操作系统辅导及考研应试指导

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出版者:机械工业
作者:
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页数:0
译者:
出版时间:2003-09-01
价格:14.0
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isbn号码:9787111129318
丛书系列:
图书标签:
  • 操作系统
  • 考研
  • 辅导
  • 应试
  • 计算机基础
  • 数据结构
  • 面试
  • 王道
  • 清华园
  • 教材
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具体描述

好的,以下是几本与《操作系统辅导及考研应试指导》主题相关,但内容不完全重叠的图书的详细介绍。 --- 1. 深入理解计算机系统:从硬件到软件的全面解析 图书简介: 本书旨在为读者构建一个全面、深入的计算机系统概念框架,它不仅仅关注操作系统的具体实现细节,而是将操作系统置于整个计算系统架构之中进行考察。本书内容涵盖了从最底层的硬件逻辑到上层应用软件的完整视角。 核心内容深度解析: 第一部分:计算基础与底层硬件 本部分首先从数字逻辑和信息表示入手,详细阐述了二进制、补码、浮点数的表示与运算。随后深入到处理器结构,包括指令集架构(ISA)的设计原理、流水线技术、超标量处理和乱序执行等现代CPU的关键特性。我们探讨了存储器的层次结构,从寄存器到SRAM、DRAM的工作原理,以及缓存的基本工作原理,如块的放置策略(直接映射、组相联、全相联)和替换策略(LRU、FIFO)。这部分内容为理解操作系统如何管理和抽象硬件资源奠定了坚实的物理基础。 第二部分:系统编程与汇编级抽象 读者将学习如何使用C语言与汇编语言(重点关注x86-64架构)进行高效的系统级编程。内容包括函数调用约定、栈帧的建立与销毁、缓冲区溢出攻击的原理及防御机制。此外,本书详细剖析了链接和加载过程,解释了静态链接器(如`ld`)和动态链接器(如`ld.so`)如何将源代码编译成可执行文件并载入内存,包括代码段、数据段、符号解析和重定位的概念。 第三部分:内存管理与虚拟化原理 虽然本书不以操作系统为核心,但它对内存管理进行了高度技术性的讨论。重点在于虚拟内存的实现机制,包括页表结构(一级、多级页表),TLB(转换后援缓冲器)的工作方式和性能影响。书中引入了更高级的虚拟化概念,如硬件辅助虚拟化(VT-x/AMD-V)的基础,以及如何在虚拟机监视器(VMM)中实现I/O和中断的虚拟化。内存保护机制,如段式保护和页式保护的硬件支持也被详细分析。 第四部分:并发、性能与系统调用接口 本部分讨论了并发性在硬件层面的体现,包括原子操作的实现(如CAS指令)以及内存一致性模型(如x86 TSO模型)。系统调用(Syscall)的机制被视为硬件与操作系统内核交互的桥梁,本书详细描绘了从用户态陷进内核态的全过程,以及上下文切换的底层开销和实现。最后,我们探讨了性能剖析工具(如`perf`)的使用方法,帮助读者从系统级角度分析程序瓶颈。 本书特点: 本书的重点在于“为什么”和“如何实现”,而非“如何使用API”。它强调计算的底层逻辑和硬件限制,是为有志于深入底层、从事系统软件或高性能计算研究的读者量身定制的进阶读物。 --- 2. 高性能计算与并行程序设计 图书简介: 本书聚焦于如何设计和实现能够充分利用现代多核、多处理器系统优势的软件。它假设读者已经掌握了基本的顺序程序设计和对进程、线程概念的初步了解,本书的重点在于并发编程模型、同步机制的性能影响,以及分布式计算的挑战。 核心内容深度解析: 第一部分:并发模型与线程编程实践 本书从并发理论出发,区分了并发(Concurrency)和并行(Parallelism)的本质区别。详细讲解了线程的生命周期管理、线程池的设计与优化,以及各种线程API(如POSIX Threads)的实际使用。关键章节集中于同步原语的性能剖析:互斥锁(Mutex)、信号量(Semaphore)和读写锁的内部机制、竞争条件(Race Condition)的识别,以及如何避免死锁和活锁。 