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isbn号码:9789572131466

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《深入理解现代操作系统原理与实践》 前言：驾驭数字时代的基石 在信息技术飞速发展的今天，操作系统（Operating System, OS）已不再是遥不可及的深奥理论，而是支撑起我们日常工作、学习乃至娱乐的数字基础设施。它如同一个精密的管家，默默管理着复杂的硬件资源，为上层应用提供稳定、高效的运行环境。然而，许多使用者仅仅停留在“使用”层面，对其内部的运作机制知之甚少。本书旨在弥补这一知识鸿沟，带领读者，无论您是计算机科学专业的学生、系统管理员，还是对底层技术充满好奇的开发者，系统而深入地探索现代操作系统的核心原理、设计哲学及其在实际工程中的应用。 本书摒弃了对特定、过时系统的机械化、步骤化操作指导，转而聚焦于跨越不同操作系统的、更具普适性和前瞻性的核心概念。我们将深入剖析支撑起Windows、Linux、macOS等主流平台背后那些共通的、经过时间检验的工程智慧。 第一部分：操作系统的本质与架构（The Core Essence and Architecture） 本部分将为读者打下坚实的理论基础。我们首先界定操作系统的角色与目标，探讨从单道到多道，再到现代多用户、多任务系统的演进历程，理解操作系统必须解决的基本矛盾：资源的有限性与需求的无限性。 第一章：操作系统的宏观视角与目标 系统的抽象层次： 剖析硬件、固件（BIOS/UEFI）、内核态（Kernel Mode）与用户态（User Mode）之间的清晰界限，理解这种分离对于安全性和稳定性的关键作用。 操作系统的主要功能： 详细阐述资源管理（CPU、内存、I/O）、进程通信、文件系统管理、设备驱动的调度与仲裁机制。 内核设计哲学： 对比宏内核（Monolithic Kernel）与微内核（Microkernel）的优劣，分析混合型内核在实际工程中的权衡取舍，并探讨新兴的Exokernel概念。 第二章：进程与线程管理：并发的基石 并发是现代操作系统的核心能力。本章将从抽象的“进程”概念出发，深入到“线程”这一执行的基本单位。 进程的生命周期与状态转换： 详细研究进程创建、就绪、运行、阻塞、终止的完整状态图，以及上下文切换（Context Switching）的开销与优化。 线程模型与实现： 对比用户级线程（User-Level Threads）与内核级线程（Kernel-Level Threads），理解“多对多”模型的复杂性。 现代调度算法的深度剖析： 不仅介绍经典的先来先服务（FCFS）、最短剩余时间优先（SRTF），更专注于分析抢占式调度（如分时、优先级调度、多级反馈队列）如何在高负载、低延迟要求的环境下实现公平与效率的平衡。探讨如何通过调度策略影响系统的可预测性和实时性。 第二部分：内存管理的艺术与工程（The Art and Engineering of Memory Management） 内存是系统中最宝贵、最易失的资源。如何高效、安全地分配、使用和回收内存，是操作系统设计中最具挑战性的部分。 第三章：虚拟内存的理论基础 地址空间的概念： 区分物理地址与逻辑地址，理解地址翻译（Address Translation）的必要性。 分页机制（Paging）： 深入解析页表结构（Page Table）、多级页表、倒排页表，以及TLB（Translation Lookaside Buffer）在加速地址转换中的核心作用。 分段与段页式结合： 探讨分段机制在现代系统中的残留价值及其对内存保护的贡献。 第四章：内存分配与置换策略 内存的动态分配： 分析堆（Heap）管理器的内部实现，如首次适应、最佳适应、伙伴系统（Buddy System）算法的优缺点，以及内存碎片（Fragmentation）的成因与治理。 页面置换算法： 详述最优算法（理论参考）、最近最少使用（LRU）的硬件实现难度，以及工作集模型（Working Set Model）在预测进程内存需求中的应用。 内存保护与共享： 探讨内存映射文件（mmap）在实现高效I/O和进程间数据共享中的机制。 第三部分：持久化与数据管理（Persistence and Data Management） 数据需要安全地存储并快速访问。本部分聚焦于文件系统和I/O子系统的复杂交互。 第五章：文件系统的结构与语义 文件系统的组织结构： 剖析目录结构（如inode、FCB）如何实现文件命名、访问控制和数据定位。 数据一致性与日志： 深入研究Journaling（日志记录）技术如何确保在系统崩溃后文件系统元数据（Metadata）的原子性和一致性。 块的分配策略： 比较连续分配、链式分配和基于索引的分配（如Ext族文件系统的寻址方式）在磁盘利用率和访问效率上的差异。 第六章：I/O子系统与设备驱动 I/O的抽象： 理解设备驱动程序的角色，以及字符设备、块设备、网络设备的不同处理方式。 中断与轮询机制： 分析中断驱动I/O的效率，并对比直接内存存取（DMA）如何解放CPU，实现高速数据传输。 缓冲与缓存： 探讨I/O操作中的缓冲区管理，以及操作系统如何利用缓存（如页缓存）来减少慢速磁盘访问的频率。 第四部分：同步、互斥与分布式考量（Synchronization, Mutual Exclusion, and Distributed Considerations） 在多核与网络化的时代，跨越多个执行单元的安全协作至关重要。 第七章：并发控制与同步原语 竞态条件（Race Conditions）与临界区： 识别并发编程中的陷阱。 经典同步工具的深入实现： 详细分析互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）、管程（Monitor）的工作原理和在不同硬件架构下的实现细节（如原子操作）。 死锁（Deadlock）的预防、避免与检测： 深入研究银行家算法（Banker's Algorithm）的理论基础及其在实际系统中的局限性，探讨更实用的资源分配策略。 第八章：系统安全与隔离机制 权限模型： 探讨基于身份的访问控制（DAC）与基于角色的访问控制（RBAC）的核心区别。 隔离技术： 介绍操作系统如何通过内存保护、地址空间布局随机化（ASLR）等技术抵御恶意软件和缓冲区溢出攻击。 结语：面向未来的操作系统设计 本书最后将展望下一代操作系统面临的挑战，包括异构计算（如GPU加速）、安全隔离的硬件支持（如虚拟化技术VT-x/AMD-V），以及如何设计能够管理数十亿物联网设备和大规模云基础设施的操作系统内核。 本书的独特价值： 本书不关注特定版本软件的“点击路径”，而是提供跨越硬件架构和操作系统家族（不论是专有还是开源）的底层逻辑框架。学习者将掌握一套分析任何现代操作系统行为的思维工具，理解为什么某些设计决策在性能、安全和复杂性之间取得了当前的平衡。通过对经典理论与现代工程实践的结合，本书旨在培养读者深入诊断、优化和创新操作系统的能力。

