调度的影响： 详细分析对称多处理（SMP）和非统一内存访问（NUMA）的内存延迟特性，以及内核如何利用这些特性优化线程亲和性（Thread Affinity）和缓存感知调度（Cache-Aware Scheduling）。讨论如何通过智能地放置进程，最小化跨节点内存访问。 实时性与截止时间调度（Deadline Scheduling）： 深入探讨EDF（Earliest Deadline First）及其在通用操作系统中的变体。分析抢占延迟（Preemption Latency）的来源，包括硬件中断延迟、锁粒度以及TLB（Translation Lookaside Buffer）失效对实时性能的连锁反应。 负载均衡的进阶策略： 剖析工作窃取（Work Stealing）算法在松散耦合系统中的优势与局限。探讨在云环境和容器化隔离场景中，如何实现跨核组的公平与高效负载重分配。 第二章：同步原语的高级实现与性能陷阱 无锁数据结构（Lock-Free & Wait-Free Structures）： 详细解析CAS（Compare-and-Swap）操作在实现队列、栈和哈希表中的应用。重点分析ABA问题及其解决方案（如双版本戳或垃圾回收机制的配合）。 内核同步机制的细微差别： 对比自旋锁（Spinlocks）、互斥锁（Mutexes）、读写信号量（RW-Semaphores）在不同场景下的性能表现。探讨优先级翻转（Priority Inversion）在抢占式内核中的预防措施，特别是针对实时任务的保护技术。 内存屏障（Memory Barriers）的语义与必要性： 阐述编译器优化与CPU乱序执行对并发编程的隐性破坏。详细解析各种内存屏障（Load/Store Barriers, Acquire/Release Semantics）在x86-64和ARM架构下的具体汇编指令对应和内存一致性模型（Memory Consistency Model）要求。 --- 第二部分：内存管理的虚拟化与隔离（Virtualization and Isolation in Memory Management） 本部分致力于揭示操作系统如何通过复杂的地址翻译层，实现内存的安全、高效和隔离。 第三章：页表结构与地址翻译的深度解析 多级页表结构的优化： 深入研究四级乃至五级页表（如在64位系统上）的结构和开销。探讨地址空间布局随机化（ASLR）的实现细节，及其对内核空间和用户空间随机化的具体策略。 TLB管理的艺术： 分析TLB的容量限制、替换策略（如Pseudo-LRU）以及页表污染（Page Table Pollution）的风险。重点讨论TLB Shootdown的跨CPU同步开销及优化手段。 大页（Huge Pages）的支持与挑战： 探讨大页如何减少TLB Miss率，以及内核在分配、回收和碎片化管理大页时所面临的复杂性，尤其是在虚拟化宿主机环境中。 第四章：交换、映射与内存回收策略 匿名内存与文件映射的统一模型： 阐述内核如何统一管理`malloc`分配的内存（匿名页）和`mmap`映射的文件I/O。分析`do_fork`过程中写时复制（Copy-on-Write, COW）机制的性能剖析。 内存压力下的回收机制： 详细解析内核的页面回收器（Page Reclaim）算法。重点研究主动回写（Proactive Writeback）、LRU链表的维护、以及水线（Watermarks）机制如何平衡系统性能与内存可用性。 内存压缩（Memory Compression）技术： 在内存资源紧张的现代系统中，探讨内核如何利用硬件辅助或纯软件算法对非活跃页进行压缩和解压，以延迟或避免物理内存的交换操作。 --- 第三部分：I/O子系统与设备交互的演进（The Evolution of I/O Subsystem） 本部分关注数据如何在内核和用户空间之间流动，以及现代高性能I/O框架如何超越传统的系统调用开销。 第五章：中断、异常与设备驱动通信 中断处理的分层与延迟消除： 分析中断描述符表（IDT）的结构，以及如何使用中断亲和性（IRQ Affinity）和软中断/任务队列来分散中断处理负载。 DMA（直接内存访问）的安全与性能： 深入探讨总线仲裁、Scatter/Gather操作的实现，以及内核如何管理IOMMU（I/O内存管理单元）以提供设备访问隔离和地址翻译。 新一代I/O模型：io_uring的全面剖析： 详细介绍`io_uring`的设计哲学，包括其零拷贝（Zero-Copy）提交队列和完成队列机制。对比其在延迟和吞吐量上相对于传统`epoll`/`AIO`模型的显著优势，并提供在高性能网络和存储场景下的实际应用范例。 第六章：虚拟化与容器化的I/O抽象 Hypervisor下的I/O虚拟化： 探讨全虚拟化（如QEMU/KVM）中I/O设备的模拟（Emulation）和半虚拟化（Virtio）的设计模式。重点分析Virtio框架如何将硬件操作映射到宿主机的内核调用。 容器隔离与资源限制： 分析Cgroups V2如何精确控制进程组对I/O带宽（如Block I/O Throttling）的访问权限。探讨在容器环境中，如何维护文件系统的独立性和性能一致性。 --- 第四部分：安全与可靠性的前沿实践（Frontier Practices in Security and Reliability） 本部分探讨操作系统在面对恶意攻击和系统故障时所采取的防御策略。 第七章：内核安全机制的深度防御 地址空间保护的强化： 除了ASLR，深入探讨栈金丝雀（Stack Canaries）、数据执行保护（DEP/NX Bit）的内核级实现。分析ROP（Return-Oriented Programming）攻击的原理及操作系统层面的防御漏洞。 权限分离与最小权限原则： 探讨如何通过内核模块（如SELinux/AppArmor）实现强制访问控制（MAC）。分析内核中特权分离（Privilege Separation）设计模式的局限性。 内核模块的动态加载与验证： 探讨现代Linux内核如何使用签名验证机制（Module Signing）来阻止未授权或恶意的内核代码注入，以及其对驱动程序开发的流程影响。 第八章：崩溃恢复与系统审计 内核崩溃转储（Core Dump）机制： 详细分析系统在发生致命错误（Panic）时，如何捕获当前内存状态、寄存器上下文以及相关的调度信息，用于后续的离线调试。 eBPF的运行时追踪与调试： 阐述扩展伯克利数据包过滤器（eBPF）如何提供一个安全且高效的内核可编程接口。重点展示如何使用eBPF追踪工具（如BCC套件）对系统调用、内核函数进行动态插桩，以进行生产环境的性能瓶颈分析和安全审计。 本书的编写风格严谨且注重实践，结合了主流Linux发行版（如较新版本的Linux Kernel）和特定商业操作系统内核的最新特性，是构建下一代高性能、高安全系统的必备参考手册。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很有年代感，一看就知道是那种扎扎实实的工具书，没有太多花哨的排版，直奔主题。我拿到手的时候，其实对“C++ Builder”这个名字有点陌生了，毕竟现在主流的开发环境五花八门，但“RS-232串列通訊控制”这个技术点，却是工业自动化和嵌入式领域绕不开的经典。我当时正在为一个老旧的仪器编写控制软件，那个仪器只认串行口协议，这可真是雪中送炭。书里对串行通信的底层原理讲解得非常透彻，从波特率、数据位、奇偶校验到硬件握手协议，几乎把RS-232的每一个技术细节都拆解分析了一遍。特别是它如何将这些晦涩的底层操作，通过C++ Builder的图形化界面进行封装和调用，给出了大量的代码示例，这对于我们这些想快速上手，又不想在底层细节上浪费太多时间的工程师来说，简直太友好了。这本书的价值不在于追逐最新的技术潮流，而在于它提供了一种稳定、可靠的解决方案，解决了实际工作中那些“硬骨头”的问题。

