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出版者:網奕

作者:徐蕙英

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:20050325

价格:NT$ 480

装帧:

isbn号码:9789867485939

丛书系列:

图书标签:

• Windows XP
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深入解析：现代操作系统设计与实现 作者： [此处可填写真实作者姓名或笔名] 出版社： [此处可填写真实出版社或虚构出版社名称] 定价： [此处可填写真实或虚构定价] 页数： [此处可填写真实或虚构页数] 内容提要： 本书并非针对特定旧版操作系统的操作指南，而是旨在为读者提供一个全面、深入的现代操作系统（Operating System, OS）设计与实现的核心原理图谱。我们聚焦于支撑当代计算环境稳定、高效运行的底层逻辑与前沿技术，涵盖从处理器架构交互到复杂内存管理、从并发控制到安全机制构建的方方面面。 在当今这个多核、分布式、虚拟化成为常态的计算生态中，理解操作系统如何“思考”和“行动”至关重要。本书将操作系统视为一个复杂的、需要精妙平衡的工程系统，探讨其在资源抽象、进程调度、I/O 处理等核心职能上的演进与最佳实践。我们摒弃了对具体用户界面或特定历史版本特性的赘述，转而深入探讨那些跨越代际、适用于所有现代主流操作系统（如Linux内核、Windows NT内核家族、macOS/iOS内核等）的通用设计范式和算法选择。 第一部分：操作系统的基石——内核架构与硬件交互 本部分将建立读者对现代操作系统核心的宏观认识。我们将详细剖析操作系统的基本结构，重点区分单体内核（Monolithic Kernel）、微内核（Microkernel）以及混合内核的优缺点及其在实际产品中的应用策略。 1.1 硬件抽象层（HAL）的必要性与实现： 探讨操作系统如何通过HAL屏蔽底层硬件差异，实现代码的可移植性。我们将分析中断向量表、端口I/O与内存映射I/O的工作机制，以及现代处理器（如x86-64架构）的特权级模型（Ring 0至Ring 3）如何确保内核的绝对控制权。 1.2 引导过程与初始化序列： 深入解析从BIOS/UEFI到加载内核映像，再到初始化关键数据结构（如页表、进程描述符）的完整启动流程。理解启动加载器（Bootloader）在系统初始化链中的关键作用。 1.3 系统调用接口（System Call Interface）： 系统调用是用户空间与内核空间交互的唯一合法途径。本章将详细讲解系统调用的机制，包括上下文切换的开销、系统调用表的查找过程，以及如何设计稳定且高效的系统调用API，以应对日益复杂的应用程序需求。 第二部分：资源管理的核心——进程、线程与调度 资源管理是操作系统的核心职能。本部分将深入探讨如何高效地管理计算资源，特别是CPU时间。 2.1 进程与线程模型： 区分进程（Process）和线程（Thread）的概念，理解内核级线程与用户级线程的区别。分析多线程编程带来的并发性优势与同步性挑战。 