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☆☆☆☆☆

出版者:机械工业出版社

作者:Maurice J.Bach

出品人:

页数:360

译者:陈葆珏

出版时间:2000-4

价格:35.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111078500

丛书系列:计算机科学丛书

图书标签:

操作系统
UNIX
计算机
OS
Linux/Unix
计算机科学
编程
经典
UNIX
操作系统
设计
计算机科学
操作系统原理
系统编程
内核开发
分布式系统
高效算法
软件工程

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具体描述

本书内容包括

UNIX内核体系结构

磁盘高速缓冲机制

文件系统内部数据结构与算法

控制进程上下文的系统调用与进程调度

存储管理，包括对换和请求调页系统

通用驱动程序接口，包括磁盘驱动程序和终端驱动程序

进程间通信与网络，包括系统V消息、共享存储和信号量

紧密耦合的多处理机UNIX系统和松散耦合的分布式UNIX系统

本书可作为大学计算机科学系高年级学生和研究生的教材或参考书，也为从事UNIX系统研究与实用程序开发人员提供了一本极有价值的参考资料。

《UNIX操作系统设计》引言：在计算机科学的浩瀚星空中，UNIX以其卓越的设计理念、强大的生命力以及对现代操作系统产生的深远影响，始终占据着举足轻重的地位。这本书并非对UNIX这个庞大体系的简单罗列，而是深入其核心，解析其设计哲学、关键技术以及演进历程，旨在为读者揭示UNIX为何能够经久不衰，并持续影响着我们今天所使用的各类操作系统。本书将引导您穿越代码的迷雾，触及设计的灵魂，理解那些看似简单却蕴含深刻智慧的决策。核心章节概览：第一部分：UNIX的哲学基石与历史渊源简洁至上，万物皆文件：深入探讨UNIX最为核心的设计哲学——“一切皆文件”。我们将解析这一理念的起源，理解它如何将硬件设备、进程间通信、网络套接字等抽象为统一的文件接口，从而带来极大的灵活性和便捷性。这一章节将追溯至Ken Thompson和Dennis Ritchie的早期构想，以及早期UNIX在PDP系列机器上的诞生，为理解后续的技术细节奠定基础。管道与过滤器：详细阐述UNIX命令行环境的强大之处，特别是管道（|）和过滤器（如grep, sed, awk）的设计。我们将分析它们如何实现模块化编程，将简单的工具组合成强大的处理流程，从而完成复杂的数据处理和任务自动化。本部分将通过实际案例说明其在系统管理和开发中的应用。历史的演进：回顾UNIX从贝尔实验室诞生至今，历经AT&T、BSD、System V，以及 GNU/Linux等不同分支的演变。了解这些历史分支的出现和发展，有助于理解UNIX家族的多元化以及其如何适应不断变化的计算需求。第二部分：UNIX内核的精巧结构进程管理：深入剖析UNIX进程的创建、调度、通信和同步机制。我们将解析 `fork()`、`exec()` 等系统调用的工作原理，理解进程状态的转换，以及优先级、时间片等调度策略如何实现高效的多任务处理。线程模型也将在此部分有所涉及，比较其与进程的区别与联系。内存管理：揭示UNIX如何管理有限的物理内存，包括分段、分页、虚拟内存、交换（swapping）等技术。理解这些机制如何为进程提供独立的地址空间，以及如何优化内存使用效率，是理解系统性能的关键。文件系统：详细介绍UNIX文件系统的内部结构，包括目录、索引节点（inode）、数据块、文件系统挂载等概念。我们将解析文件读写操作的底层流程，以及不同文件系统类型（如ext4, XFS）的特点和优势。设备管理与I/O子系统：阐述UNIX如何通过字符设备和块设备驱动程序来统一管理各种输入输出设备。我们将分析缓冲（buffering）、缓存（caching）等技术如何提高I/O性能，以及中断处理机制的原理。系统调用接口：深入理解应用程序与内核之间的桥梁——系统调用。我们将详细列举并分析常用的系统调用，例如文件操作（open, read, write, close）、进程控制（pid, ppid, wait）、信号处理（signal）等，揭示它们如何向应用程序提供对底层资源的访问。第三部分：UNIX的实用工具与网络通信 Shell 编程：介绍UNIX强大的Shell（如Bash, Zsh）及其脚本编程能力。我们将学习如何编写Shell脚本来实现自动化任务、管理系统资源，以及利用各种Shell特性（如变量、循环、条件语句）提高工作效率。网络通信：深入理解UNIX在网络通信方面的强大支持，包括套接字（socket）编程接口（API）。我们将解析TCP/IP协议栈在UNIX中的实现，以及如何利用Socket API开发网络应用程序，实现进程间的远程通信。进程间通信（IPC）：除了网络通信，UNIX还提供了多种进程间通信机制，如管道（pipe）、消息队列（message queue）、共享内存（shared memory）和信号量（semaphore）。本章节将深入解析这些机制的原理、适用场景以及实现方式。第四部分：UNIX的安全性与扩展性用户与权限管理：讲解UNIX用户、组、文件权限（读、写、执行）等安全机制。理解这些机制如何保障系统安全，防止未经授权的访问，是UNIX得以广泛应用于服务器和多用户环境的重要原因。系统监控与性能调优：介绍常用的系统监控工具，如`top`, `ps`, `vmstat`, `iostat`等，以及它们在诊断系统性能问题和进行性能调优中的作用。 UNIX的现代发展与跨平台演进：讨论UNIX的设计思想如何在Linux、macOS等现代操作系统中得以延续和发展。分析其对云计算、嵌入式系统等领域的深远影响。结语：《UNIX操作系统设计》不仅仅是一本技术手册，更是一次关于精巧设计、工程智慧与持续演进的探索之旅。通过对UNIX核心原理的深入剖析，读者将不仅能够更深刻地理解计算机操作系统的底层运作，更能从中汲取宝贵的工程设计经验，为自己在软件开发和系统架构领域的设计思路带来启发。本书希望能成为您深入理解UNIX世界，乃至整个计算机科学领域的一把钥匙。