第二部分:内存一致性与无锁编程 这是本书技术深度最大的部分。它深入探讨了多核处理器中的缓存一致性协议(如MESI/MOESI),解释了为什么在没有适当同步的情况下,不同处理器核心看到的内存状态可能不一致。在此基础上,本书详细介绍了无锁(Lock-Free)和无等待(Wait-Free)数据结构的设计,重点剖析了Compare-and-Swap (CAS) 操作的原子性保证,并提供了基于CAS实现的队列、栈等基本数据结构的完整代码示例。 第三部分:并行计算框架与加速技术 本书介绍了主流的并行计算编程模型。OpenMP被视为共享内存并行编程的入门和实践工具,内容包括指令、数据依赖分析、并行区域的划分策略和性能调优。对于大规模并行应用,本书引入了消息传递接口(MPI),侧重于点对点通信和集合通信操作的性能特性。此外,书中还包含了一个关于异构计算(如CUDA或OpenCL的初步介绍),重点讨论了主机(CPU)与设备(GPU)之间数据传输的瓶颈分析。 第四部分:性能度量与负载均衡 如何科学地衡量并行程序的性能是本书实践性的核心。我们讲解了Amdahl定律和Gustafson定律在预测并行加速比时的应用与局限性。负载均衡(Load Balancing)的策略被详细分析,包括静态分配、动态分配以及工作窃取(Work Stealing)机制的优缺点。最后,本书探讨了分布式系统中的一致性模型(如顺序一致性、因果一致性)在并行程序设计中的指导意义。 本书特点: 本书假设读者对操作系统的进程/线程模型已有基础认知,并将重点放在如何高效地利用这些模型。它强调的是性能优化、同步原语的底层选择及其对系统吞吐量的影响,适合需要构建高并发服务器、科学计算库或高性能中间件的工程师和研究生。 --- 3. 数据库系统原理与事务管理 图书简介: 本书专注于关系型数据库系统的核心——事务处理、并发控制和恢复机制。它从操作系统的并发控制理论中汲取灵感,但将其应用于数据存储和一致性维护的特定场景。本书深入探讨了如何确保数据在多用户、高并发环境下的准确性和持久性。 核心内容深度解析: 第一部分:数据存储结构与查询优化 本部分首先介绍数据的物理存储模型,重点在于磁盘I/O的优化。详细阐述了B+树(及其变体如B树)作为索引结构的工作原理,以及它们如何减少随机I/O。随后,本书转向逻辑层面,深入分析查询优化器的设计,包括代价模型(Cost Model)的建立、关系代数表达式的优化规则(如谓词下推、连接顺序选择),以及启发式优化与基于成本的优化(CBO)的实现差异。 第二部分:事务的ACID特性与并发控制 这是本书的理论核心。事务的原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)和持久性(Durability)被逐一解构。并发控制机制是重点,详细分析了基于锁的协议(如两阶段锁定 2PL 及其严格/严格 2PL)、时间戳排序(Timestamp Ordering)和乐观并发控制(OCC)的原理、优缺点及死锁处理策略。书中会对比不同隔离级别(如读未提交、读已提交、可重复读、串行化)在实际数据库系统中的实现细节及其性能权衡。 第三部分:数据库恢复与日志系统 恢复机制是保障持久性的关键。本书系统地介绍了数据库系统的故障模型(如系统崩溃、介质错误)。核心内容是日志(Log)的管理,包括预写式日志(WAL)的原理、检查点(Checkpoint)机制的周期性设计。详细分析了如何使用日志记录(如记录)来实现故障发生后的恢复操作,包括事务的重新执行(Redo)和回滚(Undo)。 第四部分:现代数据库架构与NoSQL初探 本部分将理论与现代实践相结合。探讨了缓冲池管理(Buffer Pool Management)的技术,包括页面替换算法的改进版本。此外,本书还简要介绍了NoSQL数据库(如键值存储、文档数据库)在处理事务模型上的差异,以及它们如何通过牺牲部分ACID特性来换取更高的可扩展性和可用性(BASE原则)。 本书特点: 本书的受众是数据库管理员、后端架构师以及研究数据持久化技术的学生。它不涉及操作系统的内存管理或进程调度细节,而是将并发和一致性的概念应用于数据存储层,强调如何通过事务隔离级别来平衡数据一致性与系统吞吐量。

