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出版者:Peachpit Press

作者:Maria Langer

出品人:

页数:696

译者:

出版时间:2007-11-02

价格:USD 24.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780321496003

丛书系列:

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《UNIX系统内核深度解析：从理论到实践》 图书简介 本书深入剖析了现代UNIX类操作系统（涵盖BSD、Linux以及类UNIX架构的核心原理）的内核设计、实现机制与运行原理。我们聚焦于操作系统作为计算机系统“大脑”所承担的核心职责，旨在为系统程序员、高级系统管理员以及计算机科学专业的学生提供一份全面、详尽且注重实践的内核导读。 第一部分：内核基础与架构概览 本书伊始，我们将构建坚实的理论基础。首先阐述操作系统的基本概念、历史演进及其在复杂计算环境中的角色定位。随后，详细介绍主流UNIX系统常见的内核结构——宏内核、微内核以及混合内核的优缺点及其设计哲学。重点解析Linux和FreeBSD等典型内核的整体架构，包括用户态与内核态的界限、系统调用的工作流程以及上下文切换的底层机制。我们将深入探究内核的初始化过程，从启动引导器（如GRUB或BootLoader）将控制权移交给内核开始，直至系统进入多用户模式的全过程，揭示硬件初始化、内存映射和进程创建的早期步骤。 第二部分：内存管理：虚拟与物理的交织 内存管理是操作系统的核心挑战之一。本部分将详细讲解虚拟内存系统的工作原理。从页表结构（如四级页表、TLB缓存）的设计与查找机制入手，逐步深入到物理内存的分配与回收策略。我们将详细分析伙伴系统（Buddy System）如何高效地管理物理页框，以及 slab 分配器如何服务于内核对象的高效复用。此外，本书将花费大量篇幅讨论进程的地址空间布局，包括代码段、数据段、堆和栈的组织方式，以及它们如何通过内存映射（mmap）与文件系统和共享库关联起来。缺页异常的处理流程、页面置换算法（如Clock、LRU的实际实现）以及内存保护机制的硬件支持，都将通过代码级分析进行阐述。 第三部分：进程调度与并发控制 进程与线程是UNIX系统并发执行的基本单元。我们将详细剖析进程的生命周期管理，包括进程描述符（Task Structure）的结构细节、上下文切换的原子性保证。在调度策略方面，本书超越了教科书上的概念，深入分析了CFS（Completely Fair Scheduler）等现代调度算法的内部工作原理、时间片分配的公平性保证以及实时调度类的实现。并发控制是多核时代的关键。我们将详述内核同步机制，包括自旋锁（Spinlocks）、互斥锁（Mutexes）、信号量（Semaphores）以及更高级别的屏障（Barriers）。特别关注无锁（Lock-free）数据结构的实现技巧及其在高性能场景中的应用，同时剖析死锁的检测与避免策略。 第四部分：I/O子系统与设备驱动 输入/输出系统是操作系统连接硬件的桥梁。本书将系统地介绍UNIX I/O框架。从传统的块设备和字符设备模型开始，解释设备文件的意义与底层驱动接口。重点分析中断处理机制，包括中断描述符表、中断向量以及中断下半部（Bottom Halves）的设计，如软中断（Softirqs）和任务队列（Tasklets）在处理耗时I/O任务中的角色。我们将深入探讨缓冲 I/O 和直接 I/O 的区别，以及内核如何管理 I/O 请求队列，确保数据传输的高效与可靠。对于网络 I/O，将概述 Socket API 的内核实现，以及数据包如何在网络协议栈中流动和处理。 第五部分：文件系统与数据持久化 文件系统是用户与数据持久化交互的界面。本书将详细介绍UNIX文件系统的核心概念，如i节点（Inode）、数据块的组织方式以及目录结构的实现。我们会剖析 ext4、XFS 等主流本地文件系统的结构布局和操作流程。特别关注虚拟文件系统（VFS）层的作用，它如何提供统一的接口来管理和访问不同类型的物理文件系统。事务处理（Journaling）机制的实现，用以保证文件系统在崩溃后的一致性，是本部分的重点分析对象。此外，文件系统的缓存策略（如页缓存、dentry缓存）如何优化磁盘访问性能也将被详尽阐述。 第六部分：系统安全与可扩展性 在现代系统中，安全性和可扩展性至关重要。本书探讨了内核层面的安全机制，包括地址空间布局随机化（ASLR）、数据执行保护（NX Bit）的内核支持。我们将深入解析权限模型，如标准UID/GID检查、特殊能力（Capabilities）的管理机制，以及强制访问控制（如SELinux/AppArmor）在内核中的集成点。对于系统的可扩展性，我们将分析模块化设计（Loadable Kernel Modules）的加载、卸载流程及其对内核稳定性的影响。最后，我们将讨论内核调试技术，包括使用KGDB、KProbes进行实时内核代码追踪与问题定位的方法。 实践与展望 本书的每一章节都辅以大量的伪代码和真实的系统调用流程图示，并结合实际的内核源代码片段进行分析，帮助读者将理论知识转化为实践能力。我们不局限于对特定发行版内核的特定版本进行分析，而是侧重于那些贯穿不同UNIX变体的、具有普遍指导意义的核心设计范式。通过本书的学习，读者将能够自信地阅读、理解并修改复杂的UNIX系统内核代码，深入洞察操作系统的每一个运行细节。