作者简介

本书作者Maurice J.Bach多年来在AT&T公司贝尔实验室工作，对UNIX系统的设计思想有深刻了解，又有讲授UNIX系统的丰富经验。

在本书中，作者描述了构成UNIX操作系统基础的内部算法与结构，以及它们与程序接口之间的联系。

目录信息

译者序
前言
第1章系统概貌
1.1 历史
1.2 系统结构
1.3 用户看法
1.3.1 文件系统
1.3.2 处理环境
1.3.3 构件原语
1.4 操作系统服务
1.5 关于硬件的假设
1.5.1 中断与例外
1.5.2 处理机执行级
1.5.3 存储管理
1.6 本章小结
第2章内核导言
2.1 UNIX操作系统的体系结构
2.2 系统概念介绍
2.2.1 文件子系统概貌
2.2.2 进程
2.3 内核数据结构
2.4 系统管理
2.5 本章小结
2.6 习题
第3章数据缓冲区高速缓冲
3.1 缓冲头部
3.2 缓冲池的结构
3.3 缓冲区的检索
3.4 读磁盘块与写磁盘块
3.5 高速缓冲的优点与缺点
3.6 本章小结
3.7 习题
第4章文件的内部表示
4.1 索引节点
4.1.1 定义
4.1.2 对索引节点的存取
4.1.3 释放索引节点
4.2 正规文件的结构
4.3 目录
4.4 路径名到索引节点的转换
4.5 超级块
4.6 为新文件分配索引节点
4.7 磁盘块的分配
4.8 其他文件类型
4.9 本章小结
4.10 习题
第5章文件系统的系统调用
5.1 系统调用Open
5.2 系统调用read
5.3 系统调用write
5.4 文件和记录的上锁
5.5 文件的输入／输出位置的调整lseek
5.6 系统调用close
5.7 文件的建立
5.8 特殊文件的建立
5.9 改变目录及根
5.10 改变所有者及许可权方式
5.11 系统调用stat和fstat
5.12 管道
5.12.1 系统调用pipe
5.12.2 有名管道的打开
5.12.3 管道的读和写
5.12.4 管道的关闭
5.12.5 例
5.13 系统调用dup
5.14 文件系统的安装和拆卸
5.14.1 在文件路径名中跨越安装点
5.14.2 文件系统的拆卸
5.15 系统调用link
5.16 系统调用unlink
5.16.1 文件系统的一致性
5.16.2 竟争条件
5.17 文件系统的抽象
5.18 文件系统维护
5.19 本章小结
5.20 习题
第6章进程结构
6.1 进程的状态和状态的转换
6.2 系统存储方案
6.2.1 区
6.2.2 页和页表
6.2.3 内核的安排
6.2.4 u区
6.3 进程的上下文
6.4 进程上下文的保存
6.4.1 中断和例外
6.4.2 系统调用的接口
6.4.3 上下文切换
6.4.4 为废弃返回（abortive return）而保存上下文
6.4.5 在系统和用户地址空间之间拷贝数据
6.5 进程地址空间的管理
6.5.1 区的上锁和解锁
6.5.2 区的分配
6.5.3 区附接到进程
6.5.4 区大小的改变
6.5.5 区的装入
6.5.6 区的释放
6.5.7 区与进程的断接
6.5.8 区的复制
6.6 睡眠
6.6.1 睡眠事件及其地址