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说实话，刚拿到这本书的时候，我并没有抱太大的期望，毕竟市面上关于Windows 2000的书籍很多，大多千篇一律。但这本书却给了我很大的惊喜。它不仅仅是一本操作指南，更像是一位循循善诱的老师。书的语言风格非常幽默风趣，不会像一些技术书籍那样枯燥乏味。我记得有一章讲到“注册表编辑器”，那可是我一直以来都觉得是“禁区”的地方，生怕一不小心就把系统弄坏了。但是，这本书用了很多生动的比喻和形象的类比，把原本复杂的注册表结构和修改方法讲得通俗易懂，甚至还带着一点点“探险”的意味。它告诫读者在修改注册表之前一定要备份，并且提供了详细的备份和恢复步骤，这让我敢于尝试，也更加理解了“小心驶得万年船”的道理。此外，书中还穿插了很多关于Windows 2000历史背景、设计理念的介绍，这让我不仅仅是学会了“怎么用”，更能理解“为什么这么设计”，对系统的理解上升到了一个新的高度。它还提供了一些高级用户才会用到的技巧，比如命令行操作、脚本编写入门等，这些内容虽然不算是基础，但却非常实用，让我感觉这本书的价值远远超出了我的预期。

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这本书我翻看了好久，当时我刚接触电脑，对Windows 2000知之甚少，更别说那些复杂的系统设置和网络配置了。这本书的厚度让我一开始有点望而却步，心想这得要多久才能学完啊。但是，当我耐心地翻开第一页，就被它清晰的排版和详细的图示吸引了。书中的每一个操作步骤都被分解得非常细致，配上屏幕截图，就像有个老师手把手地教你一样。我记得当时最让我头疼的是文件和文件夹的管理，有时候不知道怎么创建、复制、移动，甚至删除都感觉很麻烦。这本书里专门用了一个大章节来讲解这些，从最基础的“新建文件夹”到“文件搜索”，再到“压缩和解压缩”，每一个概念都解释得明明白白，而且还给出了很多实用的技巧，比如如何快速查找特定类型的文件，如何批量重命名等等。我跟着书里的步骤一步步操作，真的感觉自己一下子就掌握了文件管理的精髓。而且，书中不仅仅是教你“怎么做”，更重要的是告诉你“为什么这么做”，这对于理解Windows 2000的运行原理非常有帮助，也让我对计算机有了更深层次的认识。总的来说，这本书就像一本武林秘籍，把Windows 2000的各种操作都化繁为简，让我这个初学者也能轻松上手，并且打下了坚实的基础。

