信息系统容灾抗毁原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电

作者:李涛

出品人:

页数:230

译者:

出版时间:2007-10

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787115164452

丛书系列:

图书标签:

• 信息系统
• 容灾
• 抗毁
• 数据安全
• 业务连续性
• 风险管理
• 灾难恢复
• 高可用
• 信息安全
• IT运维

《计算机构架与底层软件设计：从芯片到操作系统》 本书导读：深入理解现代计算系统的基石 在信息技术飞速发展的今天，我们每天都在享受着由复杂计算系统带来的便利。然而，支撑这一切的底层原理和设计哲学，往往隐藏在光鲜的应用软件和海量数据背后。本书《计算机构架与底层软件设计：从芯片到操作系统》旨在系统地剖析现代计算机系统的核心构成、工作机制及其关键的软件支撑，为读者构建一个从物理硬件到逻辑控制的完整认知图景。 本书的撰写基于对计算科学核心课程的深度整合与工程实践的提炼，力求在理论的严谨性与工程的可操作性之间找到完美的平衡点。我们深知，只有真正理解了信息是如何在硅片上流动，指令是如何被处理器执行，以及操作系统如何调度资源，才能在后续的系统优化、高级编程乃至创新设计中游刃有余。 第一部分：计算核心——处理器架构与指令集 本部分是理解整个计算系统的基石。我们将从最底层的物理实现开始，探讨晶体管如何构成逻辑门，进而构建出复杂的功能单元。 第一章：半导体器件与数字逻辑基础 本章将带领读者回顾电子学基础，重点聚焦于MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的工作原理及其在数字电路中的应用。我们将详细阐述布尔代数在硬件设计中的体现，并深入解析组合逻辑电路（如加法器、多路选择器）和时序逻辑电路（如触发器、寄存器组）的设计方法。通过对关键逻辑单元的剖析，读者将建立起对“位”如何在硬件层面被操作的直观理解。 第二章：指令集架构（ISA）的哲学与实践 指令集架构是硬件与软件之间的契约。本章将详尽介绍不同ISA的设计哲学，特别是RISC（精简指令集）与CISC（复杂指令集）的演进历程与各自的优劣。我们将以经典的MIPS或RISC-V架构为例，逐一解析数据传输指令、算术逻辑单元（ALU）操作指令、控制流指令（跳转、分支）的编码方式和执行流程。重点讨论指令的格式、寻址模式对编译器和汇编器设计的影响。 第三章：高性能处理器微架构 现代CPU的性能提升主要依赖于精妙的微架构设计。本章将聚焦于指令级并行性（ILP）的实现技术。内容包括：流水线技术（Pipeline）的原理、冒险（Hazard）的类型与消除机制；数据前递（Forwarding）和分支预测（Branch Prediction）技术的细节；以及超标量（Superscalar）处理器如何在一个时钟周期内发射多条指令。此外，本章还会引入乱序执行（Out-of-Order Execution）和寄存器重命名等高级主题，揭示现代处理器如何最大化地隐藏访存延迟和控制依赖。 第二部分：内存与I/O系统：数据的生命线 处理器的高速运转离不开高效的数据供应和存储机制。本部分将探讨内存层次结构的设计和输入/输出（I/O）系统的组织方式。 第四章：多级存储器层次结构与缓存设计 内存访问速度是决定系统整体性能的关键瓶颈之一。本章将系统阐述冯·诺依曼结构下的存储器层次体系，包括寄存器、多级高速缓存（Cache）、主内存（DRAM）和辅助存储。