操作系统(第5版)(微课版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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汤承林 著

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• 内存管理
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店铺： 扬中新华书店图书专营店

出版社： 大连理工大学出版社

ISBN：9787568509305

商品编码：26851205242

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《计算机科学导论：数字世界的基石》 引言： 在这个信息爆炸、技术飞速发展的时代，我们每天都在与各种各样的数字设备打交道。从智能手机的便捷操作，到个人电脑的强大计算能力，再到服务器支撑起庞大的互联网世界，这一切的背后，都离不开一个至关重要的领域——计算机科学。而要深入理解计算机科学的魅力，掌握其核心原理，一本兼具深度与广度的入门读物必不可少。《计算机科学导论：数字世界的基石》正是这样一本力求为你打开数字世界大门，揭示其运行奥秘的著作。 本书并非聚焦于某个特定的计算机学科分支，而是旨在勾勒出计算机科学的全景图，让你对这个庞大而迷人的领域有一个全面而深刻的认识。它将引导你从最基础的概念出发，逐步深入到计算机系统的构建、程序的运行机制、数据处理的原理，以及现代计算面临的挑战与未来发展方向。我们相信，无论你是计算机专业的学生，还是对数字技术充满好奇的爱好者，本书都能为你提供坚实的理论基础和开阔的视野。 内容概述： 本书分为以下几个主要部分，循序渐进地带领读者走进计算机科学的世界： 第一部分：计算的基础——数字的语言与逻辑 在任何复杂的系统面前，理解其最基本的组成单位都是至关重要的。对于计算机而言，这个最基本的单位就是“信息”，而信息在计算机中以“数字”的形式存在。 二进制的世界： 我们将从最根本的二进制数字系统开始。了解为什么计算机只使用0和1来表示一切信息，二进制如何进行加、减、乘、除运算，以及如何表示各种类型的数据，包括整数、浮点数、字符等等。这一部分将为你揭示计算机进行所有复杂操作的底层逻辑。 逻辑门与布尔代数： 数字世界的构建离不开逻辑。我们将介绍最基本的逻辑门（如AND、OR、NOT）以及它们如何组合成更复杂的逻辑电路。在此基础上，你将学习布尔代数，理解逻辑表达式的求值和化简，这是设计数字电路和理解计算过程的基础。 信息编码与表示： 如何将人类能够理解的文本、图像、声音等信息转化为计算机可以处理的二进制代码？我们将探讨各种信息编码方案，如ASCII、Unicode，以及图像和音频的数字化表示方法。 第二部分：计算机的硬件架构——指令的执行者 有了数字和逻辑作为基础，我们便可以开始构建能够执行这些逻辑的物理设备——计算机。本部分将深入探究计算机的硬件组成和工作原理。 中央处理器（CPU）： CPU是计算机的“大脑”，负责执行指令。我们将解析CPU的内部结构，包括算术逻辑单元（ALU）、控制器、寄存器等，并详细阐述指令周期——CPU如何读取、译码和执行指令的过程。 内存与存储系统： 数据和指令需要存储在内存中才能被CPU访问。我们将介绍不同类型的内存（如RAM、ROM）及其特性，以及外围存储设备（如硬盘、固态硬盘）在数据持久化中的作用。 输入/输出（I/O）设备： 计算机如何与外部世界进行交互？我们将讨论各种输入设备（键盘、鼠标）和输出设备（显示器、打印机）的工作原理，以及I/O控制器在协调数据传输中的角色。 总线结构： CPU、内存和I/O设备之间如何进行通信？我们将介绍总线（Bus）的概念，包括数据总线、地址总线和控制总线，以及它们如何构筑起计算机内部信息流动的通道。 第三部分：程序的艺术——指令的序列与控制 硬件是计算机的躯体，而程序则是赋予它生命的灵魂。本部分将聚焦于程序的编写、执行以及管理。 编程语言的层次： 从机器语言到汇编语言，再到高级编程语言，我们将探讨不同抽象层次的编程语言，理解它们各自的特点和适用场景。 算法与数据结构： 解决问题的步骤就是算法，组织和管理数据的方式就是数据结构。