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这本《前进Windows 2000学习手册》简直是我电脑启蒙路上的“及时雨”！我当时还在上大学，学校的电脑课用的就是Windows 2000，我对它的了解仅限于开机和关机，其他的触碰起来都战战兢兢。这本手册就像一位经验丰富的老前辈，它并没有直接把我抛进高深的专业知识里，而是从最基础的界面介绍开始，比如任务栏、开始菜单、桌面图标的含义等等，那些我之前觉得理所当然但又不明所以的东西，在这本书里都得到了清晰的解释。我特别喜欢它讲解“控制面板”的那部分，以前我总觉得控制面板里密密麻麻的都是些看不懂的东西，不知道点哪个会出问题。但这本书非常系统地把控制面板里的各个选项都一一介绍，并且重点讲解了与日常使用最相关的部分，比如“添加或删除程序”、“显示设置”、“打印机设置”等等，让我知道原来电脑的很多个性化设置都在这里，而且操作起来并没有想象中那么复杂。还有它对“用户账户管理”的讲解，让我明白原来一个人一台电脑也可以有不同的使用权限，这对我理解多用户操作系统的概念非常有帮助。总而言之，这本书的讲解方式非常贴心，它不会让你感到挫败，而是通过循序渐进的学习，让你逐渐建立起对Windows 2000的信心和兴趣。

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这本书真的让我对Windows 2000有了全新的认识，我之前一直认为它只是一个过时的操作系统，能用就行。但读完这本书，我才发现它隐藏着那么多强大的功能和精妙的设计。它在讲解“网络连接”的部分，简直把我以前模糊的认识梳理得清清楚楚。我曾经对如何共享文件、如何设置IP地址、如何访问局域网内的其他电脑感到非常困惑，总觉得这些东西离我很遥远。但这本书通过图文并茂的方式，一步一步地演示了如何设置拨号连接、如何配置共享文件夹、如何在不同的网络环境下进行连接等等，让我觉得原来网络设置并没有那么神秘。而且，它还介绍了一些关于网络安全的基本概念，比如防火墙的设置、密码的重要性等等，这些对于我来说都是非常宝贵的信息。我记得书中有一个章节是关于“系统维护和故障排除”的，当时我经常遇到系统卡死、程序无响应的情况，非常苦恼。这本书提供了很多实用的解决思路和方法，比如如何使用“任务管理器”强制结束程序，如何进行系统还原，如何查找事件日志来分析问题原因等等，让我不再对电脑的小毛病束手无策。这本书就像一个万能钥匙，帮我打开了Windows 2000的各种“锁”，让我能够更自信、更高效地使用它。

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这本书的设计真的很用心，它不仅仅是关于Windows 2000的介绍，更是一种学习方法的引导。它没有堆砌大量的专业术语，而是用非常接地气的语言，把每一个知识点都讲透彻。我尤其欣赏它关于“系统性能优化”和“硬件兼容性”的章节。当时我的电脑配置不算很高，经常感觉运行起来很慢，尤其是在运行一些大型程序的时候。这本书就针对Windows 2000的特点，提供了一系列行之有效的优化建议，比如如何清理临时文件、如何调整虚拟内存、如何管理启动项等等，让我感觉电脑的运行速度真的有了明显的提升。而且，它还讲解了如何查看和管理硬件设备，如何安装驱动程序，这对于我这样不太懂硬件的人来说，简直是福音。它详细地解释了各种硬件接口的含义，以及如何判断硬件是否兼容，这让我避免了很多不必要的麻烦。这本书还有一个特色，就是它会时不时地给出一些“小贴士”或者“注意事项”，这些信息虽然简短，但却非常实用，能够帮助我们规避一些常见的错误，提高学习效率。总的来说，这本书让我觉得学习Windows 2000不再是一件枯燥的任务，而是一次充满发现和乐趣的旅程。

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