6.6.2 算法sleep和wakeup
6.7 本章小结
6.8 习题
第7章进程控制
7.1 进程的创建
7.2 软中断信号
7.2.1 软中断信号的处理
7.2.2 进程组
7.2.3 从进程发送软中断信号
7.3 进程的终止
7.4 等待进程的终止
7.5 对其他程序的引用
7.6 进程的用户标识号
7.7 改变进程的大小
7.8 Shell程序
7.9 系统自举和进程init
7.10 本章小结
7.11 习题
第8章进程调度和时间
8.1 进程调度
8.1.1 算法
8.1.2 调度参数
8.1.3 进程调度的例子
8.1.4 进程优先权的控制
8.1.5 公平共享调度
8.1.6 实时处理
8.2 有关时间的系统调用
8.3 时钟
8.3.1 重新启动时钟
8.3.2 系统的内部定时
8.3.3 直方图分析
8.3.4 记帐和统计
8.3.5 计时
8.4 本章小结
8.5 习题
第9章存储管理策略
9.1 对换
9.1.1 对换空间的分配
9.1.2 进程的换出
9.1.3 进程的换入
9.2 请求调页
9.2.1 请求调页的数据结构
9.2.2 偷页进程
9.2.3 页面错
9.2.4 在简单硬件支持下的请求调页系统
9.3 对换和请求调页的混合系统
9.4 本章小结
9.5 习题
第10章输入输出子系统
10.1 驱动程序接口
10.1.1 系统配置
10.1.2 系统调用与驱动程序接口
10.1.3 中断处理程序
10.2 磁盘驱动程序
10.3 终端驱动程序
10.3.1 字符表Clist
10.3.2 标准方式下的终端驱动程序
10.3.3 原始方式下的终端驱动程序
10.3.4 终端探询
10.3.5 建立控制终端
10.3.6 间接终端驱动程序
10.3.7 注册到系统
10.4 流
10.4.1 流的详细的示例
10.4.2 对流的分析
10.5 本章小结
10.6 习题
第11章进程间通信
11.1 进程跟踪
11.2 系统V IPC
11.2.1 消息
11.2.2 共享存储区
11.2.3 信号量
11.2.4 总的评价
11.3 网络通信
11.4 套接字
11.5 本章小结
11.6 习题
第12章多处理机系统
12.1 多处理机系统的问题
12.2 主从处理机解决方法
12.3 信号量解决方法
12.3.1 信号量定义
12.3.2 信号量实现
12.3.3 几个算法
12.4 Tunis系统
12.5 性能局限性
12.6 习题
第13章分布式UNIX系统
13.1 卫星处理机系统
13.2 纽卡斯尔连接
13.3 透明型分布式文件系统
13.4 无存根进程的透明分布式模型
13.5 本章小结
13.6 习题
附录A 系统调用
参考文献
索引
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

第四章小结索引节点是描述文件属性的数据结构，其中包括文件数据在磁盘上的布局。索引节点有两个版本：磁盘拷贝和内存拷贝。磁盘拷贝存储这文件处于未使用状态时的索引节点信息；内存拷贝记录着关于活跃文件的信息。在系统调用creat，mknode，pipe和unlink期间，算法ialloc...

