計算機網絡實驗指導書 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:

出品人:

頁數:198

译者:

出版時間:2008-2

價格:19.80元

裝幀:

isbn號碼:9787302168188

叢書系列:

圖書標籤:

• 計算機網絡
• 網絡實驗
• 實驗指導
• 高等教育
• 計算機科學
• 網絡技術
• 數據通信
• TCP/IP
• 網絡編程
• 實驗教學

《現代操作係統原理與實踐》 內容概要： 本書深入剖析瞭現代操作係統的核心概念、設計哲學及其在實際工程中的應用。它超越瞭傳統的理論介紹，旨在為讀者構建一個全麵、深入且具有實踐指導意義的操作係統知識體係。全書共分為六個主要部分，涵蓋瞭從底層硬件交互到上層應用管理的各個關鍵層麵。 第一部分：基礎架構與引導 本部分首先奠定瞭堅實的理論基礎，詳細闡述瞭計算機體係結構如何影響操作係統的設計，特彆是處理器、內存和I/O設備的組織方式。我們著重分析瞭引導過程（Bootstrapping），從BIOS/UEFI到內核加載的每一步驟，揭示瞭硬件初始化和操作係統接管控製權的微妙機製。內容包括： 硬件抽象層（HAL）： 探討HAL的作用，以及它如何隔離操作係統核心與特定硬件平颱的差異，從而增強可移植性。 內存地址空間管理基礎： 介紹物理地址和邏輯地址的概念，為後續的虛擬內存管理打下基礎。 中斷與異常處理機製： 深入剖析中斷嚮量錶、中斷描述符錶，以及內核如何響應來自硬件和軟件的異步事件。 第二部分：進程與綫程管理 本部分是操作係統的核心——並發控製的基礎。我們不僅介紹瞭進程和綫程的定義、區彆與聯係，更重點講解瞭現代操作係統如何高效地管理和調度這些並發實體。 進程控製塊（PCB）的結構與作用： 詳細解析PCB中存儲的關鍵信息，以及上下文切換（Context Switching）的完整流程與性能考量。 綫程模型： 比較用戶級綫程與內核級綫程的優劣，並分析混閤模型在主流係統中的實現方式。 高級調度算法： 全麵覆蓋批處理、分時、實時調度策略。重點分析瞭Linux的CFS（完全公平調度器）和Windows的優先級繼承機製，並輔以性能評估指標，如響應時間、吞吐量和公平性。 同步與互斥： 深入探討臨界區問題。除瞭傳統的信號量、管程外，本書還詳細介紹瞭無鎖數據結構（Lock-Free Data Structures）的設計思想及其在高性能計算中的應用。 第三部分：內存管理的高級技術 本部分專注於如何高效、安全地管理有限的物理內存，並為每個進程提供其所需的虛擬地址空間。 虛擬內存（VM）的實現： 詳述分頁（Paging）和分段（Segmentation）機製。重點解析頁錶的多級結構（如四級頁錶）及其TLB（Translation Lookaside Buffer）的緩存策略。 頁麵置換算法： 不僅復習瞭經典的FIFO、LRU，更引入瞭工作集模型和前嚮引用預測算法，並討論瞭如何在實際係統中用硬件輔助實現這些算法。 內存分配策略： 討論內核堆（Kernel Heap）的管理，如slab分配器和buddy係統，以應對不同大小內存請求的碎片化問題。 內存保護與共享： 分析內存保護機製如何防止越界訪問，以及共享內存區域（如mmap）在進程間通信中的應用。 第四部分：文件係統與存儲 本部分聚焦於持久化數據存儲的組織、訪問和管理。 文件係統的結構： 剖析目錄結構（如inode或FAT錶）、數據塊分配策略（連續、間接、多重間接）以及元數據管理。 日誌與事務： 深入講解日誌文件係統（如Ext4, NTFS）中的寫前日誌（Write-Ahead Logging, WAL）機製，以確保數據的一緻性和原子性。 虛擬文件係統（VFS）： 闡述VFS層在Unix/Linux中的作用，它是如何實現對不同底層文件係統（如Ext4, XFS, NFS）的統一接口。 塊I/O與磁盤調度： 分析磁盤尋道時間和鏇轉延遲，並比較FCFS、SSTF、SCAN（Elevator）等磁盤調度算法的性能差異，以及現代SSD的特性對傳統調度的影響。 第五部分：I/O係統與設備驅動 本部分關注操作係統如何與外部設備進行交互。 I/O硬件接口： 介紹端口映射I/O與內存映射I/O的區彆與適用場景。 I/O軟件層級： 分析從用戶層調用到驅動程序的完整I/O路徑，包括緩衝（Buffering）、緩存（Caching）和預取（Prefetching）技術。 中斷驅動I/O與DMA（直接內存訪問）： 詳述DMA控製器的工作原理，以及如何通過DMA來解放CPU，提高I/O效率。 設備驅動模型： 介紹現代內核中模塊化設備驅動的加載、初始化和通信機製。 第六部分：安全性、分布式與係統調用 最後一部分將視角擴展到係統安全和更廣闊的計算環境。 係統調用接口： 詳細剖析係統調用的工作機製，包括陷入（Trap）過程、用戶態到內核態的轉換，以及參數傳遞的安全檢查。 安全與訪問控製： 探討基於權限（如ACLs）和基於角色的訪問控製（RBAC）模型，並介紹操作係統如何實現隔離性。 基礎分布式概念： 簡要介紹分布式文件係統（如NFS）的基本原理，以及遠程過程調用（RPC）的框架，為理解更復雜的分布式係統打下基礎。 本書特色： 本書注重理論與工程實踐的結閤。每一章都配有大量的“內核剖析”模塊，通過分析Linux或FreeBSD等主流開源操作係統的實際代碼片段，直觀展示抽象概念是如何在真實世界中實現的。同時，書中包含一係列“設計挑戰”習題，要求讀者對特定場景（如死鎖預防、高效內存池設計）提齣自己的解決方案，鼓勵批判性思維和係統級設計能力。目標讀者為計算機科學、軟件工程專業的高年級本科生、研究生，以及希望深入理解係統底層工作原理的軟件工程師。

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