我们将介绍一些经典的算法（如排序、查找）和基本的数据结构（如数组、链表、栈、队列），并强调它们在提高程序效率中的重要性。 编译与解释： 高级语言编写的程序如何被计算机执行？我们将介绍编译型和解释型语言的区别，以及编译器和解释器的工作流程，让你理解代码从源文件到可执行文件的转化过程。 操作系统（概念层级）： （此处是本书内容，但为了避免直接触及“操作系统”这个书名，我们将以概念层级的“操作系统”来描述，强调其作为管理和协调计算机资源的通用概念。）计算机本身并不能直接运行用户编写的复杂程序，它需要一个“中间层”来管理硬件资源，为用户程序提供一个统一的接口。这一层就是操作系统的概念。我们将初步介绍操作系统的核心职责：进程管理、内存管理、文件管理、设备管理等。理解操作系统是如何为应用程序提供一个稳定、高效的运行环境，协调各个硬件组件的协同工作，以及如何处理用户请求和系统中断。 第四部分：数据管理与网络通信——连接与共享 现代计算离不开对海量数据的处理和高效的网络通信。本部分将为你揭示数据存储、管理以及信息如何在网络中传递的原理。 数据库系统概述： 如何高效地组织、存储和检索大量数据？我们将介绍数据库的基本概念，如数据模型、表、记录、字段，以及关系型数据库的基本操作。 计算机网络基础： 计算机如何连接成网络，实现信息共享？我们将从TCP/IP协议栈开始，介绍网络拓扑、IP地址、端口号、DNS等基本概念，以及HTTP、FTP等常见网络协议的作用。 互联网的工作原理： 互联网作为全球最大的计算机网络，其背后是怎样的技术支撑？我们将简要探讨客户端-服务器模型、Web浏览器的工作流程以及数据在网络中的传输过程。 第五部分：计算机科学的未来与挑战 计算机科学是一个不断发展的领域，新的技术和理论层出不穷。本部分将展望计算机科学的未来，并探讨当前面临的一些重要挑战。 人工智能与机器学习： AI正以前所未有的速度改变着我们的生活。我们将简要介绍人工智能的基本概念，机器学习的原理，以及神经网络等关键技术。 大数据技术： 海量数据的产生与分析带来了新的机遇与挑战。我们将探讨大数据处理的特点，以及分布式计算在其中的作用。 云计算与分布式系统： 云计算如何改变了资源的获取和使用方式？我们将介绍云计算的基本模型和分布式系统的核心思想。 信息安全与隐私： 随着网络化程度的加深，信息安全和个人隐私保护变得尤为重要。我们将探讨常见的网络安全威胁，以及加密技术和身份验证等安全机制。 计算机科学的伦理与社会影响： 技术的发展总是伴随着伦理和社会责任的考量。我们将思考计算机科学在社会发展中扮演的角色，以及我们应如何负责任地发展和使用技术。 总结： 《计算机科学导论：数字世界的基石》旨在为你提供一个扎实、系统、全面的计算机科学知识体系。通过本书的学习，你不仅能够理解计算机是如何工作的，更重要的是，你将培养出一种解决问题的思维方式，一种用逻辑和抽象去分析和构建复杂系统的能力。这不仅是学习计算机科学的起点，更是你在数字化时代乘风破浪、不断前进的强大动力。希望本书能成为你探索数字世界、理解技术本质的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深程序员，我购买这本书主要是想回顾和查漏补缺操作系统的底层细节，特别是关于I/O子系统和设备驱动程序接口的最新标准。这本书在这方面的着墨不多，更多地集中在操作系统的宏观结构上。当涉及到中断处理和系统调用的具体实现流程时，描述总是停留在高层抽象，缺少汇编层面或者内核源码层面的具体指令流分析。例如，书中对系统调用陷阱（Trap）的进入和返回机制的解释就显得不够透彻，仅仅说明了“上下文切换”这个结果，却没有详细展示CPU是如何保存现场、跳转到内核态并执行相应服务的细节。对于现代操作系统如macOS或Windows如何管理和隔离用户空间与内核空间的边界，本书的阐述也显得有些模糊不清。我希望能看到更具技术深度的内容，比如虚拟文件系统（VFS）是如何通过模块化设计来统一不同类型文件系统的接口，或者在高性能计算环境中，如何优化内核的调度器以减少延迟。这本书更像是为计算机科学专业的本科生准备的入门读物，对于追求极致性能和底层理解的工程师来说，提供的价值有限，它更像是一个框架地图，而非详细的工程蓝图。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计给我留下了比较深刻的印象，但内容上的空洞感也随之而来。