计算机操作系统

计算机操作系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:中国审计出版社
作者:
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2004-09-01
价格:18.0
装帧:
isbn号码:9787801696007
丛书系列:
图书标签:
  • 操作系统
  • 计算机科学
  • 计算机系统
  • 内核
  • 进程管理
  • 内存管理
  • 文件系统
  • 并发
  • 虚拟化
  • 系统编程
想要找书就要到 图书目录大全
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

计算机操作系统 一部聚焦于现代软件架构与系统级编程的深度探索之作 本书旨在为读者提供一个全面且深入的视角,剖析当代复杂计算环境下的核心软件基础设施——非操作系统类的高级系统软件、应用层框架、以及特定领域中的计算模型。我们避开传统操作系统(如进程管理、内存虚拟化、文件系统组织等)的经典叙述范式,转而将目光投向那些在特定硬件抽象层之上构建起来,并深刻影响现代软件性能、可靠性和可扩展性的关键技术领域。 本书的叙述结构围绕数据流、控制流的抽象与优化展开,重点探讨如何在更接近应用逻辑的层面实现高效的资源调度与数据组织。 第一部分:高性能计算与并行编程模型 本部分深入探讨了如何构建和优化在多核及异构计算架构上高效运行的软件。我们不再关注内核如何调度线程,而是聚焦于用户态的并发控制和数据布局优化。 1. 内存一致性与缓存协同机制(非内核视角) 我们将详细分析现代CPU缓存层级的微架构特性,特别是伪共享(False Sharing)对性能的影响。内容涵盖: 原子操作与内存屏障的精确使用: 探讨在特定编译器和硬件架构下,`volatile` 与 C++11/17 标准提供的内存模型(如 `std::atomic` 的不同顺序)如何影响跨核通信的效率和正确性。 缓存行对齐与数据结构设计: 介绍如何通过精密的内存分配策略(如使用 `posix_memalign` 或特定库函数)来确保数据结构能高效地填充缓存行,并避免不必要的缓存行同步开销。 非侵入式内存访问模式分析: 讨论如何通过分析算法的访存局部性,设计出能够最大化缓存命中率的数据访问序列,而非依赖操作系统对进程的调度。 2. 用户态线程与协程框架 本章完全侧重于用户态的轻量级并发机制,这是构建高吞吐量网络服务和响应式应用的基础。 协程的实现原理与调度策略: 深入研究如 Boost.Asio、libuv 或 Go 语言运行时中 M:N 调度器的非阻塞 I/O 模型。重点分析上下文切换(Context Switching)在用户态的实现细节,如寄存器保存与恢复,以及如何通过栈的共享来降低切换成本。 无锁(Lock-Free)与无等待(Wait-Free)算法: 详细剖析基于 CAS(Compare-and-Swap)操作的复杂数据结构(如无锁队列、栈和哈希表)的设计与验证,强调其在极端并发场景下的优势和潜在的 ABA 问题解决方案。 事件驱动架构(Reactor 模式的深化): 探讨如何基于 epoll/kqueue 等底层 I/O 多路复用机制,构建高性能的事件循环,以及如何避免事件处理链过长导致的“饥饿”问题。 第二部分:分布式系统中的数据一致性与容错 本部分将视角从单机扩展到集群环境,重点关注在网络延迟和节点故障环境下,如何保证数据服务的正确性和可用性。 3. 分布式事务与状态机复制 我们将探讨构建健壮分布式应用所需的状态管理范式。 Raft 与 Paxos 算法的深入实践: 相比于理论概述,本章更侧重于实际工程中这些协议的变体和优化。讨论日志复制、Leader 选举中的网络分区处理、以及如何设计高效的快照和日志压缩机制。 基于版本控制的并发控制(MVCC): 探讨数据库和 KV 存储如何利用多版本并发控制来实现高并发读和一致性写,包括时间戳分配策略和垃圾回收机制。 拜占庭容错的初步探讨: 介绍在恶意节点可能存在的环境中,如何通过更复杂的共识机制(如 PBFT 的变体)来确保系统不被少数错误节点破坏。 4. 网络协议栈的深度定制与优化 本章关注应用程序如何绕过或定制标准 TCP/IP 协议栈以适应特定需求。 RDMA 与零拷贝(Zero-Copy)技术: 深入分析 Remote Direct Memory Access (RDMA) 如何实现无需 CPU 参与的数据传输,并探讨如何利用 Sendfile API 或 mmap 实现高效的用户态数据传输,避免传统 I/O 路径中的内核/用户空间数据拷贝。 QUIC 协议栈的解析与应用: 探讨 QUIC 如何通过 UDP 承载,解决 TCP 的队头阻塞问题,以及其内置的 TLS 加密层如何集成到应用逻辑中,加速连接建立。 第三部分:系统级可观测性与性能工程 系统软件的可靠性不仅依赖于正确的逻辑,更依赖于精确的性能度量和问题诊断能力。本部分关注如何“观察”正在运行的复杂软件系统。 5. 动态追踪与探针技术 我们探讨的重点是非侵入式或最小侵入式的性能分析方法,而不是依赖操作系统内核的固定钩子。 eBPF/BCC 编程实践: 详细讲解如何使用 eBPF 编写内核级别的探针,以获取系统调用的延迟分布、内核函数执行时间、以及网络事件的精确时间戳,而无需重新编译内核或应用程序。重点在于安全沙箱机制和程序加载流程。 采样式性能分析(Sampling Profiling): 深入理解 `perf` 工具背后的硬件性能计数器(PMC)原理,如何利用 CPU 硬件事件(如 L1-D Cache Misses, Branch Mispredictions)来定位热点代码段。 分布式追踪系统(Tracing): 分析 OpenTelemetry 等标准如何通过注入上下文(Context Propagation)来串联起微服务调用链,实现跨进程、跨网络边界的延迟分析。 6. 进程间通信(IPC)的高效设计 本章侧重于在同一物理机器上,应用程序之间如何高效、安全地交换数据。 共享内存与内存映射文件(Mmap): 讨论如何使用 POSIX 共享内存或 mmap 技术,在无锁或仅使用轻量级同步机制的情况下,实现进程间的高速数据管道。重点在于解决进程间内存同步和资源回收问题。 消息队列(Message Queues)的高级抽象: 探讨基于 Ring Buffer 结构的 IPC 机制(如 Aeron 或 Chronicle Queue),它们如何通过顺序写入和零拷贝技术,实现接近内存访问速度的进程间通信。 --- 本书面向对象: 本书假定读者已掌握数据结构、算法基础,并对 C/C++ 或其他系统级编程语言有深入理解。它尤其适合于致力于开发高性能数据库、大规模网络代理、金融交易系统、或底层计算框架的工程师和研究人员。本书将这些复杂系统的关键组成部分视为一个整体,而非零散的操作系统功能堆砌。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