我们将重点剖析SRAM和DRAM的工作原理，并深入探讨Cache的设计参数，如块大小（Block Size）、关联度（Associativity）和替换策略（Replacement Policy，如LRU）。通过分析写策略（Write-Through vs. Write-Back）和缓存一致性问题，读者将理解如何通过软件优化来提高缓存命中率。 第五章：虚拟内存与地址翻译 虚拟内存是现代操作系统实现隔离性、安全性和内存抽象的核心机制。本章将详细解析地址翻译过程，从程序生成的虚拟地址到物理地址的转换流程。内容涵盖页表（Page Table）的结构、TLB（Translation Lookaside Buffer）的作用与优化，以及缺页中断（Page Fault）的处理机制。此外，我们还将讨论内存保护、内存映射（Memory Mapping）以及不同操作系统的内存管理策略。 第六章：总线、中断与I/O系统 处理器需要与外部设备进行通信。本章讨论系统级互连结构，包括同步总线和异步总线的架构。重点讲解中断机制在设备通信中的核心地位，包括中断控制器的工作流程、中断向量表（IVT）的维护，以及如何处理硬件和软件产生的各种异常与陷阱。最后，本书将介绍DMA（直接内存访问）技术，解释其如何减轻CPU在数据传输中的负担，实现高效的外部设备交互。 第三部分：系统控制核心——操作系统的基础 硬件之上，软件必须通过操作系统才能有效地被管理和调度。本部分将深入操作系统的内核，探讨资源管理的精髓。 第七章：进程与线程管理 进程是操作系统进行资源分配的基本单位，而线程则是CPU调度的基本单位。本章将定义进程的结构（PCB）和状态转换，并详细介绍线程的实现方式（用户级线程与内核级线程）。核心内容聚焦于CPU调度算法，包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转（Round Robin）以及优先级调度，并分析实时系统中对调度的特殊要求。 第八章：并发控制与同步机制 在多任务环境中，对共享资源的正确访问是保证系统正确性的关键。本章系统介绍并发控制的基本问题——竞态条件（Race Condition）。随后，我们将详细讲解经典同步工具的实现原理：信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）以及更高级的管程（Monitor）。重点分析如何使用这些工具来解决著名的读者-写者问题、哲学家用餐问题等并发难题，并探讨死锁的预防、检测与解除策略。 第九章：文件系统与存储抽象 文件系统是上层应用与底层块设备之间的桥梁。本章从逻辑结构出发，解析文件系统是如何组织数据和元数据的。内容包括目录结构、文件分配方式（连续分配、链式分配、索引分配）以及空闲空间管理。我们将分析如FAT、i节点（Inode）结构等典型文件系统的内部机制，并讨论事务性文件系统和日志（Journaling）技术如何提高数据一致性和恢复能力。 第十章：内核结构与系统调用 操作系统内核是系统的“大脑”。本章对比单体内核（Monolithic Kernel）、微内核（Microkernel）和混合内核的优缺点。核心内容在于系统调用的实现机制：用户态程序如何通过中断或陷阱机制安全地切换到内核态，并向内核请求服务。我们将剖析系统调用处理流程，以及内核如何通过系统调用接口为用户程序提供文件I/O、进程控制和网络通信等服务。 结语 《计算机构架与底层软件设计：从芯片到操作系统》不仅是一本教科书，更是一份深入现代计算科学腹地的探索地图。通过对这些底层原理的透彻理解，读者将能够站在更高的视角审视软件的性能瓶颈，优化代码的执行效率，并为未来从事系统级软件开发、嵌入式系统设计或高性能计算打下坚实的基础。本书的最终目标是培养读者从“使用”计算机到“设计”计算机的思维转变。

