包邮 南京大学 操作系统教程 第5版第五版 费翔林 高等教育出版社 计算机操作系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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费翔林，骆斌 著

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店铺： 兰兴达图书专营店

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040392500

商品编码：14773690993

包装：平装

出版时间：2014-02-01

深入探索计算机的基石：一场关于操作系统奥秘的求索之旅 前言 在这个数字浪潮席卷一切的时代，我们生活在一个由代码构建的奇妙世界。从智能手机的每一次滑动，到强大服务器支撑的海量数据，再到嵌入式设备驱动的万物互联，操作系统，作为这一切的幕后英雄，无声地 orchestrate 着我们数字生活的方方面面。它不仅是硬件与软件之间沟通的桥梁，更是计算机得以高效、稳定运行的核心。然而，对于许多用户而言，操作系统的运作机制却如同一个神秘的黑匣子，其内部的精妙设计和复杂算法鲜为人知。 本书，并非直接探讨某本特定教材的目录或章节，而是旨在为读者开启一扇通往操作系统深层世界的窗户。我们将一起踏上一场深入的求索之旅，拨开重重迷雾，揭示隐藏在日常计算体验背后的强大力量。这本书将聚焦于操作系统所承担的核心职能，以及支撑这些职能的关键概念、算法和设计思想，帮助读者建立起对这一核心计算机科学领域的全面而深刻的理解。 第一章：操作系统的角色与架构——数字世界的总指挥 任何一门关于操作系统的探索，都始于对其根本性角色的理解。操作系统，简单来说，是计算机系统中最底层的软件，它管理和协调计算机的硬件资源，并为应用程序提供一个统一、便捷的接口。想象一下，如果没有操作系统，每个应用程序都必须直接与CPU、内存、硬盘、网络接口等硬件打交道，这将是一场何等混乱的噩梦。操作系统正是通过扮演“总指挥”的角色，化繁为简，使得开发者能够专注于应用程序的逻辑，而无需陷入底层的硬件细节。 在本章中，我们将首先阐述操作系统的定义、目标和基本功能。我们将深入探讨为什么操作系统如此重要，它为用户和应用程序带来了哪些便利和效率。接着，我们将分析操作系统的典型架构，了解其内部各个组成部分如何协同工作。这包括对内核（Kernel）这一核心部分的细致剖析，它是操作系统的灵魂，负责管理所有最基本的功能。我们还将探讨操作系统的发展历程，从早期的批处理系统到现代的多用户、多任务、分布式操作系统，理解其不断演进的驱动力。此外，我们还会初步接触到操作系统提供的各种服务，例如进程管理、内存管理、文件系统管理以及设备管理，为后续章节的学习奠定坚实的基础。 第二章：进程管理——赋予计算机多线程的生命 现代计算机能够同时运行多个应用程序，这得益于精妙的进程管理机制。进程，是程序的一次执行实例，是系统进行资源分配和调度的基本单位。在本章中，我们将深入剖析进程的概念，包括进程的状态（如运行、就绪、阻塞）及其状态转换，理解程序如何被“激活”并成为一个独立的执行实体。 我们将详细探讨进程的创建与销毁过程，以及它们之间如何进行通信（IPC - Inter-Process Communication）。进程间通信是实现协作式多任务的关键，我们将学习多种IPC机制，如共享内存、消息队列、管道等，理解它们的原理、优缺点以及适用场景。 更重要的是，本章将聚焦于CPU调度。CPU调度器负责决定哪个就绪的进程何时能够获得CPU的使用权，以及使用多久。我们将学习各种经典的CPU调度算法，如先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度、时间片轮转（Round Robin）等。我们会分析这些算法的性能指标，如周转时间、等待时间、响应时间，并讨论如何根据不同的系统需求选择合适的调度策略。同时，我们还将深入了解进程同步与互斥的问题，这是多进程环境下避免数据冲突和保证程序正确运行的关键。我们将介绍信号量、互斥锁、条件变量等同步原语，并探讨死锁的产生原因、检测与预防机制。 第三章：内存管理——高效利用宝贵的数字空间 内存，是计算机运行的生命线，它的容量和访问速度直接影响着程序的执行效率。然而，内存资源是有限的，如何高效地分配、使用和回收内存，是操作系统面临的一大挑战。本章将全面解析内存管理的核心概念和技术。 我们将从最基本的内存分配方式开始，介绍连续分配（固定分区、可变分区）及其存在的碎片问题。随后，我们将深入探讨非连续分配技术，包括分页（Paging）和分段（Segmentation）。分页将逻辑地址空间划分为固定大小的页，物理内存划分为页框，通过页表实现逻辑地址到物理地址的映射，极大地提高了内存利用率。分段则将程序划分为逻辑上独立的段，每个段有自己的基地址和长度，更符合程序员的思维方式。 我们将详细讲解虚拟内存（Virtual Memory）的概念，这是现代操作系统最重要的内存管理技术之一。虚拟内存允许程序使用比实际物理内存更大的地址空间，通过将部分不常用的内存内容存储在磁盘上（交换空间），并在需要时将其调回内存，实现了内存的“扩容”。我们将深入剖析页面置换算法（Page Replacement Algorithms），如最优算法（OPT）、先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）、最不经常使用（LFU）等，理解它们如何在内存不足时选择淘汰哪些页面。此外，我们还将探讨内存保护机制，确保不同进程之间的内存互不干扰。 第四章：文件系统管理——数据的组织与持久化 我们每天都在与文件打交道，从文档、图片到程序代码，它们都以文件的形式被存储在持久化设备上。文件系统是操作系统为用户提供的一种方便、高效地管理和访问存储设备上数据的方式。本章将深入探讨文件系统的奥秘。 我们将首先理解文件（File）和目录（Directory）的基本概念，以及它们在文件系统中的组织结构。我们将分析不同文件组织方式，如线性文件、顺序文件、索引文件等，以及它们各自的优缺点。接着，我们将探讨目录的实现结构，如单级目录、二级目录、树形目录结构等，理解目录如何实现文件的定位和管理。 本章的重点将放在文件系统的实现上。我们将分析文件的存储空间管理，包括空闲空间的表示（如位示图、空闲链表）和文件的分配方式（如连续分配、链式分配、索引分配）。我们还会详细讲解文件系统的接口，即用户或应用程序如何通过系统调用来创建、删除、读写、定位文件。同时，我们将深入研究文件系统的可靠性与效率，包括数据的缓存、日志文件系统、磁盘调度算法在文件系统中的应用，以及如何实现文件的访问控制和安全保护。 第五章：输入/输出（I/O）系统——连接计算机与世界的通道 输入/输出（I/O）设备是计算机与外部世界交互的唯一途径。从键盘、鼠标到显示器、打印机，再到网络接口、磁盘驱动器，I/O系统负责管理这些种类繁多、性能各异的设备，并将其集成到计算机系统中。本章将揭示I/O系统的设计原理和实现机制。 我们将首先认识I/O设备的类型，并理解它们与CPU和内存之间的通信方式。我们将重点讲解I/O控制器的作用，它负责将来自CPU的命令翻译成设备能够理解的信号，并将设备产生的信号传递给CPU。接着，我们将深入探讨I/O软件层次结构，包括用户空间的I/O库、内核空间的I/O子系统以及设备驱动程序。设备驱动程序是连接操作系统内核和特定I/O设备的桥梁，其编写与管理至关重要。 本章将详细介绍I/O数据传输方式，从最简单的程序控制I/O（PIO）到中断驱动I/O，再到直接内存访问（DMA - Direct Memory Access）。DMA技术允许设备直接与内存进行数据传输，无需CPU的介入，大大提高了I/O效率。我们还将研究缓冲（Buffering）和缓存（Caching）技术在I/O系统中的应用，它们有助于提高I/O性能并减少CPU的负担。最后，我们将简要介绍磁盘调度算法，如先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描（SCAN）、循环扫描（C-SCAN）等，这些算法能够优化磁盘的读写操作，提升存储系统的整体性能。 结语 操作系统，作为现代计算的基石，其复杂性与重要性不言而喻。本书通过系统性的讲解，旨在为读者构建一个关于操作系统工作原理的清晰图景。我们已经一同探索了操作系统的核心职能，从进程管理到内存管理，从文件系统到I/O系统，每一个环节都凝聚着计算机科学家们的智慧结晶。 理解操作系统的内部运作，不仅有助于我们更深入地理解计算机是如何工作的，更能为我们学习更高级的计算机科学概念，例如分布式系统、网络协议、数据库原理等，打下坚实的基础。希望这场探索之旅能激发您对操作系统更深层次的兴趣，并为您在数字世界的征途中提供强大的理论支撑。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对技术细节有一定追求的学习者，对于那些能够深入浅出解释原理的教材总是格外欣赏。据我了解，费翔林教授的这本书在业内口碑一直不错，很多读者都表示它在原理阐述上非常透彻，并且对一些关键概念的解释也相当到位。我希望这本书能够满足我对于操作系统底层机制的好奇心，让我不再只是停留在“会用”的层面，而是能够理解“为什么会这样”。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将步入社会的准程序员，我深知理论知识与实际应用的结合的重要性。我希望这本《包邮 南京大学 操作系统教程》不仅能帮助我掌握操作系统理论，还能在某些方面，比如进程管理、内存分配等方面，给我一些在实际编程中可以借鉴的思路。虽然我还没看到书中是否有大量的代码示例或者项目实战，但如果它能够为我打下坚实的理论基础，我相信未来的学习和工作也会更加顺畅。