我是一名热爱钻研的程序员,在编写复杂的应用程序时,对操作系统底层机制的理解,能够帮助我写出更高效、更健壮的代码。《计算机操作系统》这本书,正是为我这样的开发者量身打造的。书中关于I/O管理的章节,让我对计算机如何与外部设备进行交互有了全新的认识。它详细介绍了缓冲技术、假脱机技术,以及各种磁盘调度算法,如FCFS、SSTF、SCAN等。这些技术对于理解和优化程序的I/O性能至关重要。我特别喜欢书中对磁盘I/O的性能分析,它揭示了磁盘寻道时间、旋转延迟等因素对整体I/O效率的影响,并提供了相应的优化建议。此外,书中对网络通信协议栈的初步介绍,也让我对应用程序如何在网络环境中进行数据传输有了初步的了解。它简要地介绍了TCP/IP协议族的组成和工作原理,这对于理解网络编程非常有帮助。书中对操作系统安全性的讨论,也让我意识到了保护系统免受恶意攻击的重要性,并了解了一些基本的安全机制,如用户权限管理、文件访问控制等。这本书不仅提供了全面的操作系统理论知识,更重要的是,它关注到了如何将这些理论知识应用到实际的软件开发中,这对于我这样的开发者来说,具有非常高的价值。