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读后感

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用户评价

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我特别喜欢这本书对于分布式系统概念的引入。虽然它不像前面几章那样深入,但它成功地为我打开了一扇新的大门。在接触这本书之前,我总是觉得操作系统主要是管理单机系统,对于分布式系统了解不多。《操作系统辅导及考研应试指导》这本书,通过简要的介绍,让我理解了分布式系统的基本概念,比如分布式系统的优势、挑战,以及像分布式共享内存、分布式文件系统这样的一些基本模型。它还触及到了一些分布式系统中的关键问题,比如一致性、容错性等。虽然篇幅不长,但它为我提供了一个初步的框架,让我知道在学习更高级的操作系统内容或者相关领域时,可以往哪些方向深入。这本书的这种设计,不仅满足了考研的要求,更是在知识的深度和广度上都给予了读者一些启发,让我意识到操作系统知识体系的庞大和多样性。它就像是在一个广阔的海洋中,为我指引了几个值得探索的岛屿,让我对接下来的学习充满了期待。

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I/O(输入/输出)系统,作为操作系统的重要组成部分,往往是学习中的一个难点。在接触《操作系统辅导及考研应试指导》之前,我总是觉得I/O设备种类繁多,I/O操作复杂,很难形成一个整体的认识。但是,这本书在这方面做得非常出色。它从I/O设备的分类入手,详细介绍了各种设备(如磁盘、打印机、键盘、鼠标)的特点和工作原理,并将其与操作系统如何与之交互联系起来。我特别喜欢书中对于I/O通道、DMA(Direct Memory Access)控制器的讲解,通过图示和流程分析,我才真正理解了它们是如何减轻CPU的负担,提高I/O效率的。此外,书中还对各种I/O控制方式,如程序控制I/O、中断驱动I/O、DMA I/O进行了深入的比较和分析,让我能够清晰地认识到它们的优势和劣势。对于I/O缓冲、假脱机(spooling)等技术,本书也给出了详尽的解释和实际应用场景的描述。在考研备考方面,这本书更是将重点放在了I/O调度算法和缓冲策略上,通过分析各种算法的性能指标,帮助我掌握了如何应对相关的考试题目。总而言之,这本书将原本抽象的I/O概念,变得具体化、系统化,让我在理解上有了质的飞跃。

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安全性和保护,这部分内容通常容易被忽视,但《操作系统辅导及考研应试指导》这本书却给予了它足够的重视。我之前对于操作系统的安全概念,停留在非常表面的理解,比如密码保护或者文件权限。但是,这本书让我深入了解了操作系统的安全机制是如何工作的,以及为什么它们如此重要。它详细讲解了访问控制模型,比如DAC、MAC、RBAC,并且通过实例说明了它们是如何限制用户和进程的访问权限的。我还学到了关于用户和组的概念,以及它们在系统安全中的作用。更令我印象深刻的是,书中还探讨了内存保护、进程隔离等机制,让我明白了操作系统是如何防止一个进程干扰另一个进程的正常运行的。对于安全漏洞和攻击类型,这本书也进行了初步的介绍,让我对潜在的威胁有了更清晰的认识。在考研备考方面,这本书将安全性的相关考点梳理得非常到位,让我能够有针对性地进行复习。它让我在理解操作系统的功能时,不仅关注其效率和性能,更关注其安全可靠性,这是一种更加全面的视角。