评分☆☆☆☆☆

多说无益，请看实例：本书章节 1.5 中译本：即使用户对操作系统有显示的没提出什么服务请求英文版：Even if the user makes no explicit request for operating system services 书中还有不少类似的翻译，上例比较极端。建议还是尽量去读英文版的吧。看中文版，或许需要读...

评分☆☆☆☆☆

要是没有上过os课的人看这个中译本估计要累死。翻译科技作品其实要考虑读者阅读习惯，最好是一目十行就算不能看懂，但最起码要能一眼看明白主谓宾，要能快速晓得你是要说一个什么现象，然后哪一段文字在描述其内在机理，这样才能快速获取知识，最起码能搭一个知识体系的架构。...

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字叫《UNIX操作系统设计》，拿到手的时候，我本来是冲着“设计”这两个字去的，以为会是一本深入剖析UNIX内核架构、系统调用、进程调度、内存管理等核心机制的书。然而，实际翻阅后，我发现它更像是一本“使用手册”的增广版，或者说是UNIX系统管理员的“高级指南”。书中详细介绍了各种命令行的用法，比如grep、sed、awk的强大文本处理能力，以及find命令的多样化搜索技巧。我尤其对书中关于shell脚本编程的章节印象深刻，它不仅仅是罗列了各种命令的组合，而是深入讲解了如何构建复杂的自动化任务，如何处理错误，如何优化脚本的执行效率。举个例子，书中关于使用`xargs`和管道来处理大量文件和数据的例子，就让我豁然开朗，之前总是用笨拙的for循环来处理，效率低不说，代码也臃肿。这本书让我看到了UNIX命令行背后强大的生命力，它不仅仅是敲击键盘的指令，更是实现高效系统管理的“魔法咒语”。当然，如果读者是希望直接 dive into 内核代码，理解 semaphore、spinlock 这些底层实现的话，这本书可能就不是最佳选择了，它的侧重点在于“如何利用”和“如何管理”，而非“如何构建”。但即便如此，对于任何想要深入了解UNIX系统，并将其作为日常工作生产力工具的开发者或系统管理员来说，这本书依然提供了宝贵且实用的知识，让我对UNIX的理解从“知道怎么用”提升到了“知道怎么用得好，用得巧”。

评分☆☆☆☆☆

拿到《UNIX操作系统设计》这本书，我最初的期望是能够全面了解UNIX的架构和底层原理。然而，这本书的侧重点却完全不在于此。它更像是一本关于“UNIX哲学”和“效率工具集”的合集。书中花了大量篇幅来介绍如何利用UNIX提供的各种工具来解决实际问题，尤其是围绕着文本处理和系统监控展开。我印象最深刻的是关于管道（pipe）和重定向（redirection）的讲解，书中通过一系列精心设计的示例，展示了如何将简单的命令行工具串联起来，形成强大的数据处理流水线。例如，如何使用`grep`过滤日志文件，然后通过`awk`进行统计分析，最后将结果输出到另一个文件，整个过程行云流水，效率惊人。这本书让我重新认识了shell脚本的潜力，它不仅仅是简单的命令集合，而是构建复杂自动化流程的基石。书中还详细介绍了各种进程管理工具，比如`ps`、`top`、`kill`等，并解释了它们的各种选项，如何利用它们来监控系统状态、诊断性能问题，甚至安全地终止失控的进程。虽然书中没有太多关于内存管理、调度算法的深入探讨，但对于如何“管理”和“利用”一个UNIX系统，这本书给出了非常详尽且实用的指导。它更像是一个经验丰富的UNIX大师，在手把手地教你如何成为一个更高效的系统使用者和管理者。