评分

作为一名资深的IT运维人员,我经常需要处理各种服务器的性能问题和故障排查。对操作系统的深入理解,能够帮助我更快速、更准确地定位问题根源。《计算机操作系统》这本书,为我提供了宝贵的知识和技能。书中关于进程与线程管理的部分,让我对程序的并发执行有了更清晰的认识。它详细讲解了进程的创建、终止、阻塞以及进程间通信(IPC)的各种机制,如管道、消息队列、共享内存等。这些内容对于理解多进程环境下程序的协作与同步至关重要。我特别喜欢书中对线程模型和线程池的讲解,这对于优化应用程序的性能和资源利用率非常有帮助。此外,书中对文件系统的容错机制和性能调优的讨论,也让我受益匪浅。它介绍了文件系统的日志功能、写时复制(Copy-on-Write)等技术,以及如何通过调整文件系统参数来提高读写性能。这些知识在实际的服务器运维工作中,能够帮助我更有效地管理存储资源,确保数据的安全和系统的稳定。书中对虚拟化技术和分布式操作系统的介绍,也为我提供了更广阔的视野,让我能够更好地理解现代IT架构的演进。总而言之,这本书不仅仅是一本理论书籍,它提供了许多实用的知识和技巧,能够直接应用于我的日常工作中,帮助我提升解决问题的能力。

评分

在我看来,一本好的操作系统书籍,应该能够将抽象的理论概念转化为清晰的逻辑和生动的实例。《计算机操作系统》恰恰做到了这一点。书中对进程管理和调度的介绍,可以说是我的入门引路人。它不仅解释了进程的生命周期,还详细介绍了各种进程调度算法,如先来先服务、短作业优先、优先级调度以及时间片轮转等。书中通过详细的图示和计算示例,让我直观地理解了各种调度算法的工作原理以及它们对系统性能的影响。我特别欣赏书中对进程间通信(IPC)机制的讲解,它详细阐述了管道、消息队列、共享内存等多种IPC方式,并通过具体的代码示例,展示了它们在实际应用中的使用。这对于我理解和设计需要多个进程协同工作的应用程序非常有帮助。此外,书中对内存管理部分,特别是虚拟内存的讲解,也让我印象深刻。它不仅解释了分页、分段等内存管理技术,还深入探讨了页面置换算法,如LRU、FIFO等。这些内容对于我理解程序如何在有限的物理内存中运行,以及如何优化内存使用效率至关重要。这本书就像一位经验丰富的向导,带领我穿越操作系统的复杂世界,让我对这个领域产生了浓厚的兴趣,并打下了坚实的基础。

评分

我一直对计算机系统的底层原理非常感兴趣,尤其是操作系统如何协调硬件和软件,让计算机能够高效地运行。这本《计算机操作系统》恰好满足了我的求知欲。书中关于进程同步和死锁处理的部分,让我对并发环境下的挑战有了全新的认识。它不仅详细解释了死锁产生的条件(互斥、占有并等待、不可抢占、循环等待),还介绍了多种避免和解决死锁的算法,如银行家算法。这些算法的应用,让我理解了如何在复杂的多任务环境中保证系统的稳定运行。我特别喜欢书中对不同同步原语(如信号量、互斥量、条件变量)的详细讲解,以及它们在解决具体并发问题时的应用。例如,它会通过经典的“读者-写者问题”来展示如何使用这些原语来保证数据的读写一致性。书中对文件系统设计与实现部分的讲解也相当精彩。它从文件组织、存储分配到文件保护等多个方面,深入剖析了各种文件系统的结构和工作原理,如Unix的文件系统、FAT文件系统等。这些内容对于理解数据如何在磁盘上被管理和访问至关重要。这本书就像一位循循善诱的老师,一步步地引导我探索操作系统的奥秘,让我对计算机的理解更加深入和全面。