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在处理进程同步与死锁部分,这本书的处理方式绝对是教科书级别的。我之前接触过一些关于信号量、互斥锁、管程的内容,但总是感觉很零散,特别是如何用这些工具来解决经典的生产者-消费者问题、读者-写者问题,我总是不得其解。但《操作系统辅导及考研应试指导》这本书,它将这些看似独立的工具整合起来,通过非常具体的代码示例和逻辑推演,展示了它们是如何协同工作的。比如,在讲解信号量的时候,它不仅解释了 P 操作和 V 操作的含义,还用非常直观的例子说明了它们是如何实现进程间的互斥和同步的。而对于死锁,这本书更是花了很大的篇幅去讲解死锁的四个必要条件,并且给出了多种避免、检测和解除死锁的策略。它没有仅仅停留在理论层面,而是通过大量的案例分析,让我们能够识别出潜在的死锁情况,并且掌握如何运用书中学到的知识来防止死锁的发生。特别是对于银行家算法的讲解,书中给出了清晰的步骤和模拟计算,让我彻底理解了如何判断一个系统是否处于安全状态。这种详尽的讲解,让我觉得在面对考研中涉及进程同步和死锁的题目时,我不再感到无从下手,而是能够自信地分析问题并给出解决方案。

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这本书在文件系统这部分的讲解,也给我留下了极其深刻的印象。我一直觉得文件系统离用户界面太远,很多底层的东西难以理解,像是文件的组织、磁盘空间的管理、目录结构等等,都像是一团迷雾。然而,《操作系统辅导及考研应试指导》这本书,通过非常生动的比喻和详尽的图解,将这些复杂的内容变得通俗易懂。它就像是在给我构建一个虚拟的文件世界,让我能够清晰地看到文件是如何被存储在磁盘上的,又是如何通过目录结构来组织和访问的。我尤其欣赏它对于各种文件存储结构,比如连续分配、链式分配、索引分配的详细介绍,并且还对比了它们的优缺点。更重要的是,书中还深入讲解了文件系统的缓存机制、磁盘调度算法,比如 FCFS、SSTF、SCAN 等,通过清晰的图示和计算示例,让我明白了它们是如何提高文件访问效率的。对于文件系统的安全性和权限管理,本书也给出了非常详尽的讲解,让我能够理解为什么我们需要这些机制,以及它们是如何实现的。这本书的讲解方式,让我觉得不像是死记硬背,而是像在学习如何构建一个高效、安全的文件系统,这对于我考研备考来说,极大地提升了我对这一章节的理解深度和掌握程度。

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这本书的考研应试指导部分,可以说是我最看重的内容之一。毕竟,学习理论知识最终是为了能够通过考试。《操作系统辅导及考研应试指导》在这方面做得非常到位。它不仅仅是提供了一些例题,而是非常系统地梳理了历年考研真题的重难点,并且根据不同的知识点进行了分类。我特别喜欢它对于一些经典题目的解析,不仅仅是给出答案,而是详细地分析了出题的思路,以及如何一步步地推导出正确答案。书中还提供了大量的模拟题和章节练习题,这些题目覆盖了操作系统各个章节的核心知识点,并且难度适中,能够很好地检验我前期的学习效果。而且,这本书的题目设计非常贴合考研的风格,让我能够提前适应考试的节奏和题型。它就像是一位经验丰富的考研辅导老师,不仅教会我知识,更教我如何应试。我能够感受到这本书的设计者,对考研这件事情有着深刻的理解和洞察,他们知道考生在复习过程中最需要什么,最容易遇到哪些困难。

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这本书最让我惊艳的地方,莫过于它在内存管理这部分的处理方式。我一直对虚拟内存、分页、分段这些概念感到头疼,总觉得它们跟实际的计算机硬件操作离得很远,理解起来特别困难。但《操作系统辅导及考研应试指导》这本书,它没有回避这些复杂性,反而用了大量篇幅去深入剖析。它不仅仅是讲解概念,更是结合了大量的实例和模拟场景,让我们能够“看到”内存是如何被分配、如何被使用的。比如,它通过一个生动的小故事,比喻进程就像一个个需要“房间”的住户,而内存就是旅馆,然后详细解释了页式管理、段式管理以及段页式管理是如何为这些住户分配“房间”的。更重要的是,书中对于页表、快表、TLB(Translation Lookaside Buffer)这些核心组件的讲解,图文并茂,并且还引入了一些经典的内存置换算法,如 FIFO、LRU、LFU 等,通过详细的计算过程和图示,让我们彻底搞懂了它们是如何在内存不足时淘汰旧的页面,腾出空间给新的页面。我印象特别深刻的是,书中对于“页面抖动”(thrashing)的解释,以及如何通过调整工作集大小和页面置换策略来避免这种情况发生。这种深入浅出的讲解方式,让我在复习备考的过程中,不仅理解了理论,更能将理论与实际操作联系起来,让我对内存管理有了前所未有的清晰认识,也对考研中的相关题目充满了信心。