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我是一名自由职业者，对能够提高工作效率和优化工作流程的工具总是格外关注。Mac OS X 10.5 Leopard，作为那个时代Macintosh电脑上的操作系统，无疑是许多专业人士青睐的对象。我选择这本书，是因为我希望能从中找到一些实用的技巧和方法，来更有效地利用Leopard系统的强大功能。我希望这本书能够深入探讨Leopard在文件管理、邮件处理、日历同步等方面是如何优化用户的工作流，又或者，它在多媒体编辑和内容创作方面提供了哪些新的可能？我特别期待书中能够介绍一些鲜为人知的Leopard使用技巧，能够帮助我节省时间，提升工作效率。这本书的篇幅和内容深度，让我相信它一定能够提供详尽的指导，让我能够将Leopard系统从一个单纯的操作系统，转化为一个能够帮助我事半功倍的强大工作伙伴。我希望这本书能够成为我学习和掌握Leopard系统，并将其融入到我的日常工作中，从而提升我的职业竞争力。

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我是一位对 Macintosh 电脑充满热情的用户，从早期接触 PowerPC 时代的 Mac OS X，到后来过渡到 Intel 平台的 Mac OS X，我始终被苹果的操作系统所吸引。Leopard，在我看来，是 Mac OS X 发展史上的一个重要转折点，它在用户界面、系统功能以及整体性能方面都有着显著的提升。我选择这本书，是希望能够更全面、更深入地了解 Leopard 所带来的具体改变。我期待书中能够详细介绍 Leopard 在 Finder 改进、Dashboard 增强、Quick Look 预览等方面的创新，以及这些功能是如何提升用户的工作效率和使用乐趣的。我也对 Time Machine 这样的备份解决方案充满了好奇，想了解它是如何在操作上做到如此简洁而又高效的。这本书的篇幅和内容，让我相信它能够提供详尽的介绍和实用的技巧，帮助我更好地掌握 Leopard 系统，并进一步提升我在 Mac 平台上的使用体验。

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说实话，我是一名资深的技术爱好者，但对于Mac OS X的内部架构一直有些模糊不清。Leopard的发布，在我看来，是Mac OS X发展史上的一个重要节点，很多标志性的特性都在那个版本中崭露头角。我选择这本书，是希望能够更清晰地了解Leopard在系统稳定性、性能优化以及安全性方面所做的努力。例如，它在图形渲染方面是否有新的突破？在进程管理和内存分配上，Leopard又采取了哪些新的策略来提升用户体验？我特别希望能在这本书中找到关于Leopard内核层面的信息，了解它在底层是如何实现那些令人称道的流畅度和响应速度的。如果这本书能够提供一些关于Leopard开发者社区的洞察，或者它如何与其他硬件设备进行深度整合的分析，那就更好了。我希望这本书不仅仅是功能的罗列，而是能够深入到技术实现的层面，让我对Leopard有一个更全面、更深刻的认识，并从中学习到一些先进的系统设计理念。