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**读者评价五** 这本书最大的问题在于其对读者的预设知识水平判断失误。它试图做到既服务于完全的新手，又想取悦资深专家，结果两边都没讨好。对于新手来说，书中跳跃的专业术语和缺乏必要的背景铺垫，使得入门门槛高得吓人，很多地方像是被直接丢进了一个深水区，只能靠自己拼命划水。而对于经验丰富的工程师来说，书中讲解的很多基础原理又显得过于浅显和啰嗦，像是幼儿园的教学内容，让人感到不耐烦。比如，对于RAID级别的介绍，用去了好几页的篇幅进行详尽的表格对比和定义，这些信息在任何一本基础存储技术书籍中都能轻易找到，而且描述得更为清晰。这种“平均化”的处理方式，导致内容既不够深入来提供突破性的见解，也不够基础来提供平稳的引导。整本书读下来，给我的感觉就像是进行了一次全景式的、但深度极浅的巡游，虽然看到了很多名词，却没能真正掌握任何一项核心技能。希望未来的版本能更加聚焦，要么彻底面向初学者做详细的引导，要么彻底面向专家做前沿技术的深入挖掘，而不是现在这种尴尬的“不上不下”的定位。

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**读者评价四** 坦率地说，这本书的叙事节奏如同在开一辆老旧的拖拉机，沉重而缓慢，几乎没有惊喜可言。作者似乎坚信，信息的密度越大，书的价值就越高，于是堆砌了海量的、重复性的描述，很多段落读起来感觉是在复述前一页的内容，只是换了几个同义词而已。对于一个寻求高效学习的读者来说，这简直是时间的巨大浪费。我尝试寻找一些现代化的、基于云原生环境的容灾实践，但这本书似乎还停留在传统的物理机房和虚拟化时代的主流思维中。书中对“韧性设计”的探讨，更多地是停留在概念层面，比如反复强调“快速恢复的重要性”，却鲜有提及Kubernetes Operator、服务网格（Service Mesh）在实现自动化故障转移中的具体应用案例。这使得这本书的适用范围非常受限，对于正在进行数字化转型和拥抱微服务架构的企业来说，它的指导意义非常有限。读完一半，我发现自己需要花费大量时间去“翻译”书中的旧有概念，并将它们映射到我们当下正在使用的云技术栈上，这个过程非常耗费精力，性价比极低。

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**读者评价二** 翻开这本书的时候，我内心是充满期待的，毕竟“容灾抗毁”这个主题在当前环境下至关重要。然而，阅读过程中的体验却像是在进行一场漫长的、没有终点的枯燥拉力赛。作者似乎专注于理论构建的宏大叙事，却忽略了读者在实际操作层面的困惑。书中充斥着大量抽象的概念定义，如同空中楼阁般高悬，缺乏必要的脚手架来支撑理解。举个例子，关于“多活架构”的描述，只是给出了一个极简的示意图，然后便迅速转向了对特定算法复杂度的数学推导，完全没有对实际部署中可能遇到的跨地域同步延迟、脑裂问题等关键挑战进行深入剖析。这种“重理论轻实践”的倾向，使得这本书对于那些已经具备一定技术背景，希望提升实战能力的人来说，吸引力大大降低。它更像是一份写给计算机科学系研究生的研讨会论文集，而非面向广大IT从业者的应用指南。我期待的，是那种能告诉我“在你的企业里，遇到这种情况，应该按A、B、C这三步走”的实操指南，而不是一连串让我感到头晕目眩的公式和模型。阅读体验极度不友好，感觉作者与读者的思维层面存在着巨大的鸿沟。

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**读者评价一** 这本书的语言风格实在是让人摸不着头脑，简直像是在读一本精心编排的密码手册。作者似乎对“简洁明了”这个词有着一种本能的抵触，每一个技术名词都要绕上好几个弯才能引出，读起来感觉智商被侮辱了。更别提那些排版，简直是视觉上的灾难，大量的粗体和斜体混用，让眼睛在扫描信息时疲惫不堪。我花了大量时间试图理解作者到底想表达什么核心思想，但最终发现，似乎根本就没有一个清晰的逻辑主线贯穿始终。比如，在讨论数据备份策略的时候，一会儿跳到网络架构的拓扑图上去了，一会儿又扯到企业文化建设的重要性，这种跳跃性思维，让我这个初学者感到非常抓狂。而且，书中引用的案例大多陈旧不堪，仿佛是从十年前的期刊上剪贴下来的，完全无法反映当前业界的技术前沿。我原本期待能从中学到一些实用的、能立刻应用到工作中的知识，结果却像是在啃一本过时的理论教科书，收获甚微。这本书给我的感觉是，作者很有热情堆砌专业术语，却在如何高效传达知识这一点上严重失职。如果不是为了完成某个学习任务，我恐怕早就将它束之高阁了。

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**读者评价三** 这本书的装帧和印刷质量简直可以用“粗制滥造”来形容。纸张薄得几乎能透过光线，油墨蹭到手上后会留下灰黑色的印记，这让我在图书馆借阅时都感到十分尴尬。更严重的是，书中错别字和标点符号的错误多到令人发指的程度。我不知道编辑团队是如何进行审校工作的，这种低级的疏漏，极大地破坏了阅读的连贯性和作者的专业形象。我不得不经常停下来，在脑海中默默地纠正那些明显的错误，这无疑是分散了对专业内容的注意力。此外，书中某些章节的引用格式混乱不堪，参考文献列表有的采用数字编号，有的则直接用作者-年份格式，彼此之间毫无章法可言，完全无法溯源验证信息的准确性。对于一本技术书籍而言，严谨性是其生命线，而这本书在这方面的表现，实在是不尽人意。它让我想起多年前那些匆忙赶工出版的盗版教材，让人对内容的可靠性产生深深的怀疑。如果连最基本的编辑规范都无法遵守，我们又如何能完全信任书中那些复杂的系统设计和容灾方案呢？这不仅仅是阅读体验的问题，更是对知识传播责任感的缺失。

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