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出版者:Microsoft Press

作者:Active Education Firm

出品人:

页数:306

译者:

出版时间:2000-1-1

价格:USD 29.99

装帧:Paperback

isbn号码:9781572318472

丛书系列:

图书标签:

• Windows 2000
• Professional
• 操作系统
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• Step by Step
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深入剖析现代操作系统：从内核到应用 本书旨在为读者提供一个全面、深入且结构清晰的操作系统理论与实践指南，涵盖从底层硬件交互到用户空间应用开发的广阔领域。本书面向有志于成为系统工程师、高级程序员或操作系统爱好者的专业人士和高阶学生，它不依赖于任何特定历史版本的操作系统，而是着眼于当前主流操作系统的核心原理与设计哲学。 第一部分：操作系统核心基础与架构 第一章：操作系统的本质与演进 本章首先界定操作系统的核心职能，阐述其作为资源管理器和虚拟化引擎的角色。我们将追溯操作系统的发展历程，重点分析从批处理系统、分时系统到现代多核、分布式系统的关键技术飞跃。核心讨论将集中在现代操作系统的分层架构模型，对比宏内核（Monolithic Kernel）、微内核（Microkernel）以及混合内核（Hybrid Kernel）的设计哲学及其在性能、可靠性和模块化方面的权衡。 第二章：进程与线程管理 这是操作系统的核心任务之一。我们将细致剖析进程的生命周期、上下文切换的机制，并深入探讨进程控制块（PCB）的内部结构。线程作为轻量级执行单元，其多线程编程模型（如用户级线程与内核级线程的映射）将被详细解析。重点章节将覆盖调度算法的理论基础，包括先到先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度、轮转法（Round Robin）以及多级反馈队列调度（MLFQ），并结合真实系统的实现细节进行分析。 第三章：内存管理：虚拟化与保护 内存管理是保障系统稳定和效率的关键。本章将从物理内存的组织和分配策略入手，逐步深入到虚拟内存（Virtual Memory）的概念。我们将详细介绍地址翻译过程，包括分段（Segmentation）和分页（Paging）机制，以及多级页表和反向页表的实现。内存保护（Memory Protection）机制，如页表权限位和硬件支持，将是重点内容。此外，缓存一致性、TLB（Translation Lookaside Buffer）的管理，以及现代系统如何处理缺页中断（Page Fault Handling）也将被深入探讨。 第四章：并发控制与同步 在多处理器和多核环境中，并发访问共享资源是必然的挑战。本章系统阐述了并发控制的基本问题——竞态条件（Race Condition）和死锁（Deadlock）。我们将全面介绍传统的同步原语，如信号量（Semaphores）、互斥锁（Mutexes）、管程（Monitors），并分析这些工具在高并发场景下的性能瓶颈。关于死锁，本章将详细讲解检测、预防和恢复策略，特别是经典的银行家算法（Banker's Algorithm）的理论应用。 第二部分：系统服务与资源 I/O 第五章：文件系统设计与实现 文件系统是用户与持久化数据交互的桥梁。本章超越了简单的文件操作，聚焦于文件系统的内部结构。我们将分析索引节点（Inode）的设计、目录结构的组织（如哈希表和B+树的应用）。重点内容包括不同类型的文件系统（如日志文件系统、写时复制文件系统）的特点，以及如何实现文件系统的可靠性和事务性。磁盘调度算法（如最短寻道时间优先 SSTF 和 SCAN 算法）在优化 I/O 性能中的作用也将被量化分析。 第六章：设备驱动程序与 I/O 硬件交互 本章讲解操作系统如何与底层硬件设备进行通信。我们将解析中断（Interrupts）和轮询（Polling）机制的差异与应用场景。设备驱动程序作为内核的扩展模块，其设计原则、数据结构和与内核接口的交互方式将得到细致的描述。此外，直接内存访问（DMA）技术如何显著提高 I/O 效率，以及 I/O 缓冲（Buffering）和缓存（Caching）策略在 I/O 子系统中的作用也将被阐明。 第三部分：安全、网络与分布式系统 第七章：系统安全与访问控制 本章探讨操作系统如何构建一个安全的环境。我们将从身份验证、授权和审计三个维度展开讨论。核心内容包括访问控制列表（ACLs）、能力列表（Capability Lists）和基于角色的访问控制（RBAC）的设计与实施。内核级的安全机制，如沙箱（Sandboxing）技术、内核模块的完整性校验，以及权限提升（Privilege Escalation）的防御策略将被深入分析。 第八章：操作系统中的网络协议栈 现代操作系统必须内置对网络的支持。本章将详细剖析 TCP/IP 协议栈在操作系统内核中的实现位置和数据结构。我们将关注套接字（Sockets）接口的系统调用机制，内核如何处理数据包的接收、分发和发送队列的管理。重点讨论零拷贝（Zero-Copy）技术在网络 I/O 中的应用，以及网络 I/O 调度器对吞吐量和延迟的影响。 第九章：分布式与集群操作系统概念 面向大规模计算，本章介绍了分布式操作系统的基本挑战，包括透明性、一致性和容错性。我们将探讨远程过程调用（RPC）的机制，以及分布式文件系统（如GFS、HDFS的理论基础）如何解决数据一致性和高可用性问题。集群管理中的负载均衡策略和故障转移机制将作为案例进行分析。 附录：内核调试与性能分析工具集 附录将提供一套现代系统性能分析和调试工具的概览，介绍如何使用追踪点、性能计数器以及内存调试工具来诊断复杂的系统级问题。重点讲解如何通过分析上下文切换的开销、缓存未命中率和系统调用延迟来优化应用程序和底层系统配置。 本书的价值在于，它提供了一个跨越特定产品周期的、面向原理的知识体系，确保读者掌握构建、维护和深入理解任何现代复杂操作系统的核心能力。

