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出版者:清华大学出版社

作者:黄叔武

出品人:

页数:270

译者:

出版时间:2006-5

价格:23.0

装帧:平装

isbn号码:9787302125396

丛书系列:

图书标签:

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《深入理解操作系统》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的操作系统概念、原理和实现机制的理解。本书结合了理论分析与实际应用，通过清晰的讲解和丰富的示例，帮助读者掌握操作系统的核心知识，为进一步学习计算机系统结构、分布式系统、嵌入式系统等相关领域奠定坚实的基础。 第一部分：操作系统导论与基本概念 操作系统概述：本书从操作系统的定义、功能和发展历程出发，阐述了其在计算机系统中的核心地位和重要作用。我们将探讨操作系统如何管理硬件资源、提供用户接口以及实现多任务并发等基本功能。 进程管理：进程是操作系统最基本的执行单元。本部分将详细介绍进程的概念、状态转换（新建、就绪、运行、阻塞、终止）、进程控制块（PCB）的结构和作用，以及进程创建和终止的机制。我们将深入讲解进程间通信（IPC）的各种方式，包括管道、共享内存、消息队列、信号量等，并分析它们的优缺点和适用场景。 线程管理：线程是进程内的执行单元，与进程相比，线程具有更小的开销和更快的切换速度。本书将阐述线程的概念、用户级线程与内核级线程的区别和联系，以及多线程编程模型。读者将学习如何创建、同步和管理线程，以及如何利用多线程提高程序的并发性和响应速度。 CPU调度：CPU调度是操作系统实现多任务并发的关键。本部分将详细介绍各种CPU调度算法，包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度、轮转调度（RR）等。我们将分析这些算法的性能指标（周转时间、等待时间、响应时间），并探讨实时调度和多级反馈队列调度的概念。 第二部分：内存管理与存储 内存管理概述：内存是计算机系统中至关重要的资源。本部分将介绍内存管理的目标，包括内存分配、内存保护、内存共享等。我们将探讨逻辑地址与物理地址的概念，以及地址重定位的机制。 连续内存分配：在早期操作系统中，采用连续内存分配策略。本书将介绍固定分区和可变分区两种方式，并分析它们的优缺点，如内存碎片（内部碎片和外部碎片）问题。 分页与分段：为了更有效地利用内存，分页和分段技术被广泛应用。我们将详细讲解分页原理，包括页表、页框、页号、页偏移等概念，以及TLB（Translation Lookaside Buffer）的作用。分段技术则侧重于按逻辑功能对内存进行划分，本书也将对其进行阐述，并介绍段页式管理的混合方式。 虚拟内存：虚拟内存技术允许程序使用比实际物理内存更大的地址空间。本部分将深入讲解虚拟内存的实现机制，包括请求分页、页面置换算法（如FIFO、LRU、Optimal、Clock等），以及页面抖动（Thrashing）现象的产生原因和解决方法。我们将重点分析页面置换算法的性能和实现细节。 文件系统：文件系统是操作系统管理持久化存储的核心。本书将介绍文件系统的概念、文件结构、目录结构（单级、两级、树形）、文件分配方法（连续分配、链式分配、索引分配）和文件空闲空间管理。读者将学习文件访问方法（顺序访问、直接访问）以及文件保护机制。 第三部分：输入/输出（I/O）与设备管理 I/O硬件：本部分将介绍各种I/O设备的类型，包括块设备、字符设备、网络设备等。我们将探讨I/O设备的接口、控制器、驱动程序的作用，以及I/O数据的传输方式（程序控制I/O、中断驱动I/O、DMA）。 I/O软件：I/O软件层级结构复杂，本书将逐层解析。我们将介绍I/O软件的设计目标，包括设备无关性、缓冲、高速缓存、错误处理等。读者将深入理解I/O控制器的功能以及操作系统如何通过设备驱动程序与硬件交互。 磁盘调度：磁盘I/O是计算机系统中的瓶颈之一。本书将介绍磁盘结构、磁盘访问时间（寻道时间、旋转延迟、传输时间），以及各种磁盘调度算法，如FCFS、SSTF、SCAN、C-SCAN、LOOK、C-LOOK等，并分析它们的性能。 第四部分：死锁与安全 死锁：死锁是指多个进程因互相等待对方释放资源而导致的状态。本部分将详细阐述死锁产生的四个必要条件（互斥、占有并等待、不可剥夺、循环等待），并介绍死锁的检测、预防和避免策略。 操作系统安全：安全是操作系统设计的重要方面。本书将讨论访问控制模型（如访问控制矩阵、能力列表）、身份认证机制，以及恶意软件（病毒、蠕虫、木马）的威胁和防护方法。 第五部分：高级主题与案例分析 分布式系统基础：在分布式环境下，操作系统需要处理诸如通信、同步、一致性等更复杂的问题。本部分将初步介绍分布式系统的概念和挑战。 操作系统实例分析：本书将选取主流操作系统（如Linux、Windows）作为案例，通过剖析其关键组件的设计和实现，帮助读者将理论知识与实际系统联系起来，加深理解。 本书的编写风格力求深入浅出，理论联系实际。每个章节都配有适量的概念解释、算法分析和图示，以帮助读者更直观地理解抽象的概念。通过学习本书，读者将不仅能够掌握操作系统的工作原理，还能培养解决实际问题的分析能力，为未来的学习和工作打下坚实的基础。