评分

作为一个计算机科学专业的学生,操作系统的学习是必不可少的一环。在这门课程的学习过程中,我曾尝试过不少教材,但总感觉有些内容难以消化,或者过于侧重某个方面。直到我接触到这本《计算机操作系统》,我才真正体会到什么是“深入浅出”。这本书的编排逻辑非常清晰,从最基础的概念,如操作系统的定义、功能和发展历史,循序渐进地引导读者进入更复杂的主题。我特别喜欢书中关于进程调度算法的讲解。作者没有仅仅罗列出各种算法的名字和公式,而是通过生动的例子,比如多个任务同时需要CPU资源时,操作系统是如何进行分配的,让我们直观地理解了先来先服务、短作业优先、时间片轮转等算法的优劣。关于死锁的处理机制,书中也进行了详尽的分析,包括死锁产生的条件、预防、避免和检测方法,并提供了相关的算法模型,这对于理解多线程编程中的同步问题非常有帮助。阅读这本书,我感觉自己不再是被动地接受知识,而是主动地去探索和思考。作者在很多地方都留下了思考题,鼓励我们去验证和实践,这极大地激发了我的学习兴趣。而且,书中对各种系统调用的介绍,也让我对应用程序如何与操作系统交互有了更直观的认识。这本书无疑是我在操作系统领域学习道路上的一盏明灯,让我对这个领域产生了浓厚的兴趣,并打下了坚实的基础。

评分

作为一名对计算机科学理论充满热情的研究生,我一直在寻找一本能够深入剖析操作系统核心概念的优秀书籍。《计算机操作系统》正是这样一本让我爱不释手的著作。它不仅仅是知识的罗列,更是一种思维方式的启迪。书中关于并发控制的章节,让我对多线程环境下的数据一致性和共享资源的管理有了全新的认识。它详细阐述了互斥锁、条件变量、信号量等同步原语的原理和使用场景,并通过经典的生产者-消费者问题、读者-写者问题等案例,生动地展示了如何利用这些原语来解决并发编程中的难题。我特别欣赏作者对哲学家就餐问题等经典并发场景的深入分析,这不仅仅是理论的展示,更是对问题本质的探讨。书中对文件系统设计与实现部分的讲解也让我耳目一新。它不仅介绍了各种文件系统的结构,还探讨了文件系统的一致性、可靠性以及性能优化等问题。例如,对日志文件系统(Journaling File System)的介绍,让我理解了如何在发生系统崩溃时保证文件系统的数据完整性。此外,书中对分布式操作系统的初步探讨,也为我提供了更广阔的研究视野。它简要介绍了分布式系统的特点、挑战以及一些基本的分布式一致性算法,这对于我未来在分布式系统领域的研究具有重要的参考价值。这本书的深度和广度都令我印象深刻,它无疑是我在学术研究道路上不可或缺的助力。

评分

我是一名软件开发工程师,在日常工作中,虽然我们更多的是与上层应用打交道,但对操作系统原理的深刻理解,无疑能帮助我们写出更高效、更健壮的代码。这本《计算机操作系统》正是这样一本能够提升我们专业素养的佳作。它不仅仅是一本教材,更像是一本武林秘籍,将操作系统内部的运行机制一一揭示。作者在阐述文件系统的部分,我印象尤为深刻。他从文件组织、文件存储、文件存取等多个角度,详细讲解了各种文件系统的实现原理,比如FAT、NTFS以及Unix的inode机制。这些内容对于理解数据如何在磁盘上被高效地管理和访问至关重要。此外,书中对虚拟内存的讲解也让我受益匪浅。它不仅解释了页式管理、段页式管理等内存管理技术,还深入探讨了页面置换算法,如LRU、FIFO等。这些理论知识直接关联到我们编写程序时对内存的使用效率,能够帮助我们避免常见的内存泄漏和性能瓶颈。我尤其欣赏作者在处理一些复杂问题时,所采用的循序渐进的讲解方式,能够让读者从易到难,逐步掌握核心要领。书中的案例研究也相当有价值,它不仅仅停留在理论层面,还会结合实际的操作系统特性进行分析,让我看到理论与实践的完美结合。总而言之,这本书为我打开了一扇通往操作系统深层世界的大门,让我对软件的运行环境有了更全面的认知,也为我未来的开发工作提供了宝贵的指导。

