计算机组成原理常见题型解析及模拟题 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业

作者:郭磊

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:2007-1

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787118053371

丛书系列:

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• 计算机组成原理常见题型解析及模拟题/郭磊著
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好的，这是一份关于一本名为《计算机组成原理常见题型解析及模拟题》之外的图书的详细简介。 --- 书籍名称：《现代操作系统：原理、设计与实现》 作者： 张卫国、李明 编著 出版社： 科技文献出版社 出版日期： 2023年10月 导言：理解数字世界的基石 在信息技术飞速发展的今天，计算机系统已渗透到我们生活的方方面面。然而，支撑起这一切复杂应用背后的核心——操作系统（Operating System, OS）——往往对普通用户而言如同一个黑箱。它不仅负责管理硬件资源、调度进程，还为上层应用提供了稳定、高效的运行环境。本书《现代操作系统：原理、设计与实现》旨在系统、深入地剖析现代操作系统的核心概念、设计哲学以及关键技术，帮助读者——无论是计算机科学专业的学生、系统软件工程师，还是对底层技术充满好奇的开发者——构建起坚实的理论基础和实践认知。 本书并非简单地对某一特定操作系统（如Linux或Windows）的API或配置进行罗列，而是聚焦于操作系统背后的普适性原理和工程实践。我们力求在理论深度和工程实用性之间找到最佳平衡点，确保读者不仅知其然，更能知其所以然。 第一部分：操作系统基础与体系结构 本部分着重于建立理解现代操作系统的宏观视角和基础知识框架。 第一章：操作系统的概念与演进 本章首先界定了操作系统的基本职能，从批处理系统到分时系统，再到现代的多核、分布式与嵌入式系统，梳理了操作系统设计思想的演变历程。重点讨论了操作系统的核心目标（效率、公平性、可靠性）及其相互间的权衡取舍。我们还将介绍不同类型的操作系统内核结构，如单体内核（Monolithic Kernel）、微内核（Microkernel）和混合内核（Hybrid Kernel）的优缺点及其在实际系统中的应用案例。 第二章：中断、异常与系统调用机制 操作系统与硬件交互的基础在于对事件的响应。本章深入讲解了处理器如何处理中断（Interrupts）和异常（Exceptions），这是实现并发和系统安全的关键机制。我们将详细阐述上下文切换（Context Switching）的完整流程，包括寄存器保存与恢复、TLB（Translation Lookaside Buffer）的刷新策略。最后，系统调用（System Call）作为用户程序与内核交互的唯一合法接口，其实现细节、系统调用号的映射以及系统调用层的性能考量将被详尽剖析。 第三章：内存管理：虚拟化与保护 内存管理是操作系统的核心任务之一。本章从物理内存的分配与回收策略开始，逐步深入到虚拟内存的概念。我们将详细介绍分页（Paging）和分段（Segmentation）机制，重点分析多级页表、倒排页表等高效地址转换技术。对于页置换算法，如FIFO、LRU及其改进算法（如Clock算法），我们不仅会给出理论分析，还会结合实际操作系统的实现细节进行对比。同时，内存保护、内存共享以及内存映射文件（Memory-Mapped Files）的原理也将在本章得到充分阐述。 