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这本书的独特之处还在于它提供的“全景视野”。网络技术领域变化极快，如果一本教材只关注当下流行的某个技术分支，那么它的生命力就会很短。这本书巧妙地平衡了经典理论的永恒性与新兴技术的演进性。它在打下坚实的基础后，并没有止步不前，而是很自然地将笔锋引向了诸如软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）等前沿领域。作者的处理方式非常高明，他没有把这些新技术当作是孤立的知识点来介绍，而是将其置于传统网络架构的演进脉络中进行解读，让人清晰地看到未来的发展方向是如何从现有基础中生长出来的。这种宏观的视角，让读者在学习具体细节的同时，也能保持对整个行业发展趋势的敏感度。读完之后，你会有一种感觉：我已经掌握了理解未来任何一种新型网络架构变化的基础工具箱，而不是仅仅学会了应对当前问题的几把扳手。

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我手里拿着的这本教材，简直就像是一个老练的工程师在手把手教你如何搭建一个稳健的网络系统。它最让人称道的地方，在于它对“实践性”的极致追求。市面上很多理论书籍往往只停留在纸面，但这本书似乎深知网络这门学科的本质在于应用。每一个知识点，无论多么微小，似乎都能找到与之对应的实验场景。我尝试着按照书中的步骤，在自己的虚拟机环境中配置了几个基础的网络服务，每一步的指令、每一个参数的含义，书里都解释得清清楚楚，绝不含糊其辞。这使得我不再仅仅是背诵RFC文档中的条款，而是真切地体会到了配置错误的后果和正确配置带来的高效。特别是对于那些准备考取相关专业认证的读者，这本书提供的不仅仅是知识点，更是一种实战思维的训练。它教会我们如何去“调试”，如何像侦探一样去追踪数据流的踪迹，这种能力，远比单纯的理论知识更宝贵。

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这本书，坦率地说，给我带来了一种久违的学习的踏实感。翻开它，最先映入眼帘的就是那份详尽的目录结构，清晰地勾勒出了整个计算机网络知识体系的脉络。它不像有些教材那样，堆砌着晦涩难懂的理论，而是采用了循序渐进的方式，从最基础的概念开始，一步步引导读者深入到复杂的协议细节中。我尤其欣赏它在讲解关键概念时所采用的类比和图示，那些原本抽象的OSI七层模型和TCP/IP协议栈，经过作者的妙手点拨，变得鲜活起来，仿佛能亲眼看到数据包在网络中穿梭的每一个瞬间。这种将深奥知识“可视化”的能力，极大地降低了初学者的入门门槛。在阅读过程中，我感觉自己不是在被动地接受信息，而是在主动地探索一个复杂的系统，每解决一个章节的“小谜题”，都会带来一种强烈的成就感。对于那些想真正搞懂网络底层原理，而不是仅仅停留在表面概念的人来说，这本书无疑是一份非常称职的向导。它的文字扎实、逻辑严密，读起来让人心悦诚服。

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这本书给我最大的震撼，来自于它对于“深度”的把握。很多入门书籍在讲到某一技术点时，往往是点到为止，满足于表面的现象描述。然而，这本书在关键的层次转换点，总会深挖一层，探究其背后的原理和设计哲学。例如，当它谈到拥塞控制机制时，不仅仅是列举了TCP Reno、Cubic等算法的参数，更是深入剖析了它们各自的性能曲线、适用场景以及它们在解决网络公平性问题上的优缺点。这种“知其然，更知其所以然”的探讨方式，培养了读者批判性思考的能力。我发现，当我合上书本，再去看一些网络新闻或者技术论坛上的讨论时，我的理解层次完全不同了，我能迅速捕捉到技术争论的核心矛盾点。对于追求技术深度，希望在未来从事网络架构设计或高级维护工作的人来说，这种系统性的、深入骨髓的知识灌输是极其宝贵的财富。

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说实话，我对很多技术书籍的排版和语言风格都有些审美疲劳，但这本书在“可读性”上做得非常出色。它的叙述风格非常接地气，没有那种高高在上的学术腔调。作者似乎很清楚，读者群体中不乏那些被传统教科书“劝退”的自学者。因此，它在保持专业严谨性的同时，努力营造了一种亲切的交流氛围。比如，在解释一些历史遗留问题或者设计取舍时，作者会穿插一些“为什么当时会这么设计”的背景故事，这极大地丰富了阅读体验，也帮助理解了当前网络架构的合理性。我常常在晚上静下心来阅读，那种流畅的文字和清晰的逻辑就像是有人在我耳边低语讲解，完全没有阅读障碍感。即便是那些复杂的路由算法，经过作者的精心组织和阐述，也变得条理分明，让人豁然开朗。这绝不是一本可以被随意丢在一旁作为参考资料的书，它更像是一个耐心的导师，引导你一步步前行。

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