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我一直对操作系统背后的设计哲学充满浓厚兴趣，而Mac OS X系列，尤其是在Leopard发布的那个年代，无疑是业界翘楚。我之所以选择阅读这本书，是因为我希望能从更宏观的层面去理解Leopard的出现，它不仅仅是软件的迭代，更是苹果在用户交互和系统整合方面的一次宣言。我期待这本书能够深入剖析Leopard所带来的技术革新，例如Time Machine备份系统的引入，它在用户数据安全和便捷性方面究竟带来了怎样的改变？还有那些在Finder中悄然发生的优化，比如Stacks和Quick Look，它们是如何从细节处提升用户的文件管理和预览效率的？我希望这本书能够以一种引人入胜的方式，为我揭示Leopard的“内在美”，而不仅仅是表面的华丽。我希望它能让我了解到，Leopard是如何在保持系统开放性和扩展性的同时，又能够提供一个高度集成和流畅的用户体验。这本书的厚度让我相信，它一定能够提供详尽的分析，让我能够深入理解Leopard的每一个重要特性，并从中汲取关于优秀软件设计和用户体验的宝贵经验。

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我一直对科技产品的设计美学和用户体验有着极高的要求，而苹果公司无疑是这个领域的标杆。Mac OS X 10.5 Leopard，在我看来，是苹果在操作系统设计上一次大胆的尝试和成功的实践，它为用户带来了前所未有的视觉享受和操作流畅度。我选择这本书，是因为我希望能从这本书中找到关于Leopard设计理念的深度解读。我期待书中能够详细分析Leopard的界面元素，比如那个经典的Dock，以及它在视觉反馈和动画效果上的处理，是如何营造出一种精致、直观的用户体验。我特别想了解，Leopard是如何通过引入Time Machine、Spaces等功能，来解决用户在数据备份和多任务处理方面的痛点，并提供更加便捷高效的解决方案。这本书的篇幅和内容，让我相信它能够提供详尽的指导，让我能够更好地理解苹果的设计哲学，并从中学习到如何将技术与艺术完美结合，创造出令人印象深刻的产品。

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我一直对操作系统的发展史充满好奇，特别是像Mac OS X这样，在用户界面和用户体验上不断进行探索和创新的系统。Leopard，在我看来，是Mac OS X发展历程中的一个重要里程碑，它所带来的许多革新，对后来的操作系统设计产生了深远影响。我选择这本书，是希望能够系统地了解Leopard的诞生背景、技术革新以及它在业界所扮演的角色。我期待书中能够深入分析Leopard在引入如Time Machine、Spaces、Cover Flow等功能时，是如何考虑用户需求和解决用户痛点的。我希望这本书能够以一种更具历史视角的方式，来解读Leopard的出现，并探讨它对整个操作系统领域所带来的影响。这本书的厚度和内容，让我相信它能够提供详尽的资料和独到的见解，让我能够更全面地理解Leopard，并从中学习到关于产品迭代、技术创新以及市场策略的宝贵经验。

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我是一名对技术细节有着浓厚兴趣的开发者，我总是希望能够深入了解操作系统是如何工作的。Mac OS X 10.5 Leopard，在我看来，不仅仅是一个用户界面优美、功能强大的操作系统，更是一个在技术层面有着诸多创新的平台。我选择这本书，是希望能够从更深层次的角度来理解Leopard的架构和设计。我期待书中能够详细介绍Leopard在底层驱动、进程管理、内存分配以及图形渲染等方面所采取的技术策略，以及这些策略是如何保证系统的稳定性和高性能的。我特别想了解Leopard是如何实现其流畅的用户体验，以及它在安全性方面又做了哪些改进。这本书的篇幅和内容，让我相信它能够提供详尽的技术解析，让我能够对Leopard有一个更深入的理解，并从中学习到一些先进的系统设计理念和开发实践，从而为我今后的开发工作带来启发。