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这本书的封面设计着实抓人眼球，那种略带复古感的深蓝色调，配上简洁有力的白色字体，一下子就让人联想到那个时代操作系统的经典界面。我原本是冲着“Step by Step”这个副标题来的，心里期待着能找到一本能手把手带着我从零开始搭建和配置Windows 2000专业版的宝典。然而，当我翻开第一页，迎面而来的却是对NTFS文件系统冗长且略显枯燥的历史沿革介绍，篇幅之大，简直像是在读一本操作系统原理的教科书的前言，而不是一本实操指南。紧接着，关于安全策略的讨论占据了大量篇幅，内容非常理论化，涉及到了域控制器（Domain Controller）的建立原则、组策略（Group Policy）的对象继承机制等高阶概念。对于一个只是想快速上手安装、分区、打补丁的普通用户来说，这些内容显得过于庞大和深奥了，让人感觉作者似乎更倾向于将其定位为面向系统管理员的深度参考手册，而不是面向“一步一步学习者”的入门读物。书中对日常桌面操作的描述，比如如何定制“开始”菜单或者设置打印机，几乎是一笔带过，用那种“读者应该已经知道”的默认口吻进行陈述，这与书名所承诺的“循序渐进”大相径庭，实在令人有些失望，感觉像是买椟还珠了。

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书中对硬件兼容性和驱动程序管理的论述，体现出一种强烈的“理想化”环境假设。作者似乎完全基于当时最新的、官方认证的硬件配置来撰写内容，对于现实世界中用户可能遇到的各种“疑难杂症”——比如第三方声卡冲突、笔记本电脑的电源管理方案与2000系统的兼容性问题——几乎没有着墨。有一节专门讨论了如何通过“硬件配置文件”来管理不同硬件状态，内容冗长且基于一套我从未在我的实际机器上见过的系统选项。当我去实际查找书中所提及的某个特定驱动更新页面时，发现该链接早已失效多年，这让人深切感受到这本书的知识保质期已经大幅度过期。更令人气恼的是，对于一些常见的蓝屏错误代码（Blue Screen of Death），书中只是简单地罗列了代码名称和一句模糊的“检查内存或硬件连接”，完全没有提供任何可操作的诊断步骤或修复流程，仿佛在暗示，如果出现了这些错误，那一定是硬件的问题，软件层面无能为力，这种敷衍的态度让人非常不悦。

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这本书的排版和图文比例处理得非常糟糕，透露出一种强烈的时代感，不是褒义的那种怀旧，而是实打实的效率低下。插图稀疏得令人发指，好不容易出现一张截图，那画质模糊不清，色阶暗淡，仿佛是从九十年代初期的低分辨率显示器上直接截取下来的，关键按钮和复选框几乎难以辨认。例如，在介绍如何使用“事件查看器”分析系统日志时，屏幕的中央区域被大段的纯文本描述所占据，解释了不同级别错误代码的理论含义，而实际的“事件查看器”界面预览图却只占据了页面下方的四分之一，而且字体小得可怜，根本无法清晰对应操作。这种内容布局上的失衡，极大地削弱了其作为教学材料的有效性。读者在试图跟着书本的指导进行实际操作时，不得不频繁地在书本和真实的系统界面之间来回切换，而书本提供的视觉辅助信息却少得可怜，使得整个学习过程变得异常缓慢和沮丧。

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阅读体验中最大的障碍来自于其对高级网络配置的偏执性聚焦。坦白说，我拿到这本书时，主要的目的是想了解如何在那个时代环境下，高效地管理本地用户账户和共享资源。我期待看到清晰的截图和鼠标点击路径的明确指示。结果呢？这本书用了一整章的篇幅来详细剖析TCP/IP协议栈在Windows 2000下的优化参数调整，深入到了Winsock层面的调试技巧。作者似乎对网络协议栈的底层逻辑有着近乎狂热的兴趣，大量的段落都在讨论如何手动修改注册表值以影响ARP缓存的刷新间隔，或者如何通过命令行工具`netsh`进行复杂的端口转发设置。这些内容对于构建企业级网络架构或许有价值，但对于我这样一个需要让家里的两台电脑能互相访问共享文件夹的用户来说，简直是天书。更别提其中关于PPPoE拨号连接的故障排除部分，引用了大量的C语言伪代码来解释数据包的封装过程，这完全超出了我购买一本“Step by Step”指南的预期范围，读起来感觉更像是技术会议上的深度报告摘要，而不是一个用户手册。

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从行文风格来看，这本书更像是一份由多个不同技术部门的人员拼凑而成的技术文档集，缺乏统一的、平易近人的叙述口吻。有时候，它会突然切换到一种极其正式、近乎法律条款般的语言，来阐述软件许可协议（EULA）的细枝末节，仿佛在进行法律宣讲而非技术教学。而在下一页，它可能又会冒出一些非常口语化、略带戏谑的注释，比如在讨论注册表备份时，作者用一种“你最好别动这里，除非你想重装系统”的警告语气，这种风格上的巨大跳跃感，使得阅读的节奏感被完全打乱。让人感觉作者没有真正站在一个初学者的角度去“引导”学习过程，而是将自己已有的、零散的知识点一股脑地倾倒出来。缺乏一个清晰的、贯穿始终的、由浅入深的逻辑主线，使得即便是其中一些相对简单的操作，也因为被复杂的理论包围而显得难以捉摸，整体上给人一种知识密度过高、但结构松散的复杂印象。

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