计算机操作系统习题解答与实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:邮电大学

作者:许日滨

出品人:

页数:177

译者:

出版时间:2007-5

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787563514267

丛书系列:

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• 操作系统
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《计算机操作系统：概念解析与实践》 本书旨在为计算机科学领域的学习者提供一个深入理解操作系统核心概念的全面指南。不同于纯粹的理论堆砌，本书强调概念的清晰阐释与实际应用的结合，帮助读者不仅知其然，更知其所以然。 核心内容概览： 第一部分：操作系统基础 引言与概览： 章节将从操作系统的基本定义、历史演进以及在现代计算中的关键作用出发，为读者构建宏观认识。我们将探讨操作系统的主要功能，如资源管理、进程管理、内存管理、文件管理和设备管理，并简要介绍不同类型的操作系统（批处理、分时、实时、嵌入式等）及其特点。 操作系统结构： 深入剖析操作系统的内部组织方式，包括单体结构、层次结构、微内核结构等，分析它们各自的优缺点，以及如何影响操作系统的设计和性能。 系统调用与用户模式/内核模式： 详细阐述系统调用在应用程序与操作系统内核之间的桥梁作用，讲解用户模式与内核模式的切换机制，以及这对于系统安全和稳定性的重要意义。 第二部分：进程管理 进程概念： 深入理解进程的概念，包括进程的组成（程序计数器、寄存器、内存地址空间等）、进程的状态（创建、就绪、运行、阻塞、终止）以及进程状态之间的转换。我们将讨论进程控制块（PCB）在记录进程信息中的作用。 进程调度： 探讨各种经典的进程调度算法，如先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度、时间片轮转（RR）等。我们将分析这些算法的公平性、效率和响应时间，并介绍多级反馈队列等更复杂的调度策略。 进程同步与互斥： 重点研究多进程环境下可能出现的竞争条件问题，并详细讲解解决这些问题的机制，包括信号量、互斥锁、条件变量、管程等。还将深入分析经典的同步问题，如生产者-消费者问题、读者-写者问题、哲学家就餐问题，并提供相应的解决方案。 线程： 阐述线程的概念，分析其与进程的区别与联系，讲解用户级线程和内核级线程的实现方式以及优缺点。理解多线程模型如何提高程序的并发性和响应速度。 第三部分：内存管理 内存管理基础： 介绍内存管理的基本目标，包括地址重定位、内存保护以及内存利用率的提高。 连续内存分配： 讲解固定分区和可变分区两种内存分配策略，分析内存碎片（内部碎片和外部碎片）的产生原因及如何缓解。 非连续内存分配： 分页： 详细阐述分页机制，包括页表、页大小、地址转换过程。探讨多级页表、反向页表等结构如何优化页表管理。 分段： 讲解分段机制，分析段表和地址转换过程，以及分段与分页结合的段页式管理。 虚拟内存： 深入理解虚拟内存的概念，包括请求分页、页置换算法（如LRU、FIFO、LFU、OPT）的工作原理和性能评估。介绍工作集模型和Belady异常。 内存映射文件： 探讨内存映射文件如何简化文件I/O操作，并提升性能。 第四部分：文件系统 文件概念： 定义文件及其属性，介绍文件命名、文件结构（顺序文件、索引文件、散列文件等）以及文件操作。 目录结构： 分析单级目录、两级目录、树形目录以及无环图目录等不同目录组织方式，并探讨文件访问路径的查找过程。 文件系统实现： 讲解文件系统在磁盘上的组织结构，包括引导控制块、卷控制块、目录结构块和文件控制块。 磁盘结构与调度： 介绍磁盘的物理结构、读写过程，以及磁盘调度算法（如FCFS、SSTF、SCAN、C-SCAN、LOOK、C-LOOK）如何优化磁盘 I/O 性能。 文件系统效率与性能： 探讨文件系统的一致性、容错性以及性能优化的方法，如缓存、日志文件系统等。 第五部分：输入/输出（I/O）管理 I/O硬件： 介绍各种I/O设备、I/O控制器及其与CPU和内存的接口。 I/O软件： 详细讲解I/O软件的层次结构，包括用户层I/O软件、设备无关软件、设备驱动程序和中断处理程序。 I/O调度与缓冲： 阐述I/O调度在优化设备利用率和吞吐量方面的作用，以及缓冲、缓存技术在提高I/O性能中的应用。 DMA（直接内存访问）： 解释DMA的工作原理，说明其如何减轻CPU的I/O负担。 第六部分：死锁 死锁概念： 定义死锁，并分析死锁产生的四个必要条件：互斥、占有并等待、不可剥夺和循环等待。 死锁预防： 探讨如何通过破坏死锁产生的四个必要条件来预防死锁的发生。 死锁避免： 详细讲解银行家算法，分析其如何通过资源分配图和安全状态来避免死锁。 死锁检测与恢复： 介绍死锁检测算法，如等待-资源图，以及一旦发生死锁，如何通过进程终止或资源剥夺等方式进行恢复。 本书特色： 理论与实践并重： 在深入讲解操作系统基本原理的同时，本书也融入了大量有助于理解和实践的示例，引导读者将理论知识应用于实际问题。 逻辑清晰，循序渐进： 各章节内容组织严谨，从基础概念到高级主题，层层递进，确保读者能够逐步建立完整的操作系统知识体系。 语言精炼，易于理解： 采用清晰、准确的语言进行阐释，避免不必要的术语堆砌，力求让不同背景的读者都能轻松掌握。 注重启发思考： 通过分析各种算法的优缺点，鼓励读者对不同的设计选择进行权衡，培养其解决实际问题的分析能力。 本书适合高等院校计算机科学与技术、软件工程等相关专业本科生、研究生，以及从事操作系统开发、系统工程师等工作的专业人士阅读。通过学习本书，读者将能够深刻理解操作系统的内在机制，为进一步深入学习和实际应用打下坚实的基础。

