数据结构与算法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育

作者:廖明宏

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2007-11

价格:24.50元

装帧:

isbn号码:9787040224733

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
• 数据结构
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计算机科学的基石：深入探索操作系统原理与实践 本书旨在为读者构建一个全面而深入的操作系统（Operating System, OS）知识体系，从底层硬件交互到高层资源管理，全面剖析现代操作系统的核心机制、设计哲学与工程实现。 操作系统是连接硬件与应用程序的桥梁，是现代计算系统的灵魂。理解其工作原理，对于任何希望精通软件工程、系统编程或计算机架构的专业人士都至关重要。 本书并非聚焦于算法的抽象逻辑或数据结构的设计优化，而是完全专注于操作系统这一宏大而精密的系统工程领域。我们将带领读者穿越操作系统的各个关键层面，揭示其如何高效、公平、安全地管理有限的计算资源。 --- 第一部分：基础架构与系统启动 本部分将为后续深入学习打下坚实的基础，重点阐述操作系统如何被加载、初始化，以及它如何与底层硬件进行第一次交互。 1. 计算机系统概述与硬件基础： 首先，我们将回顾冯·诺依曼体系结构，深入理解CPU、内存、I/O设备的工作模式。重点解析中断（Interrupts）和异常（Exceptions）的产生机制与处理流程，这是操作系统接管控制权的关键入口。理解特权级（Rings）的划分，是理解操作系统安全和隔离性的前提。 2. 引导加载与内核初始化： 我们将详细考察计算机启动的整个过程，从BIOS/UEFI固件到引导加载程序（Bootloader，如GRUB）的职责。随后，深入内核的自检与初始化阶段，包括设置内存管理单元（MMU）、初始化时钟、中断描述符表（IDT）的构建等。此阶段是理解操作系统“从无到有”构建运行环境的核心。 3. 内核架构与系统调用接口： 本书将对比分析宏内核（Monolithic）、微内核（Microkernel）以及混合型内核的设计哲学和优缺点。我们将详细剖析系统调用（System Call）的工作流程，这是用户空间程序与内核空间通信的唯一受控途径，探讨其上下文切换的成本与安全考量。 --- 第二部分：进程管理与并发控制 进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。本部分将深入探讨进程的生命周期、线程模型以及实现多任务并发的复杂技术。 4. 进程与线程的生命周期管理： 我们将详尽阐述进程的控制块（PCB）结构，以及进程在创建、就绪、运行、阻塞和终止各个状态之间的转换细节。区分进程与线程的概念，深入探讨用户级线程与内核级线程的实现方式和调度策略。 5. CPU调度算法的原理与性能： 本章是并发管理的核心。我们将系统地分析各种CPU调度算法，包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度、轮转法（Round Robin）以及多级反馈队列（MLFQ）等。重点在于评估这些算法的公平性、吞吐量和响应时间，并讨论实时系统（Real-Time Systems）中的特殊调度需求。 6. 并发、互斥与同步机制： 在多核环境下，如何确保共享数据的正确性是首要挑战。本书将全面覆盖传统的同步工具，如信号量（Semaphores）、互斥锁（Mutexes）、管程（Monitors）。我们将特别强调死锁（Deadlock）的预防、检测、避免（如银行家算法）与恢复策略，这是构建健壮并发系统的基石。 --- 第三部分：内存管理——抽象与高效利用 内存管理是操作系统最为复杂的任务之一，它负责为程序提供一个连续、私有的虚拟地址空间，并将其映射到有限的物理内存上。 7. 虚拟内存系统的实现： 我们将从地址转换的概念入手，详细解析分页（Paging）和分段（Segmentation）机制。深入研究页表（Page Table）的结构，特别是多级页表和倒排页表（Inverted Page Table）的效率考量。 8. 页面置换算法与内存分配： 当物理内存不足时，操作系统必须决定将哪个页面换出。我们将分析先进的页面置换算法，如最佳（OPT）、最近最少使用（LRU）、FIFO以及工作集模型。同时，探讨内核空间和用户空间的内存分配器（如伙伴系统 Buddy System、slab分配器）的设计原理。 9. 内存保护与性能优化： 讲解TLB（Translation Lookaside Buffer）的工作机制及其对性能的巨大影响。讨论如何通过内存保护机制防止一个进程越权访问其他进程的内存，以及缺页中断（Page Fault）的处理流程。 --- 第四部分：文件系统与存储管理 本部分聚焦于如何持久化数据，并为用户提供一个抽象、可靠、高效的二级存储接口。 10. 文件系统的结构与实现： 我们将解析文件系统的概念模型，包括文件、目录、路径的组织方式。深入研究不同文件系统的内部结构，如i节点（Inode）的设计、目录项的组织。重点分析磁盘空间的分配策略（连续、链接、索引分配）。 11. 磁盘调度与I/O子系统： 讨论机械硬盘和固态硬盘（SSD）的物理特性差异，以及这些特性如何影响I/O性能。详细分析磁盘I/O的调度算法，如先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描算法（SCAN/C-SCAN）。 12. 日志与数据完整性： 探讨日志结构文件系统（LFS）的设计思想，以及如何通过写前日志（Write-Ahead Logging）来确保文件系统在崩溃后能够快速恢复一致性状态，保障数据安全。 --- 第五部分：设备管理与I/O驱动 操作系统必须能够有效地与各种外部设备通信，本部分侧重于I/O硬件的抽象层和驱动程序的编写哲学。 13. I/O硬件接口与中断驱动： 解析I/O设备如何通过控制器与CPU通信，重点讲解端口映射I/O和内存映射I/O的区别。深入理解中断处理的下半部（Bottom Half）机制，如何高效处理大量中断而不阻塞主流程。 14. 缓冲管理与数据传输技术： 讨论操作系统如何使用缓存（Buffering）来协调速度不匹配的设备。详细讲解DMA（直接内存访问）的工作原理，及其如何减轻CPU在数据传输过程中的负担，实现高性能数据流。 --- 本书特色： 本书的叙述风格严谨而富有逻辑，避免了对既有算法概念的重复阐述，而是聚焦于这些概念在操作系统这一特定系统背景下的工程实现、性能权衡与实际挑战。我们采用自底向上的结构，确保读者在掌握基础概念后，能够理解现代操作系统内核（如Linux内核或类Unix系统）的实际工作方式。通过对经典理论和现代实践的结合，本书致力于培养读者构建、分析和调试复杂系统的核心能力。 （本书适合具备一定C语言基础和基本计算机组成原理知识的在校学生及系统级软件开发者阅读。）

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这书就是垃圾中的战斗机，严蔚敏的那本都比这强一百倍，不夸张的说有一半算法是错误的，这就是所谓的国家十一五，哈工大四次修订的书？不信你就随手一翻，第六章什么分块查找，二元搜索树插入/删除全是错的，一堆肉眼可见的错误，作者就都买不起电脑吗，我看评论区还有哈工大同学说不错，建议加强学习，没事多刷刷oj

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这本书最大的优点就是错误比较明显..随便翻几页就能知道该换本书看了。

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这什么破书啊竟然拿这个当教材，看不懂还到处都是错误，最后复习都果断抛弃这本书了

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