2.2 先进的进程调度算法： 我们将详尽分析当前主流操作系统采用的调度策略，包括分时调度、优先级调度、实时调度（硬实时与软实时）。重点研究公平调度（如CFS，完全公平调度器）的设计思想，以及如何通过调度器来平衡系统的吞吐量和响应时间，并讨论如何应对“饥饿”问题。 2.3 进程间通信（IPC）机制： 除了信号量和互斥锁，本书将重点介绍高效的IPC方法，如共享内存、消息队列、管道（Pipes）和Socket通信在内核层面的实现原理，及其在构建分布式应用中的作用。 第三部分：挑战与优化——内存管理单元 内存是操作系统最宝贵的资源之一。本部分聚焦于如何抽象、隔离和高效利用物理内存。 3.1 虚拟内存系统的构建： 深入解析分页（Paging）和分段（Segmentation）机制，重点探讨现代系统普遍采用的分页机制。讲解页表结构（如多级页表）的效率与性能权衡。 3.2 内存的动态分配与回收： 分析内核内存分配器（如slab分配器或伙伴系统）的设计哲学，以及用户空间堆管理器的常见算法（如首次适应、最佳适应）及其碎片化问题。 3.3 缓存替换策略与TLB管理： 探讨经典的页面替换算法（LRU、FIFO、OPT）的实际应用，以及如何通过优化转换后备缓冲器（TLB）的命中率来显著提升内存访问速度。 第四部分：数据持久化与I/O系统 数据输入/输出是系统与外部世界交互的桥梁。本部分关注如何可靠、快速地处理数据流。 4.1 异步I/O与中断处理： 讲解中断（Interrupt）和异常（Exception）的处理流程，这是实现高效I/O的关键。对比轮询（Polling）与中断驱动I/O的性能差异，并探讨现代异步I/O模型（如io_uring, IOCP）的设计优势。 4.2 文件系统结构与设计： 剖析现代日志文件系统（如Ext4, NTFS, APFS）的内部结构，包括元数据管理、数据块分配策略、事务日志（Journaling）如何确保数据一致性，以及延迟写入（Writeback）对性能的影响。 4.3 块设备驱动与缓冲： 分析块设备栈的工作流程，以及操作系统如何利用磁盘缓存（Buffer Cache）来减少对慢速存储介质的访问次数。 第五部分：安全与虚拟化 现代操作系统必须具备强大的安全隔离能力，同时虚拟化技术已经成为基础设施标准。 5.1 内核安全机制： 探讨如何通过地址空间布局随机化（ASLR）、数据执行保护（DEP/NX位）等技术来抵御常见的内存攻击。分析权限模型（如ACLs、Capabilities）在资源访问控制中的作用。 5.2 虚拟化基础： 介绍操作系统如何支持硬件辅助虚拟化（如Intel VT-x, AMD-V）。阐述虚拟机监视器（Hypervisor，特别是Type 1）的工作原理，以及操作系统如何作为客户机操作系统（Guest OS）在受控环境中运行，实现资源共享与隔离。 结论： 本书旨在培养读者构建和优化下一代操作系统的底层思维能力。通过对抽象层次、资源竞争、性能瓶颈和安全边界的系统化研究，读者将能够超越具体软件版本的限制，理解所有高性能计算系统的核心驱动力。本书适合有一定编程基础，希望深入理解计算机底层原理的系统工程师、内核开发者和高级计算机科学学生。