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这本书的封面设计着实吸引眼球，那种深邃的蓝色调配上简洁的字体，让人一眼就能感受到内容的专业与严谨。我最近在准备一个重要的技术考试，急需一本能系统梳理知识点并提供实战演练的辅导材料。市面上的教材汗牛充栋，很多都偏重理论的堆砌，晦涩难懂，真正能指导动手操作的案例却少之又少。这本书的排版非常清晰，目录结构设计得很有条理，从基础概念的梳理到复杂场景的模拟，循序渐进，让人感觉学习的路径非常明确。特别是它对一些经典算法的剖析，不仅给出了代码实现，还配有详细的步骤图解，这对于我这种需要通过理解底层逻辑来巩固知识的学习者来说，简直是如获至宝。我尤其欣赏其中对虚拟内存管理那一章节的处理，它没有止步于理论公式的罗列，而是深入探讨了TLB失效和页面置换策略在实际系统中的性能影响，这种贴近工程实践的视角，让我对操作系统的理解一下子立体了起来。我已经迫不及待想开始做里面的实验了，希望它能真正帮我搭建起坚实的理论与实践桥梁。

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这本书的实验指导部分，如果用一个词来形容，那就是“实战化”。它不仅仅是给出一个操作步骤清单，而是真正模拟了构建一个小型操作系统的核心模块的过程。我过去自学时遇到的最大障碍就是，理论知识似乎都懂，但一到动手实现就无从下手，总觉得概念和代码之间存在一道鸿沟。这本书的实验设计完美地跨越了这条鸿沟。每一个实验都紧密围绕着一个核心操作系统理论展开，比如进程间通信（IPC）的实现，它要求我们不仅要实现基本的管道和消息队列，还要设计一个安全的共享内存机制，并且需要处理好同步互斥问题。这种层次分明的任务分解，让复杂的工程实现变得可控和可管理。我尤其赞赏它对环境配置的详细说明，即便是配置交叉编译工具链这样令人头疼的问题，它也给出了详尽的截图和步骤，极大地降低了入门的门槛。

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说实话，我对这类学习资料的期待值通常不会太高，总觉得它们不过是把教材上的内容重新包装一下，缺乏灵魂。然而，当我翻开这本学习指南时，我的看法有了极大的改观。它的语言风格非常平实、接地气，不像某些技术书籍那样充满了佶屈聱牙的术语堆砌，读起来有一种与资深工程师面对面交流的感觉。最让我惊喜的是它对“难点攻克”部分的精心编排。比如在并发控制那块，经常会遇到死锁的判断和避免问题，这本书没有直接给出标准答案，而是设置了一系列递进式的思考题，引导读者自己去推导出最优解法。这种“启发式教学”的方法，极大地激发了我的主动思考能力，而不是被动接受知识。我花了整整一个下午来琢磨其中一个关于信号量与管程的综合应用题，解开的那一刻成就感非凡，这远比简单地背诵定义要深刻得多。对于渴望从“知道”进化到“做到”的读者来说，这本书提供的思维训练价值是无可估量的。

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从装帧质量上看，这本书的用纸和印刷质量都相当不错，即使经常翻阅和在上面做笔记，也不容易出现字迹模糊或者纸张轻易撕裂的情况，这对于需要长期使用的参考书来说，是一个非常重要的考量因素。而且，它的尺寸和重量设计得也比较适中，方便携带，即便是通勤路上也能随时拿出来翻阅对照。我特别注意到它在章节末尾设置的“常见错误分析”栏目，这简直是为我们这些初学者量身定制的“避坑指南”。很多时候，我们做实验出错，往往是因为一个非常细微的假设条件没有考虑周全，而这本书则精准地指出了这些‘陷阱’所在，并解释了背后的原理。例如，在文件系统设计部分，它详细对比了不同磁盘调度算法在I/O密集型和CPU密集型任务下的表现差异，这种细致入微的对比分析，让我对性能优化有了更直观的认识。它不像一本冷冰冰的参考书，更像是一位经验丰富的导师在耳边低语，提醒你下一步该注意什么。

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坦率地说，我更看重的是一本技术书籍的“深度”而非“广度”。很多教科书为了追求覆盖面广，往往对每个主题都蜻蜓点水，无法形成体系。然而，我从这本书中感受到的是一种对核心概念深入骨髓的挖掘。例如，在内存保护机制的探讨中，它不仅仅讲解了段页式管理的基本原理，还花了大篇幅去解析现代CPU是如何通过硬件异常和特权级来强制执行这些策略的。这种从软件需求反推硬件实现，再从硬件特性优化软件设计的视角，极大地拓宽了我的技术视野。它不是在教你“怎么做”，更是在教你“为什么这么做”，以及“有没有更好的替代方案”。对于想要在系统底层开发领域深耕的人来说，这种深度的剖析是至关重要的。这本书无疑为我接下来的专业学习和职业规划提供了一个非常坚实、可靠的知识基石。

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