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出版者:

作者:Stanek, William R.

出品人:

页数:992

译者:

出版时间:2009-10

价格:$ 67.79

装帧:

isbn号码:9780596800970

丛书系列:

图书标签:

Windows 7
操作系统
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电脑

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具体描述

This book provides everything you need to manage and maintain Windows 7. You'll learn all of the features and enhancements in complete detail, along with specifics for configuring the operating system to put you in full control. Bestselling author and Windows expert William Stanek doesn't just show you the steps you need to follow, he also tells you how features work, why they work, and how you can customize them to meet your needs. Learn how to squeeze every bit of power out of Windows 7 to take full advantage of its features and programs. Set up, customize, and tune Windows 7-Optimize its appearance and performance, install and manage software, customize your hardware, and install printers, scanners, and faxes Manage your files and data-Search your computer more efficiently, secure your data, share and collaborate, and get the most out of optional programs such as Windows Live Mail Master your digital media-Create media libraries, manage digital pictures and videos, make DVDs, and create movies Get connected and start networking-Set up a home or small-office network, conquer Internet Explorer, and master on-the-go networking Protect your computer-Keep your family safe while on the Internet, navigate the computer security maze, and configure Windows 7's protection features Manage and support Windows 7 systems-Configure user accounts, disks and drives, troubleshoot and handle routine maintenance, and resolve advanced support and recovery issues Learn advanced tips & techniques-Manage the Windows boot environment, explore Group Policy, and much more

