PC密技3000例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:重庆出版社

作者:杨劲

出品人:

页数:438

译者:

出版时间:2003-1-1

价格:32.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787536660267

丛书系列:

图书标签:

• PC技巧
• 电脑教程
• 软件应用
• 系统优化
• 游戏辅助
• 硬件维护
• 数码工具
• 实用指南
• 电脑秘籍
• 故障排除

深入探索数字世界的奥秘：洞悉操作系统的底层逻辑与性能调优的艺术 本书将带领您穿梭于庞大而精密的数字架构之中，聚焦于操作系统、硬件交互以及系统级性能优化的核心原理与实践。我们不会触及任何与“PC 密技”或特定软件技巧相关的零散知识点，而是专注于构建坚实的理论基础，使读者能够从根本上理解计算机系统是如何运作、如何被有效管理以及如何被推向性能极限的。 本书的结构设计旨在提供一个从宏观到微观、循序渐进的学习路径，适合那些希望超越应用层面，深入理解现代计算平台“心脏”的工程师、资深爱好者以及系统架构师。 --- 第一部分：现代操作系统内核的架构与演进 (The Core Architecture and Evolution) 本部分将剖析现代主流操作系统（如 Linux、Windows NT 内核衍生系统）的核心设计哲学和关键组件。我们关注的焦点是抽象层、资源管理和调度机制的理论模型，而非具体操作系统提供的用户级工具或命令。 第一章：内核态与用户态的隔离与交互 深入探讨进程地址空间布局（Virtual Memory Layout）、内存保护机制（如 MMU 的工作原理）以及系统调用（System Calls）的上下文切换过程。我们将详细分析系统调用接口的设计哲学（如 POSIX 标准的局限性与扩展性），以及内核如何安全地将控制权从高权限用户态交予低权限内核态，并实现高效的权限切换。此处不涉及任何用户程序编写技巧，仅关注隔离模型如何保障系统稳定性和安全性。 第二章：进程与线程的生命周期管理 本章聚焦于进程调度算法的理论基础。我们将对比分析分时调度、优先级调度、实时调度（如 EDF, RMA）的数学模型和实际性能指标。重点讨论多核处理器上的并发控制问题，特别是缓存一致性（Cache Coherency）协议（如 MESI 协议的变体）如何影响并发程序的性能。我们还将解构内核如何维护进程控制块（PCB）和线程控制块（TCB）的复杂状态机。 第三章：内存管理单元的深入剖析 超越简单的内存分配，本章探讨虚拟内存系统的全局优化策略。内容包括：页表结构（Page Table Hierarchies）的效率考量、TLB（Translation Lookaside Buffer）的刷新机制与性能开销、以及内核如何处理缺页中断（Page Faults）。此外，我们将详细分析内存碎片化的成因（内部与外部碎片），并阐述内核级的内存回收与置换算法（如 LRU 的不同变体实现）。 第四章：文件系统的结构与持久化机制 聚焦于数据在物理存储介质上的组织方式。内容涵盖日志文件系统（Journaling File Systems）的事务性保证机制，如 Write-Ahead Logging (WAL) 的设计考量。分析现代块存储的I/O调度器（如 CFQ, Deadline, Noop, Kyber 等）的设计目标和适用场景，以及它们如何试图平衡延迟（Latency）与吞吐量（Throughput）。 --- 第二部分：硬件抽象与系统性能调优的科学 (Hardware Abstraction and Performance Tuning Science) 本部分将视角从软件内核扩展至硬件接口与系统级性能瓶颈的定位与缓解。这要求读者具备对硬件架构的深刻理解。 第五章：I/O 子系统的深度优化 探讨现代高速I/O技术（如 NVMe 协议）与操作系统内核的交互机制。重点分析中断处理（Interrupt Handling）的性能开销，以及如何利用中断合并（Interrupt Coalescing）和无/少锁机制（Lockless Mechanisms）来减少 CPU 资源的消耗。我们将详细研究 DMA（Direct Memory Access）的配置与优化，确保数据传输路径的效率最大化。 第六章：处理器的微架构与指令级并行性 本章是理解性能的基石。我们不讨论汇编语言编程，而是专注于处理器流水线（Pipeline）的结构、分支预测（Branch Prediction）的准确性及其对程序执行效率的影响。分析乱序执行（Out-of-Order Execution）的原理，并解释为何缓存未命中（Cache Misses）比 CPU 周期消耗更具决定性。理解这些底层机制，是进行高效代码优化的前提。 第七章：系统级性能剖析工具与方法论 本部分侧重于科学的性能分析方法，而非工具的使用教程。我们将介绍如何设计合理的基准测试（Benchmarking）以避免测试偏差，如何使用硬件性能计数器（Hardware Performance Counters，如 Intel VTune 或 Linux `perf` 提供的底层数据）来精确量化性能瓶颈。重点探讨自顶向下（Top-Down）与自底向上（Bottom-Up）的性能剖析策略，确保识别出的瓶颈是系统中的真正限制因素（Limiting Factor）。 第八章：并发模型与锁的开销分析 深入探讨并发编程中的非性能优化陷阱。分析锁粒度（Lock Granularity）对伸缩性（Scalability）的影响。详细解析内存屏障（Memory Barriers/Fences）在不同 CPU 架构下的语义差异，以及它们在实现无锁数据结构（Lock-Free Data Structures）时所扮演的关键角色。本章旨在揭示过度同步（Over-synchronization）如何扼杀多核系统的性能潜力。 --- 第三部分：网络协议栈与系统安全边界 (Network Stack and Security Boundaries) 最后一部分将系统视角拓展到进程间通信和外部网络交互，理解数据如何在系统边界上传输与保护。 第九章：TCP/IP 协议栈的内核实现与优化 剖析操作系统的网络协议栈（Kernel Network Stack）的结构。重点研究零拷贝（Zero-Copy）技术在数据传输中的应用及其局限性。分析拥塞控制算法（如 Cubic, BBR）的数学模型，以及内核如何管理网络缓冲区以平衡延迟和公平性。探讨中断驱动 I/O 与内核旁路技术（如 DPDK 的设计理念）对高吞吐网络服务的意义。 第十章：系统安全模型与沙箱机制 关注于系统隔离的外部边界。深入理解访问控制列表（ACLs）、安全上下文（Security Contexts）以及强制访问控制（MAC）模型（如 SELinux 的设计原理）。分析现代容器化技术（如 cgroups, namespaces）在资源隔离和权限限制方面的底层机制，侧重于它们如何通过修改内核参数来实现隔离，而非应用层的打包工具。 --- 本书的核心承诺在于，通过对系统底层机制的透彻理解，读者将获得一种构建、调试和优化高性能计算系统的“思维框架”，从而能够应对未来任何计算平台出现的新挑战，而无需依赖于特定版本的操作系统的技巧手册。

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