评分

我一直对计算机底层运作的原理充满好奇,尤其是操作系统,它像是连接硬件和我们日常使用软件的桥梁,没有它,我们的电脑就只是一堆无用的零件。市面上关于操作系统的书籍不少,但很多都过于理论化,看得我头昏脑胀,总觉得少了点什么。这本《计算机操作系统》恰恰填补了这个空白。从拿到书的那一刻起,我就被它那严谨又不失亲切的风格所吸引。书中对进程管理、内存管理、文件系统等核心概念的讲解,不仅仅是枯燥的理论堆砌,而是通过大量的图示和生动的比喻,将那些复杂的抽象概念具象化。我特别喜欢它对并发和同步的阐述,那些关于线程、锁、信号量的讨论,配合着具体的代码示例,让我第一次真正理解了多任务环境下程序之间如何协调运作,避免混乱。尤其是书中的案例分析部分,更是点睛之笔。它会选取一些经典的操作系统设计思路,比如Linux内核的某些特性,进行深入剖析,让我看到理论是如何在实践中落地,又是如何应对各种复杂场景的。阅读这本书,就像是在和一位经验丰富的工程师对话,他耐心细致地解答我的每一个疑问,引导我一步步深入了解操作系统的奥秘。每次合上书本,我都会感觉自己的知识边界又拓宽了一步,对计算机的世界有了更深一层的认识。这绝对是一本值得反复阅读的经典之作,强烈推荐给所有对计算机系统底层有兴趣的朋友们。

评分

我一直对计算机如何高效地管理和利用资源感到着迷,尤其是内存,它是程序运行的生命线。这本《计算机操作系统》在内存管理的部分,简直就是一本百科全书。从最早的连续内存分配到后来的分页、分段以及段页式管理,这本书都进行了详尽的阐述,并且用清晰的图示来解释每一种方法的原理和优缺点。我尤其喜欢它对页面置换算法的详细介绍,比如LRU(最近最少使用)、FIFO(先进先出)、Optimal(最优算法)等,以及它们在实际操作系统中的应用。书中还会通过模拟内存访问的例子,让我们直观地感受到不同算法对系统性能的影响。除了内存管理,书中对I/O管理的讲解也同样精彩。它介绍了各种I/O设备的处理方式,包括缓冲、假脱机以及各种磁盘调度算法,如FCFS、SSTF、SCAN等。这些技术对于理解程序如何与外部硬件进行高效交互至关重要。我发现,通过阅读这本书,我对计算机的运行效率有了更深层次的理解,也能够在编写程序时,更加关注内存和I/O的使用效率。书中对操作系统内核模块的讲解,比如进程控制块(PCB)和文件控制块(FCB)的结构,也让我对操作系统的数据结构有了更清晰的认识。这本书就像一位经验丰富的导师,循序渐进地引导我深入理解操作系统的每一个角落。

评分

我是一名嵌入式系统工程师,日常工作中经常需要与裸机或者高度定制化的操作系统打交道。因此,对操作系统的理解,尤其是其底层运行机制,对我来说至关重要。这本《计算机操作系统》恰好能够满足我的需求。书中关于实时操作系统的部分,是我最为关注的。它详细讲解了实时操作系统的特点、任务调度、中断处理以及同步机制,这些都是嵌入式系统开发的核心内容。书中对RTOS(实时操作系统)的设计理念和实现方法进行了深入的剖析,例如,它会介绍如何通过优先级抢占式调度来保证任务的及时响应,以及如何利用信号量和事件标志来管理多个任务之间的协作。我尤其欣赏书中对嵌入式Linux内核的介绍,它不仅讲解了Linux内核的整体架构,还对其中的关键模块,如进程管理、内存管理和设备驱动模型进行了详细的阐述。这些内容对于我理解和调试嵌入式Linux系统非常有帮助。书中通过大量的图表和流程图,将复杂的内核机制可视化,让读者能够清晰地把握各个组件之间的关系和数据流向。而且,它还涉及了嵌入式系统中常用的文件系统,比如YaFFS和JFFS2,以及它们的特性和适用场景。总的来说,这本书不仅提供了全面的操作系统理论知识,还结合了嵌入式领域的实际应用,为我提供了宝贵的实践指导,让我能够更深入地理解和优化我所开发的嵌入式系统。

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有