《数字时代的基石：操作系统原理与实践》序言：在信息爆炸的时代，操作系统是连接硬件与软件、用户与计算能力的桥梁。它默默地管理着我们数字世界的每一次交互，决定着我们设备的效率、稳定性和安全性。本书并非一本操作系统的使用指南，也不是某个特定操作系统的深度评测。相反，它致力于深入探讨操作系统最核心、最本质的原理，以揭示其背后的逻辑与智慧。我们希望通过本书，让读者不仅仅是操作系统的使用者，更能成为理解其工作机制的“智者”，从而在面对日益复杂的数字环境时，拥有更清晰的认知和更强大的驾驭能力。第一章：操作系统的角色与演进本章将从宏观视角审视操作系统的出现及其历史地位。我们将追溯计算机系统发展的早期阶段，探讨在没有操作系统时，程序员如何与硬件直接打交道，以及由此带来的种种不便与挑战。随后，我们将详细阐述操作系统的诞生是如何改变这一切的，它如何从最初的批处理系统，逐步演进为多道程序设计、分时系统、实时系统，直至我们今天所熟知的现代多用户、多任务操作系统。我们将分析每一次技术飞跃背后驱动的计算需求，以及操作系统如何不断适应并引领着这些变化。重点将放在理解操作系统的核心目标：资源的有效管理、用户界面的抽象化、以及提供一个稳定的执行环境。通过对比不同历史时期的操作系统特点，读者将能深刻理解操作系统的演进并非偶然，而是技术发展与用户需求相互作用下的必然结果。第二章：进程管理：生命的流动与调度 “进程”是操作系统中最基础、也最活跃的概念之一。本章将深入剖析进程的生命周期，从进程的创建、就绪、运行、阻塞到终止，全程追踪其状态变化。我们将详细讲解进程控制块（PCB）的作用，它是操作系统管理进程的“身份证”，记录着进程的一切重要信息。然而，在多任务环境下，如何公平且高效地在多个进程之间分配CPU资源，成为操作系统面临的关键挑战。本章将全面介绍各种经典的进程调度算法，包括：先来先服务（FCFS）：最简单直观的算法，但可能导致“护航效应”。最短作业优先（SJF）：理论上能获得最小平均等待时间，但需要预知作业执行时间，实践中难以实现。优先级调度：根据进程的优先级分配CPU，但也可能引发“饥饿”问题。时间片轮转（Round Robin）：为每个进程分配一个固定的时间片，循环执行，适用于分时系统。多级队列调度：将就绪进程划分为多个队列，每个队列有自己的调度算法，常用于不同优先级的进程。多级反馈队列调度：在多级队列的基础上，允许进程在不同队列之间移动，以适应进程动态变化的特性。我们将通过图示和具体案例，深入分析每种算法的工作原理、优缺点以及适用场景，帮助读者理解操作系统是如何在效率、公平性和响应时间之间寻求平衡的。此外，本章还将探讨进程同步与通信（IPC）的必要性，以及互斥、信号量、管程等经典同步机制的原理，确保多个进程协同工作时不发生数据混乱或资源冲突。第三章：内存管理：虚拟世界的空间哲学内存是计算机系统中宝贵的资源，如何高效、安全地分配和管理内存，是操作系统设计的核心任务之一。本章将带领读者走进内存管理的奥秘。我们将从最基础的连续内存分配方法开始，如固定分区和可变分区，分析它们在内存利用率和碎片化方面的挑战。随后，我们将重点介绍现代操作系统普遍采用的非连续内存分配技术，特别是：分页（Paging）：将逻辑地址空间和物理地址空间划分为固定大小的页和页框，通过页表实现地址映射。我们将详细讲解页表结构、多级页表、以及TLB（快表）如何加速地址转换。分段（Segmentation）：将逻辑地址空间划分为大小不一的段，每段代表程序的一个逻辑单元，如代码段、数据段、堆栈段。分段更符合程序员的视角，但其长度不固定，给内存管理带来复杂性。在本章的高潮部分，我们将深入探讨虚拟内存（Virtual Memory）的概念。虚拟内存通过将部分程序和数据存储在磁盘上，使得程序能够使用的逻辑地址空间远大于实际物理内存的大小。我们将详细解释请求分页（Demand Paging）的机制，包括页错误（Page Fault）的发生、处理过程，以及页面置换算法（Page Replacement Algorithms）的重要性。我们将分析经典的置换算法，如：最优算法（OPT）：理论上最优，但无法实现。先进先出（FIFO）：简单易实现，但可能淘汰“有用”的页面。最近最少使用（LRU）：根据页面使用频率进行淘汰，效果较好，但实现成本高。时钟算法（Clock Algorithm）：LRU的近似实现，具有较高的效率。最不常用算法（LFU）：淘汰使用次数最少的页面。通过这些算法的分析，读者将能理解操作系统如何在有限的物理内存下，模拟出无限的虚拟内存空间，从而支持更大规模程序的运行，并提高内存利用率。第四章：文件系统：数据的秩序与持久化数据是数字世界的血液，文件系统则是管理这些数据、使其能够被持久化存储并有序访问的关键。本章将深入探究文件系统的内部运作。我们将从文件和目录的概念入手，理解它们是如何组织和表示的。我们将详细介绍文件组织结构，包括连续文件、链式文件和索引文件等不同的存储方式，分析它们在文件访问速度、碎片化和空间利用率方面的权衡。