第二部分：并发与同步——多任务的艺术 现代计算的精髓在于并发。本部分专注于如何安全、高效地管理多个同时执行的执行流。 第四章：进程与线程管理 本章区分了进程（Process）和线程（Thread）的本质区别，并探讨了它们在资源拥有和执行上下文上的差异。我们将深入研究进程的状态模型、进程创建与销毁的开销分析，并详细介绍用户级线程与内核级线程的实现模型。重点讨论了调度器的设计哲学，包括抢占式（Preemptive）与非抢占式调度，以及各种调度算法（如先来先服务FCFS、最短作业优先SJF、时间片轮转RR、优先级调度）的性能评估指标。对于多核环境下的现代调度器（如Linux的CFS），其设计理念将作为重点案例进行解析。 第五章：并发控制与同步机制 并发带来的竞态条件（Race Condition）是系统不稳定的主要来源。本章系统讲解了经典的同步工具，包括互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）和管程（Monitor）。我们将分析使用这些工具解决经典同步问题（如生产者-消费者、读者-写者）的方法，并深入探讨死锁（Deadlock）的四个必要条件，以及死锁的预防、检测与恢复策略。对于现代系统中广泛使用的无锁（Lock-Free）数据结构和基于硬件的原子操作（如CAS），本章将提供深入的实现原理剖析。 第三部分：I/O与文件系统——数据的持久化 数据是计算机的血液，I/O系统和文件系统决定了数据的存取速度和可靠性。 第六章：I/O子系统与设备驱动 本章探讨操作系统如何抽象和管理各种异构的I/O设备。内容涵盖了轮询（Polling）、中断驱动I/O以及直接内存访问（DMA）的工作机制。我们将详细介绍I/O缓冲区的管理、Spooling技术。此外，本章会概述设备驱动程序在操作系统中的角色、结构以及与内核的交互方式，为理解设备级编程打下基础。 第七章：文件系统结构与实现 本章专注于持久化存储的逻辑组织。从文件的基本概念、访问方法（顺序、直接、索引）到目录结构的实现（如单级、二级、无环树形结构）。重点分析了文件系统的物理布局，包括空闲空间管理（位图、链表法）和磁盘块的分配策略（连续、间接、多重间接）。对于日志文件系统（Journaling File Systems）的恢复机制、写时复制（Copy-on-Write, CoW）技术在现代文件系统中的应用，都将进行详尽的论述。 第四部分：高级主题与未来展望 本部分涵盖了操作系统面向现代计算环境所必须处理的挑战。 第八章：分布式与网络操作系统基础 随着云计算和边缘计算的兴起，单机系统已无法满足所有需求。本章引入分布式操作系统的概念，探讨分布式文件系统（DFS）的实现挑战，如数据一致性、容错性。网络通信方面，将简要介绍Socket接口，并侧重于操作系统如何高效地处理网络请求，包括网络协议栈的内核实现概述。 第九章：安全与虚拟化 操作系统安全是至关重要的课题。本章讨论了强制访问控制（MAC）与自主访问控制（DAC）模型，以及权限管理机制。在虚拟化方面，本章将深入讲解硬件辅助虚拟化技术（如Intel VT-x/AMD-V），以及全虚拟化（Full Virtualization）、半虚拟化（Para-virtualization）和容器化（Containerization，如Docker/LXC）的技术原理和它们对操作系统内核带来的影响。 结语：理论与实践的桥梁 《现代操作系统：原理、设计与实现》力求成为一本既能作为大学教材，又能服务于一线工程师的参考书。我们通过大量的图表、清晰的伪代码示例，以及对业界主流系统的借鉴分析，确保读者不仅掌握了理论的深度，更能洞察到如何在实际工程中实现这些复杂的功能。掌握操作系统，就是掌握了计算的“第一原理”。 ---