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我是一位对苹果产品情有独钟的用户，从iPhone到iPad，我一直享受着苹果带来的简洁、高效和富有美感的数字生活。Mac OS X 10.5 Leopard，在我看来，是Mac OS X家族中一个极具代表性的版本，它承载了苹果对用户体验的极致追求，也为后来的macOS系列奠定了基础。我希望这本书能够带我领略Leopard在用户界面设计上的独到之处，例如那个经典的Aqua界面，以及它在视觉效果和动效处理上的精妙之处。我尤其想了解，Leopard是如何通过引入诸如Dashboard Widgets、Spaces多桌面切换等功能，来提升用户的生产力和多任务处理能力。这本书的出版时间，恰好是我开始关注Macintosh电脑的时期，所以我对Leopard的每一个细节都充满好奇。我期望这本书能够以一种易于理解且引人入胜的方式，为我解析Leopard的核心亮点，让我能够更好地理解苹果的设计哲学，并从中学习到如何将技术与艺术完美融合，打造出真正令人心动的用户体验。

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这本书的封面设计就足够吸引我了，深邃的蓝与雪豹的优雅轮廓，无声地诉说着一种前沿、精致且充满力量的操作系统。我一直对苹果的产品抱有极大的好奇心，尤其是它们在用户体验上不断追求极致的精神，而Mac OS X 10.5 Leopard，作为这个系列中的一个重要里程碑，自然是我想要深入了解的对象。当我翻开这本书的扉页，并没有立刻看到晦涩的技术术语或者冗长的安装指南，取而代之的是一种引导性的叙述，似乎在邀请我一同探索一个全新的数字世界。我期待这本书能够像它封面所传达的那样，带领我领略Leopard系统的核心魅力，不仅仅是那些看得见的界面和功能，更包括它背后蕴含的设计理念和技术突破。我想要了解它在多任务处理、文件管理、多媒体集成等方面是如何优化用户的工作流，又如何在细节之处体现苹果一贯的“化繁为简”的设计哲学。这本书的篇幅也相当可观，这让我感到放心，这意味着它应该有足够的空间去详述每一个令人称道的特性，并可能包含一些鲜为人知的使用技巧，能够真正帮助我提升使用Mac的效率和乐趣。我迫不及待地想通过这本书，将Leopard系统从一个抽象的概念转化为我手中的强大工具。

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作为一名长期使用Windows系统的用户，我总是在观察Mac OS X系列是如何一步步构建其独特的生态系统和用户体验的。Leopard，在我看来，是那个时期Mac OS X发展中一个承上启下的关键版本，它不仅仅是数字上的升级，更代表着一次重要的设计演进。我希望这本书能深入解析Leopard在界面美学上的革新，比如那个标志性的Dock，以及它在视觉反馈和动画效果上的细腻之处。我很好奇，Leopard是如何在保持系统稳定性的同时，引入了诸如Cover Flow这样的创新功能，它在用户浏览文件和媒体内容时带来了怎样的颠覆性体验？这本书的描述风格，如果能够避免过于技术性的语言，而是以一种更具故事性和启发性的方式来阐述，那将是极大的加分项。我希望它能描绘出Leopard是如何让日常的电脑操作变得更加直观和愉悦，是如何通过创新的功能让用户的工作效率得到显著提升，又或者，是如何在系统安全性方面做出新的突破。我希望这本书能让我理解，为什么Leopard会在那个时代赢得如此广泛的赞誉，以及它对后来Mac OS X版本的演进产生了怎样的深远影响。

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