接着，我们将聚焦于目录结构，从单级目录到两级目录，再到多级目录（树形结构），理解目录是如何层层嵌套，形成我们熟悉的“文件路径”。我们将探讨目录的实现机制，如内容是文件名的列表，还是文件名与文件控制块（FCB）的映射。文件系统的核心在于文件控制块（FCB），它包含了文件的元数据，如文件名、大小、创建时间、访问权限等。本章将详细讲解FCB的结构及其在文件操作中的作用。此外，我们还将探讨文件存取方法，包括顺序存取和随机存取，以及它们对文件系统设计的影响。最后，我们将触及磁盘空间管理，如空闲磁盘空间的记录方式（位示图、空闲链表等），以及文件系统如何协调分配和释放磁盘空间。通过本章的学习，读者将能理解文件系统如何在庞杂的磁盘存储中，建立起一套高效、可靠的数据管理体系。第五章：输入/输出（I/O）管理：连接现实世界的枢纽输入/输出设备是计算机与外部世界交互的接口，I/O管理是操作系统不可或缺的一部分。本章将深入探讨I/O系统的设计原理。我们将首先分析I/O设备的复杂性，包括它们的多样性（磁盘、键盘、显示器、网络接口等）、数据传输速率的差异，以及I/O设备与CPU之间速度的巨大鸿沟。为了弥合这种速度差距，操作系统引入了I/O缓冲技术。我们将详细讲解各种缓冲策略，如单缓冲、双缓冲、循环缓冲，以及它们如何提高I/O效率。 I/O控制方式是本章的另一个重点。我们将分析不同的I/O控制方式，从最简单的程序控制I/O，到中断驱动I/O，再到DMA（直接内存访问）控制I/O。DMA的引入极大地减轻了CPU的负担，实现了CPU与I/O设备之间的并行操作。程序控制I/O：CPU通过轮询或等待中断来完成I/O操作，效率低下。中断驱动I/O：I/O设备完成操作后，通过中断通知CPU，CPU响应中断并处理数据。 DMA：I/O控制器直接负责数据传输，CPU只需设置DMA控制器即可。我们将详细解析DMA控制器的工作原理，以及其在数据传输中的角色。此外，本章还将触及设备驱动程序的概念，它充当了操作系统与特定硬件设备之间的翻译器，使得上层应用程序无需关心底层硬件的细节。最后，我们将探讨I/O子系统的整体设计，以及如何通过高效的I/O管理，提升整个系统的吞吐量和响应速度。第六章：死锁：僵局的产生与破解在多进程、共享资源的复杂系统中，死锁是操作系统必须面对的严峻挑战。死锁是指两个或多个进程在执行过程中，由于互相等待对方释放资源而导致的一种僵局，任何一方都无法继续执行。本章将深入分析死锁的产生机制，并探讨操作系统如何应对这一问题。我们将详细阐述死锁发生的四个必要条件： 1. 互斥条件（Mutual Exclusion）：资源不能被多个进程同时使用。 2. 请求并保持条件（Hold and Wait）：进程已获得部分资源，但仍在请求其他进程持有的资源。 3. 非剥夺条件（No Preemption）：资源不能被强制从进程中剥夺，只能由进程主动释放。 4. 循环等待条件（Circular Wait）：进程之间形成一个循环等待链。理解这四个条件是解决死锁问题的基础。本章将重点介绍操作系统在死锁处理方面采取的三种主要策略：死锁预防（Deadlock Prevention）：通过破坏死锁发生的四个必要条件之一来防止死锁的发生。例如，一次性申请所有资源（破坏请求并保持），或允许资源剥夺（破坏非剥夺）。死锁避免（Deadlock Avoidance）：在系统运行时，通过动态地监测资源分配情况，并在可能导致死锁时，拒绝进程的资源请求。银行家算法（Banker's Algorithm）是死锁避免的经典代表。我们将详细讲解银行家算法的原理和应用。死锁检测与解除（Deadlock Detection and Recovery）：当死锁发生后，系统定期检测死锁的存在，并采取措施解除死锁。检测可以通过资源分配图的规约算法实现。解除死锁的方式可能包括进程终止、资源剥夺等。通过本章的学习，读者将能深刻理解死锁的潜在危害，以及操作系统为了保证系统的稳定运行，在死锁预防、避免和检测方面所付出的努力与智慧。结论：《数字时代的基石：操作系统原理与实践》并非一本针对特定用户群体编写的简明教程，而是一次对操作系统核心理论的深度探索。我们试图剥离具体操作系统的界面和功能，回归到最本质的、支撑起整个数字世界运作的逻辑。无论是进程的生命律动，内存的精妙分配，还是数据的秩序井然，亦或是I/O的连接，以及那令人头疼的死锁，每一个章节都代表着操作系统设计者们在有限的硬件资源上，追求效率、公平、稳定与安全的智慧结晶。本书的读者对象是所有对计算原理充满好奇，渴望理解“幕后英雄”的开发者、系统工程师、计算机科学的学生，以及任何希望更深层次理解我们所处数字环境运作方式的爱好者。我们希望，通过对操作系统核心原理的透彻讲解，能为读者在更广阔的计算机科学领域打下坚实的基础，激发更多的创新与思考。在日新月异的技术浪潮中，对操作系统的深刻理解，将是您驾驭未来挑战的最有力武器。