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刚拿到这本《操作系统辅导及考研应试指导》的时候,说实话,心里是有些忐忑的。毕竟操作系统这门课,我一直觉得是计算机科学中最抽象、最难啃的一块硬骨头。各种进程、线程、内存管理、文件系统,听起来就让人头大。但这本书的出现,就像在迷雾中给我点亮了一盏灯。我尤其欣赏它对于概念的梳理,不像很多教材那样一股脑地抛出理论,而是循序渐进,从最基础的进程概念讲起,一步步地引出线程,再到它们之间的切换和通信。书中大量的图示和流程图,简直是救星,让我能够清晰地理解那些复杂的调度算法是如何工作的,比如 SJF、RR、FCFS 这些,我以前总是记混,但这本书通过生动的图解,将它们运行的每一步都展现在眼前,让我恍然大悟。而且,它还专门辟出了一个章节来讲解这些算法的优缺点以及适用场景,这对于考研来说简直是点睛之笔,直接指出了复习的重点和方向,让我不再是死记硬背,而是真正理解了它们的精髓。我之前在网上找过一些零散的资料,但总是缺乏系统性,这本书的结构设计非常合理,逻辑性很强,每一章的内容都承上启下,让人感觉学习过程很顺畅。

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最后,我想说的是,这本书在语言风格和排版设计上也给了我很大的惊喜。《操作系统辅导及考研应试指导》的语言非常流畅,用词也比较通俗易懂,即使是对于初学者来说,也不会感到生涩难懂。它避免了那种枯燥乏味的学术化语言,而是采用了更加生动形象的表达方式,让我在阅读过程中不会感到疲倦。而且,书中的插图和图表的使用,也恰到好处,不仅起到了辅助理解的作用,还让整个书籍的视觉效果非常舒适。排版上,字体大小、行距、段落划分都做得非常合理,长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更重要的是,它在知识点的呈现上,有重点、有层次,不会给人一种杂乱无章的感觉。这种整体的阅读体验,让我觉得这本书不仅仅是一本学习资料,更是一本值得细细品味的书籍。它在细节上的打磨,让我能够更专注于知识本身,而不是被不佳的阅读体验所干扰。这本书的优秀,体现在每一个细节之处。

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这本书在网络通信这部分的讲解,确实让我对操作系统的网络功能有了全新的认识。以前我总觉得网络是独立于操作系统之外的一个范畴,但《操作系统辅导及考研应试指导》让我明白,操作系统在网络通信中扮演着至关重要的角色。书中从网络协议栈的概念讲起,非常清晰地阐述了TCP/IP模型的层次结构,以及每一层的作用。我特别赞赏它对于TCP和UDP协议的详细对比分析,不仅仅是列出它们的特点,更是通过模拟数据包的传输过程,让我直观地理解了TCP的可靠传输机制和UDP的快速无连接特性。此外,书中对于套接字(Socket)编程接口的介绍,也让我能够理解用户程序是如何与操作系统进行网络通信的。它还涉及到了网络连接的建立、数据传输、连接的关闭等各个环节,并且还讲解了诸如拥塞控制、流量控制等关键技术。对于考研中常常出现的网络相关的考题,这本书提供了非常扎实的理论基础和解题思路。它将复杂的网络概念,通过层次化的讲解和生动的例子,变得易于理解和记忆,让我在复习时感到游刃有余。

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