评分☆☆☆☆☆

读完一本好书，最大的感受莫过于豁然开朗。《包邮 南京大学 操作系统教程》在我心中，已经不仅仅是一本教材，它更像是我在操作系统学习旅途中的一个灯塔。我期待它能够照亮我前行的道路，让我克服学习中的困难，最终掌握这门核心的计算机科学课程。这本书的价值，相信会随着我的深入学习而不断显现。

评分☆☆☆☆☆

虽然我还没来得及深入研读这本书的每一个章节，但仅从目录和前几章的介绍来看，就能感受到作者在内容组织上的用心。它似乎不仅仅是在罗列概念，更注重于将复杂的理论以一种循序渐进的方式呈现出来，并且很可能结合了实际的例子来帮助理解。我期待它能够在我啃下“操作系统”这块硬骨头时，成为我的得力助手，帮我理清思路，少走弯路。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在校的计算机专业学生，操作系统课程一直是我的“重灾区”。听闻《包邮 南京大学 操作系统教程 第5版第五版 费翔林 高等教育出版社 计算机操作系统》这本书是很多学长学姐推荐的，所以毫不犹豫地下单了。收到书的那一刻，厚实的纸张和清晰的排版就给我留下了很好的第一印象。我一直觉得，一本好的教材，首先要在形式上就给人一种可靠和专业的感觉，这本书无疑做到了。