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出版者:中国铁道

作者:宋绍成，孙艳主编

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2007-11

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787113083915

丛书系列:

图书标签:

• Access
• 数据库
• 程序设计
• VBA
• SQL
• 开发
• 教程
• 实例
• 数据管理
• 办公自动化
• 数据库编程

好的，为您撰写一份关于不包含《Access数据库程序设计》内容的图书简介，该书专注于另一个计算机科学领域，以确保内容详尽且自然流畅。 --- 数字化时代的底层架构：现代操作系统原理与内核机制深度解析 一本全面覆盖现代操作系统设计哲学、底层结构以及高性能并发处理的权威著作。 在信息技术飞速迭代的今天，我们日常使用的软件、云服务乃至智能设备，其稳定运行的基石，正是深植于硬件之上的操作系统。本书并非聚焦于数据库的特定应用开发，而是将视角拉高，深入探讨驱动这一切计算活动的“心脏”——现代操作系统的核心原理和实现机制。 第一部分：操作系统的哲学与演进：从概念到实现 本书的开篇，旨在为读者构建一个坚实的理论框架。我们首先回顾了操作系统的历史演变，从早期的批处理系统，到分时系统，再到面向对象和面向服务的现代内核架构。我们详细剖析了操作系统的核心目标：抽象化硬件、管理资源、提供安全稳定的执行环境。 重点内容概述： 1. 抽象的艺术： 深入解析硬件与用户空间之间的隔离层（Abstraction Layer）如何构建，包括中断处理机制、系统调用（System Call）的上下文切换过程，以及硬件虚拟化技术（如Intel VT-x/AMD-V）对OS设计的影响。 2. 进程与线程的生命周期管理： 不同于应用程序层面对进程的简单创建和销毁，本书详述了内核如何维护进程控制块（PCB）和线程控制块（TCB）。我们着重分析了调度算法的精妙之处，涵盖从经典的先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF），到复杂的多级反馈队列（MLFQ）和实时调度（Real-Time Scheduling）策略，并对比了Linux的CFS（Completely Fair Scheduler）和Windows的混合优先级调度模型的优劣。 第二部分：内存的精细化管理：虚拟、分页与保护 内存是操作系统最宝贵的资源之一。本书用超过三分之一的篇幅，专注于解析现代OS如何管理数十亿字节的物理内存，并为其上的应用提供几乎无限的虚拟地址空间。 核心技术剖析： 1. 虚拟内存的魔力： 详细解释了分页（Paging）和分段（Segmentation）机制的结合使用。我们不仅讲解了二级或三级页表的结构，还重点分析了TLB（Translation Lookaside Buffer）的缓存机制及其对性能的决定性影响。 2. 页面置换策略的实战： 在物理内存受限时，操作系统必须决定哪些页面应该被换出。本书详细对比了LRU（最近最少使用）、Clock算法的近似实现，以及工作集模型（Working Set Model）在内存压力下的应用。 3. 内存保护与共享： 探讨了内核如何通过设置页表中的权限位（Read/Write/Execute）来实现进程间的内存隔离，以及如何安全地实现共享内存（Shared Memory）机制，以支持高效的进程间通信（IPC）。 第三部分：并发与同步：驯服并行计算的野兽 现代CPU普遍具备多核能力，并发编程已成为常态。操作系统内核的任务，就是确保多个并发执行流在访问共享资源时，数据的一致性和程序的正确性。 同步机制的深入探讨： 1. 锁的艺术与陷阱： 除了基础的互斥锁（Mutex），本书对信号量（Semaphore）、条件变量（Condition Variable）的底层实现进行了细致的梳理。我们特别关注了无锁数据结构（Lock-Free Data Structures）的设计思想，例如利用CAS（Compare-and-Swap）指令构建的原子操作，以及它们在高性能服务器中的应用。 2. 死锁的预防、检测与恢复： 完整阐述了银行家算法（Banker's Algorithm）的理论基础，并结合现代系统的资源分配策略，分析了如何通过资源预留和死锁检测周期来确保系统不会陷入僵局。 3. I/O子系统的重构： 在单核时代，I/O是瓶颈。本书详细介绍了中断驱动I/O、DMA（直接内存访问）的硬件协作方式，以及异步I/O（AIO）模型如何通过I/O多路复用（如`epoll`或`kqueue`）极大地提高了系统处理大规模网络连接的能力。 第四部分：文件系统：持久化数据的架构师 数据持久化是操作系统的核心职能之一。本书将文件系统视为一个复杂的数据结构和事务管理系统。 文件系统的核心组件： 1. 日志与事务： 深入分析了Journaling（日志）文件系统（如Ext4, NTFS）如何确保数据在系统崩溃后仍能快速恢复一致性。我们对比了写前日志（Write-Ahead Logging, WAL）的实现细节。 2. 磁盘调度与性能优化： 探讨了磁盘寻道时间是如何制约系统性能的。详细介绍了电梯算法（Elevator Algorithm）等磁盘调度策略，以及如何通过块分配（Block Allocation）策略（如Inode结构）来提高文件读取的连续性。 3. 现代存储的挑战： 涵盖了对SSD/NVMe存储设备的适配性挑战，包括磨损均衡（Wear Leveling）和垃圾回收（Garbage Collection）机制在文件系统层面的管理需求。 本书面向对象： 本书适合具备C/C++语言基础，对底层计算机原理有浓厚兴趣的软件工程师、系统架构师、以及正在学习操作系统课程的研究生。它提供了超越教科书理论的实践深度，是理解现代云计算、虚拟化和高性能计算环境不可或缺的参考指南。读者将不再满足于“程序如何运行”，而是深入理解“系统如何决定程序运行的方式”。

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