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☆☆☆☆☆

出版者:TBS

作者:William Stallings

出品人:

页数:840

译者:

出版时间:2008

价格:$ 131.65

装帧:Paperback

isbn号码:9780136033370

丛书系列:

图书标签:

操作系统
计算机科学
计算机系统
内核
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具体描述

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《操作系统：原理与实践》这本书是一本深入探讨现代操作系统核心概念、设计原理与实际实现的权威指南。它旨在为计算机科学的学生、软件工程师以及任何对操作系统运作机制感兴趣的读者提供一个全面而深入的理解框架。本书从操作系统的基本定义和作用入手，循序渐进地阐述了操作系统在管理计算机硬件资源、提供抽象接口以及协调并发进程等方面所扮演的关键角色。读者将能够了解操作系统如何有效地调度 CPU 时间、管理内存空间、处理输入输出设备，以及保护系统安全。在进程管理部分，本书详细剖析了进程的生命周期、状态转换以及进程间通信（IPC）的各种机制，如共享内存、消息队列和管道。同时，它深入讨论了进程调度的不同算法，包括先到先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度、轮转法（Round Robin）以及多级反馈队列调度，并分析了它们在不同场景下的性能表现和适用性。本书还重点介绍了线程模型，区分了用户级线程和内核级线程，并探讨了线程同步与互斥的挑战，如临界区问题、信号量、互斥锁和条件变量，以及死锁的产生原因、检测与预防方法。内存管理是本书的另一核心内容。它首先介绍了内存管理的基本概念，包括地址绑定、逻辑地址与物理地址的区别，以及内存分区的不同策略，如固定分区和可变分区。随后，本书详细讲解了虚拟内存技术，包括页式管理、段式管理以及段页式管理。读者将深入理解页表结构、页替换算法（如 FIFO、LRU、Optimal）的工作原理，以及内存映射（mmap）和内存共享的实现。此外，本书还涵盖了碎片的产生原因和解决办法，如内存紧缩。文件系统部分，本书深入介绍了文件系统在组织、存储和访问数据方面的作用。它详细阐述了文件和目录的结构，不同的文件组织方式，如连续分配、链式分配和索引分配，以及它们各自的优缺点。本书还讲解了文件系统的实现技术，包括目录的遍历、文件的创建、删除、读写操作，以及文件系统的性能优化，如缓冲区缓存。读者还将了解到各种文件系统类型，如 FAT、NTFS、ext4 等，以及它们在不同操作系统中的应用。输入/输出（I/O）管理是本书不可或缺的一部分。它阐述了 I/O 设备的类型、I/O 硬件的组成以及 I/O 控制器的工作原理。本书详细介绍了不同的 I/O 软件层次，包括用户空间中的 I/O 库、内核中的设备无关 I/O 层、设备驱动程序以及中断处理程序。同时，它还探讨了各种 I/O 技术的实现，如轮询、中断驱动 I/O、直接内存访问（DMA）以及缓冲技术，并分析了它们在提高 I/O 效率方面的作用。此外，本书还涵盖了系统安全和分布式系统中的操作系统等前沿主题。在安全方面，它讨论了访问控制、身份认证、加密技术以及防止恶意软件的策略。在分布式系统部分，本书介绍了分布式文件系统、分布式共享内存以及分布式事务等概念，并探讨了分布式操作系统所面临的挑战，如一致性、容错性和可用性。本书的特色在于其理论与实践相结合的风格。每一章节都包含了大量的图示、表格和伪代码，帮助读者直观理解抽象的概念。此外，书中还穿插了许多实际案例分析，从 Linux、Windows 等主流操作系统的设计哲学和实现细节中汲取灵感，使读者能够将理论知识应用于解决实际问题。本书的语言清晰流畅，结构严谨，层次分明，适合不同背景的读者。无论您是想为您的编程生涯打下坚实的基础，还是希望深入了解计算机系统的心脏，亦或是对操作系统设计背后的精妙之处充满好奇，《操作系统：原理与实践》都将是您不可或缺的参考书。它将引导您穿越操作系统的复杂世界，揭示其隐藏的奥秘，最终帮助您成为一名更优秀的软件开发者。