评分☆☆☆☆☆

与其他同类书籍相比，这本书最独特的地方在于其案例的实用性和时效性——尽管C++ Builder本身的历史相对较长，但作者选择的案例场景非常贴近传统制造业和仪器仪表行业的实际需求。我发现书中涉及的很多通信协议，比如Modbus RTU的封装和解析，都是现在工业现场还在广泛使用的标准。作者没有陷入对最新IDE版本的过度追捧，而是专注于RS-232这一底层稳定接口的“控制艺术”。这使得这本书的参考价值可以跨越数年的软件版本迭代。阅读过程中，我能清晰地感受到作者在实际调试中踩过的“坑”，他用文字替我们趟雷，避免了我们重复走弯路。这种基于实践经验的总结，是任何纯理论书籍都无法比拟的宝贵财富。它让人觉得，这本书是“干货”的集合，而不是“水文”的堆砌。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这是一本非常务实的技术参考书。它的语言风格非常直接，没有多余的客套或理论铺垫，开篇就直指如何用C++ Builder来驱动串行端口。我特别喜欢书中穿插的“注意事项”和“性能优化提示”，这些小节往往能解答我在实际编程中遇到的那些让人抓耳挠腮的小问题，比如端口资源释放不干净导致的后续程序错误等。对于希望快速在C++ Builder平台上构建稳定、高效的串行通信应用的人来说，这本书无疑是一个极佳的起点和参考资料。它就像一个可靠的伙伴，在你进行硬件底层编程的艰难旅途中，为你提供了清晰的地图和实用的工具箱，让原本充满不确定性的工作变得有章可循，极大地提升了项目效率和最终产品的稳定性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度是逐步递进的，初看起来可能觉得有些基础，但当你深入到后面关于数据帧结构解析和自定义协议实现的部分时，才能体会到它的分量。它不仅仅停留在如何简单地“发送”和“接收”字符流的层面，而是深入到了如何构建一个完整、可靠的通信会话。比如，书中详细介绍了如何处理二进制数据流的打包和解包，如何在非同步模式下高效地处理接收缓冲区，以及如何利用事件驱动模型来优化程序的响应速度。对于我这种需要处理大量连续数据采集任务的人来说，这部分内容简直是黄金手册。它没有回避C++语言本身的一些复杂性，但在结合Builder环境时，又巧妙地降低了学习门槛，使得原本可能需要数周才能摸索出来的通信框架，通过这本书的指引，可能几天内就能搭建出原型。这本书非常适合那些已经掌握了C++基础语法，但缺乏实际工程项目经验，尤其是涉及到硬件交互经验的读者。

评分☆☆☆☆☆

翻开内页，一股浓浓的技术手册味道扑面而来，这绝对不是那种讲设计哲学或者架构思想的书。它更像是一位经验丰富的老工程师手把手教你拧螺丝、接线。我尤其欣赏作者在错误处理和异常捕获方面的着墨。在做硬件通信时，最怕的就是程序无响应或者数据错乱，这本书里专门开辟了一章详细讨论了如何应对通信中断、数据溢出等突发状况，并且提供了在C++ Builder环境下实现健壮性代码的具体策略。书中很多代码片段都带有注释，而且注释的语言非常直白，没有那种故作高深的术语堆砌。我试着按照书中的步骤搭建了一个简单的监控程序，用C++ Builder的组件拖拽出了一个界面，然后通过书中的API调用实现了对外部设备的实时数据读取和指令发送，整个过程异常顺畅。这说明作者对C++ Builder的VCL（可视化组件库）的掌握是相当深入的，能够将复杂的底层操作，转化成易于维护和扩展的应用逻辑。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