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从整体学习效果来看，这本书真正帮助我建立起了一个完整且坚固的“计算机思维模型”。以前我学习操作系统和底层软件时，总是感觉像在空中楼阁上操作，因为对硬件的运作机制缺乏清晰的认知。但自从系统地学习了这本书的内容后，我开始能够将软件层面的操作与底层的硬件资源分配和数据流转联系起来。例如，当我理解了内存的编址方式和缓存的工作机制后，我对程序性能优化中的“局部性原理”的理解立刻上升了一个层次。它不仅仅是一本考前突击的书，更像是一部可以长久伴随的案头参考书。书中的深度和广度恰到好处，没有陷入过于偏僻的冷门知识点，而是紧密围绕核心概念展开，确保读者掌握的是真正有用的、贯穿整个计算机科学领域的通用知识。它为我后续深入学习汇编语言、嵌入式系统乃至硬件描述语言打下了最坚实的地基，让人感觉物超所值。

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深入阅读后，我发现这本书的结构设计，尤其是在案例应用和理论结合方面，做得相当出色。它并非仅仅停留在“是什么”的层面，而是花了大量的篇幅去探讨“为什么会这样设计”以及“实际系统中是如何实现的”。比如，在讲到指令集架构（ISA）时，作者不仅讲解了指令格式，还穿插了一些现代处理器流水线技术的基本概念，让我对指令的执行过程有了更宏观的认识。这对于我准备参加一些更高级别的专业面试非常有帮助，因为面试官往往更关注你对底层系统架构的理解深度。这本书似乎暗含着一种哲学：好的计算机组成原理的学习不应止步于理论模型的掌握，而应延伸至对工程实现的敬畏与理解。每当我对某个知识点感到困惑时，翻到后面相应的应用章节，往往就能找到现实世界的映射，从而豁然开朗。这种理论与实践的无缝对接，极大地提升了我学习的兴趣和投入度。

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这本书的语言风格简直是教科书级别的典范，严谨又不失亲和力。我特别欣赏作者在处理那些容易混淆的概念时所采用的对比分析手法。例如，在讲解存储器层次结构时，它没有简单地描述Cache和主存的读写速度差异，而是通过一个生动的“图书馆借书”模型进行了类比，这一下子就让原本抽象的速度概念具象化了。而且，全书的行文节奏把握得非常好，不会让人感觉拖沓或者过于跳跃。每一小节的结尾处，通常都会有一个简短的“知识点回顾”或“易错点提示”，这种及时的反馈机制对于自学者来说简直是救命稻草，能有效避免我在做练习题时犯下低级错误。我感觉作者一定是教学经验非常丰富的资深人士，深知学生在哪个环节容易卡壳，并提前做好了铺垫和防范。这种细致入微的关怀，让我在阅读过程中始终保持着一种被引导、被陪伴学习的感觉，而不是一个人在黑暗中摸索。

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这本书的排版和装帧给我的第一印象是非常扎实的，封面设计沉稳大气，一看就是经过精心策划的教材类书籍。我拿到书后立刻翻阅了目录，发现其章节划分逻辑清晰，从最基础的概念入手，逐步深入到复杂的系统设计和底层原理。作为一名自学计算机专业的学生，我最担心的是那些抽象的理论概念，但这本书在讲解时似乎很懂得如何循序渐进地引导读者。特别是它对二进制、补码、浮点数表示这些难点内容的阐述，不仅仅是罗列公式，而是结合了大量的实例和图示来辅助理解，这一点非常加分。我个人认为，对于初学者来说，能将如此枯燥的硬核知识点讲解得如此生动和易于消化，实属不易。另外，书中的一些术语解释得非常到位，即使是第一次接触这些概念的人，也能快速建立起正确的认知框架，而不是一头雾水。这种注重基础、又不失深度的处理方式，让我对后续的学习充满了信心。它不像有些参考书那样堆砌知识点，而是真正做到了“授人以渔”，教会你理解和思考背后的原理。

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这本书的装帧和纸张质量也值得称赞，这对于一本需要反复翻阅和做笔记的工具书来说至关重要。我习惯在书页边缘写下自己的理解和疑问，这本书的纸张厚度适中，即使用普通油性笔书写，也不会透墨到下一页，这极大地方便了我进行个性化的知识整理。而且，全书的印刷色彩饱和度适中，图表线条清晰锐利，即便是那些复杂的逻辑门电路图或数据通路图，在放大观察时，细节也依然保持着极高的可读性。通常情况下，教材的图表部分是电子设备扫描或低成本印刷的重灾区，但这本书在这方面做得非常专业和用心，这体现了出版方对知识载体本身的尊重。长时间阅读下来，眼睛的疲劳感也相对较低，这对于需要长时间面对屏幕和纸质材料的学习者来说，是一个非常实在的福利，可以说是“硬件”上的优秀体验。

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