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这本书的价值远超出了对Service Pack 2本身特性的讲解。它更像是一部“如何与一个成熟操作系统深度协作”的哲学著作。我当时正在学习网络编程的基础知识，对XP的TCP/IP协议栈的优化和防火墙规则的设置流程特别感兴趣。书中有一部分内容详细解析了SP2引入的“限制性Internet访问”机制，并结合Windows Sockets API的调用变化进行了论述。这种跨越了基础操作层面，触及到系统API层面的深入分析，对于我这种希望从应用层理解系统支撑能力的进阶学习者来说，简直是如获至宝。我记得书里甚至提到了某些特定应用程序在更新SP2后可能出现的兼容性问题及对应的注册表修复方案，这些内容在官方文档中往往是找不到的。它体现了一种“用户至上”的编写理念，即不仅要描述功能，更要预见用户在使用过程中可能遇到的真实摩擦点，并提供切实可行的解决方案。这使得这本书成为了我工具箱里不可或缺的“故障排除手册”。

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这本《精彩Windows XP中文版：Service Pack 2全都录》简直是为我这种对系统底层机制充满好奇心的老玩家量身定制的宝典。我记得那时候，XP SP2的发布可是个大事，它在安全方面的革新，从防火墙的强化到用户账户控制的引入，都让当时的电脑环境有了质的飞跃。我手里拿着这本厚厚的书，光是翻阅目录就感觉踏实。它不像一般的软件手册那样只告诉你“怎么做”，而是深入剖析了“为什么这么做”。比如，书中对数据执行保护（DEP）的详细解释，对我理解现代操作系统如何抵御缓冲区溢出攻击，起到了至关重要的启蒙作用。我当时在公司做系统维护，经常要处理一些看似棘手的权限问题，这本书里关于组策略对象（GPO）的精细化配置讲解，简直是救命稻草。我清晰地记得，有一章节专门对比了不同安全级别下的注册表修改对系统稳定性的影响，那种细致入微的描述，让我对XP的内在结构有了全新的认识，远超出了当时网上那些零散的教程能提供的深度。它不仅仅是一本操作指南，更像是一部记录了特定时代系统演进史的微型百科全书。我到现在还时不时会翻阅其中关于网络组件优化的章节，回味那种对着代码和配置表格进行精细调校的乐趣。

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说实话，我买这本书的时候，主要目的还是想解决一些日常使用中遇到的疑难杂症，特别是关于系统性能调优的“玄学”问题。当时的电脑配置普遍不高，如何让XP跑得更顺畅，是每个用户的心头大患。这本书在这方面的处理方式非常务实，它没有回避那些被其他书籍略过的角落，比如虚拟内存的分页文件管理策略，以及如何合理地禁用那些后台不必要的系统服务。我记得最清楚的是书中关于磁盘碎片整理和NTFS文件系统的深入探讨，它不仅告诉我们应该多久整理一次碎片，还解释了不同簇大小对读写速度的实际影响。这些知识点放在今天可能显得有些基础，但在那个年代，能系统地、有理有据地将这些底层逻辑阐述清楚的书籍凤毛麟角。我通过书中的实例，成功地将一台老旧奔腾4的电脑，通过精简启动项和优化服务，硬生生地提升了至少20%的响应速度，那成就感是无与伦比的。这本书对细节的执着，使得它在实战应用层面具有极高的价值，它教会我如何用科学的方法去解决看似随机的系统卡顿。

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对于一个偏爱图形界面而非纯粹命令行操作的用户而言，最初我对这样一本技术性极强的书略感畏惧，担心它会充斥着晦涩难懂的命令代码。然而，《精彩Windows XP中文版：Service Pack 2全都录》在用户体验友好度上给我带来了巨大的惊喜。它巧妙地将复杂的安全机制，通过大量的截图和步骤指引，转化为了易于理解的视觉流程。我尤其欣赏它在“如何配置安全中心”这一章节中的布局，它没有直接抛出复杂的安全策略，而是从一个普通用户的角度出发，一步步引导我们理解每一个安全选项背后的意义。例如，书中对弹出窗口阻止程序的不同拦截级别的解释，配上了直观的网页效果对比图，让我立刻明白了开启或关闭某个选项会带来什么直接后果。这种“可视化教学”的方式，极大地降低了学习门槛。它成功地架起了一座桥梁，连接了普通用户对“安全”的朴素认知和微软实际提供的复杂工具集，让原本让人头疼的安全配置变得触手可及，极大地提升了我对XP安全防护的主动管理能力。

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多年以后，当我回顾我早期接触计算机系统的经历时，这本书依然占据着一个独特的位置。它的价值不在于记录了最新的技术，而在于它完整地捕捉和记录了一个关键技术转折点上的系统全貌。当时很多技术书籍都忙于追逐Vista或更新的系统，对SP2的深入挖掘相对肤浅。而这本《全都录》则以近乎考古的严谨性，梳理了SP2带来的所有变更，包括那些已经被废弃或重构的旧有配置项，它都给予了明确的标注和解释。这种对历史技术栈的尊重和详尽记录，使得它在今天依然具备一定的参考价值，尤其是在维护和研究那些仍运行在XP环境下的特定老旧工业或商业系统时。阅读它，就像是打开了一个时间胶囊，让我能清晰地看到当时技术人员在面临大规模安全威胁时，是如何系统性地对一个运行了多年的主流操作系统进行“大手术”的。这本书的完整性和深度，确保了它在那个时代的技术文献中的地位无可替代。

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