评分☆☆☆☆☆

我拿到《UNIX操作系统设计》这本书，本以为会是那种枯燥乏味，满篇都是汇编代码和数据结构的理论书籍，毕竟“操作系统设计”这个名字听起来就很有学术范儿。然而，出乎意料的是，这本书的叙述方式相当生动，而且非常注重实际应用。它并没有一上来就丢给我一大堆复杂的算法和模型，而是从用户最常接触到的角度切入，比如文件系统、权限管理、网络配置等等。书中对每一个概念的讲解，都配有非常贴切的例子，而且这些例子都是可以实际操作的。我特别喜欢其中关于文件系统层级结构和权限控制的章节，它把我之前对`chmod`和`chown`这些命令的模糊认识，变得清晰而系统。书中不仅解释了这些命令的作用，还深入分析了它们背后的逻辑，比如用户、组、其他权限的划分，以及SUID、SGID、Sticky Bit这些特殊权限的含义和应用场景。这让我明白了为什么在团队协作中，合理的权限设置如此重要，也让我理解了如何通过精细化的权限管理来保障系统的安全。此外，书中还涉及了一些关于性能调优的基础知识，比如如何识别和解决 I/O 瓶颈，以及如何优化进程的资源分配。虽然不是那种深入到内核层面的调优，但对于日常管理来说，这些提示已经非常有价值了。这本书的优点在于，它能够用相对平实的语言，把复杂的系统概念讲透，并且强调实践的重要性，让读者在阅读的同时，就能动手去验证和体会，从而加深理解。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到《UNIX操作系统设计》这本书时，我并没有对它抱有太高的期望，以为又会是一本晦涩难懂的理论堆砌。然而，阅读过程中，我被它独特的视角深深吸引。它没有选择从操作系统的底层架构入手，而是从如何“组织”和“管理”信息以及系统资源的角度来阐述。书中关于文件系统的组织方式，以及目录结构的逻辑划分，给我留下了深刻的印象。它解释了为什么UNIX系统会采用这种层级化的结构，以及这种结构如何方便用户查找和管理文件。我尤其欣赏书中关于进程管理和任务调度的部分，虽然它没有深入到具体的调度算法，但它清晰地解释了进程的概念，以及如何通过各种工具来监控和控制进程的行为。书中对于信号（signal）的介绍，让我对进程间的通信和协作有了更深的理解。此外，书中还涉及了用户管理和系统安全的一些基本概念，比如如何创建和管理用户账户，以及如何设置文件和目录的权限来保护敏感信息。这本书让我明白，操作系统设计不仅仅是关于代码和算法，更是关于如何提供一个清晰、一致、且易于管理的计算环境。它用一种更加宏观的视角，让我看到了UNIX系统设计的智慧，以及它为何能够成为如此成功和持久的操作系统。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅《UNIX操作系统设计》这本书的过程中，我发现它与我之前阅读过的许多“理论派”的操作系统书籍截然不同。这本书更像是给那些需要与UNIX系统打交道的人们量身定做的“实用手册”，而且是那种“深度用户”级别的实用手册。它很少涉及晦涩的理论推导，而是将大量的篇幅集中在如何有效地利用UNIX提供的各种命令和工具来完成日常任务。我特别喜欢书中关于文件系统管理和用户权限控制的部分，它详细解释了各种命令的细微差别，以及它们在不同场景下的最佳实践。例如，对于如何安全地共享文件，以及如何通过`sudo`命令来实现最小权限原则，书中都给出了非常清晰的指导。此外，书中还涉及了一些关于网络服务的配置和管理，虽然没有深入到协议栈的细节，但对于理解和配置常见的网络服务，如SSH、FTP等，提供了非常实用的帮助。它让我意识到，即使不深入了解内核的每一个细节，也能通过熟练掌握这些工具，来成为一名高效的UNIX用户。这本书的价值在于，它将那些分散在各个角落的零散知识，整合成了一个系统性的实用指南，让读者能够快速上手，并逐步深入，成为一名真正的UNIX“玩家”。

评分☆☆☆☆☆

4m => 1,2 => 1(相当不错), 操作系统和内核设计类神品... 思维相当清晰, 基本概念很详尽.

评分☆☆☆☆☆

如果大学时候看过，多好

评分☆☆☆☆☆

e版极好

评分☆☆☆☆☆

4m => 1,2 => 1(相当不错), 操作系统和内核设计类神品... 思维相当清晰, 基本概念很详尽.

评分☆☆☆☆☆

非常好