我特别关注了关于并发控制和同步机制的那几个章节，期待能看到对死锁避免、活锁处理以及现代编程模型中无锁数据结构的一些细致探讨。遗憾的是，这部分内容的处理显得有些过于教科书化和抽象，缺乏对实际多线程编程中常见陷阱的警示和解决思路的深入剖析。比如，书中对信号量的介绍停留在基础定义，而对如何在复杂的分布式环境中保证一致性和可用性的讨论则几乎没有涉及。我尝试将书中的理论应用到我正在进行的一个项目中，但很快发现，书本知识与现实世界的复杂性之间存在巨大的鸿沟。软件工程的要求是快速迭代和高可靠性，而这本书似乎更侧重于对理想化模型的描述。此外，书中对于网络协议栈在操作系统层面是如何实现和优化的讨论也较为简略，这对于理解现代分布式系统是至关重要的一个方面，但在这里却被轻描淡写地带过了。整体阅读体验下来，感觉更像是在翻阅一本十几年前的教材，对于当前飞速发展的计算范式，缺乏足够的响应和更新。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的系统设计哲学非常不满意。它似乎遵循了一种非常传统的集中式管理范式，对于微内核、混合内核以及现代云计算环境中容器化技术（如Docker、Kubernetes）对操作系统形态的颠覆性影响，几乎没有提及或只是极其简短地引用了一下。操作系统发展到今天，其核心任务已经不仅仅是资源调度和隔离，更涉及到轻量级虚拟化、服务化和弹性伸缩能力。这本书如果能用更现代的视角去审视操作系统如何从一个单体巨兽演变为一系列松耦合的服务组件，那才符合当下的行业趋势。阅读过程中，我反复寻找关于系统状态持久化、故障恢复（Fault Tolerance）在现代OS设计中的新思路，比如如何利用分布式一致性算法来保证系统核心状态的可靠性，但这些内容在书中完全缺位。感觉作者的思维还停留在上个世纪末期对操作系统的定义上，没有充分认识到软件定义的计算环境对操作系统内核提出了哪些全新的、根本性的挑战。这本书与其说是“操作系统”，不如说是“传统操作系统的原理概述”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格是最大的劝退因素。它采用了一种非常正式、冗长且缺乏变化的叙事方式，读起来非常吃力，需要反复回读才能理清句子的主旨。我尤其是在学习内存管理章节时，感觉像是被卷入了一场无休止的理论辩论，充满了复杂的定义和嵌套的从句，使得本应清晰的“分页”和“分段”概念变得晦涩难懂。很多地方的插图也未能有效起到辅助说明的作用，很多图表看起来像是为了凑页数而放上去的，它们往往是静态的、缺乏动态流程的展示，比如在解释TLB（转换后援缓冲器）的工作流程时，一个简单的动画模拟会比长篇的文字描述有效得多。如果这本书的目的是面向自学，那么它在提升读者的阅读体验和知识吸收效率方面做得是远远不够的。我希望看到的是一种更具亲和力、更善于运用比喻和现实类比的讲解方式，能够将抽象的计算机概念与我们日常能接触到的事物建立联系，而不是用一套密不透风的学术术语将读者拒之门外。最终，我放弃了深入研读，转而寻求那些更注重实践和用户体验的在线教程和文档。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本关于计算机系统基础知识的书，我原本期待能找到一些深入浅出的讲解，特别是关于现代操作系统的一些新特性和实践应用。然而，阅读下来，我发现它更像是一本停留在传统理论框架内的教科书。书中对进程管理、内存分配、文件系统等核心概念的阐述，虽然严谨，但语言略显枯燥，缺乏生动的案例来辅助理解。例如，在讨论虚拟内存的页面置换算法时，作者只是罗列了算法的原理和数学模型，却未能提供一个贴近实际应用场景的模拟过程，使得初学者很难建立起直观的认识。对于操作系统与硬件的交互部分，内容也相对陈旧，未能充分涵盖当前主流硬件架构（如多核并行、异构计算）对操作系统带来的新挑战和优化策略。总的来说，如果读者已经对操作系统有了一定的基础了解，这本书或许能作为一个理论参考的工具书，但对于希望通过阅读快速建立起系统性认知，特别是想了解前沿技术动态的读者来说，可能需要寻找更具实践导向和时代感的资料。这本书的深度和广度似乎更偏向于一个入门级的学术导引，对于寻求工程实践指导的读者来说，深度略显不足，期望能看到更多关于Linux内核或Windows内部机制的剖析。