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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• 内核
• 进程管理
• 内存管理
• 文件系统
• 系统编程

店铺： 沭阳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：26881344301

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探索计算世界的基石：一本深入浅出的系统编程指南 在这个信息爆炸的时代，我们与计算机的每一次交互，都离不开一个默默运行的强大系统——操作系统。它如同这座数字王国的总管，协调着硬件资源，管理着软件运行，确保我们能够流畅地完成从简单的浏览网页到复杂的科学计算等各种任务。然而，这个看似理所当然的存在，其背后却蕴含着精巧的设计、严谨的逻辑以及深厚的技术积累。 本书，一本旨在揭示操作系统奥秘的著作，将带领您踏上一段探索计算世界核心的旅程。它不仅仅是一本介绍“是什么”的书，更是一本深入剖析“为什么”和“怎么做”的指南。无论您是初次接触计算机科学的学生，还是希望巩固和深化操作系统理解的开发者，亦或是对技术底层充满好奇的爱好者，都能从中获益匪浅。 深入核心，揭示原理 本书的核心在于对操作系统基本原理的深入讲解。我们将从最基础的概念入手，逐步剖析操作系统的各个组成部分是如何协同工作的。 进程管理： 进程是程序在内存中的一个执行实例。理解进程管理，是理解操作系统如何同时运行多个程序、如何进行多任务处理的关键。本书将详细介绍进程的创建、销毁、同步与通信等机制。您将了解什么是进程控制块（PCB），它如何存储进程的上下文信息；如何通过系统调用来创建新进程，以及这些进程如何在CPU上调度执行。我们将探讨各种调度算法，如先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度和时间片轮转（Round Robin），并分析它们的优缺点，以及它们在不同场景下的适用性。进程同步与通信是另一大重要主题，您将学习如何利用信号量（Semaphores）、互斥锁（Mutexes）、条件变量（Condition Variables）等工具来解决并发进程之间的共享资源访问问题，避免数据不一致和死锁。进程间通信（IPC）的多种方式，如管道（Pipes）、消息队列（Message Queues）、共享内存（Shared Memory）等，也将得到详尽的阐述，帮助您理解不同进程之间如何高效地交换信息。 内存管理： 内存是程序运行的直接场所，高效的内存管理对系统的性能至关重要。本书将深入探讨内存分配、回收、保护以及虚拟内存等关键概念。您将学习到连续内存分配（如首次适应、最佳适应、最坏适应）和非连续内存分配（如分页、分段）的区别，以及它们如何影响内存利用率和碎片化问题。分页机制，尤其是页表、TLB（Translation Lookaside Buffer）的原理，将是重点讲解的内容。您将理解虚拟内存如何通过地址映射，允许程序使用比物理内存更大的地址空间，从而支持更大的程序运行和更好的内存隔离。页面置换算法，如FIFO、LRU（Least Recently Used）、OPT（Optimal）等，及其在虚拟内存系统中的作用，也将被详细分析。此外，内存保护机制，如地址重定位和权限检查，将帮助您理解操作系统如何防止一个进程非法访问另一个进程的内存空间，确保系统的稳定运行。 文件系统： 文件系统是操作系统提供的用于存储、组织和访问数据的接口。本书将剖析文件系统的结构、实现以及关键操作。您将了解文件的概念、目录结构、以及不同类型的文件系统（如FAT、NTFS、ext4）的特点。本书将深入讲解文件系统的主要功能，包括文件的创建、删除、读写、查找、权限管理等。我们将探讨文件系统的缓存机制，以及如何通过日志（Journaling）来提高文件系统的可靠性和容错能力。您还将学习到如何实现文件系统的挂载和卸载，以及如何处理文件系统的碎片整理和空间管理。 I/O管理： 输入/输出（I/O）设备是计算机与外部世界交互的桥梁，高效的I/O管理能够显著提升系统性能。本书将详细介绍I/O设备的类型、I/O控制方式以及I/O系统的设计。您将了解中断驱动I/O、DMA（Direct Memory Access）等技术如何减少CPU在I/O操作中的负担。缓冲技术、设备驱动程序的作用，以及I/O调度算法，都将得到深入的探讨。您将理解操作系统如何通过设备管理模块，统一管理各种I/O设备，并提供一致的接口供应用程序使用。 并发与同步： 在多处理器或多核环境下，并发执行是常态。本书将深入探讨并发环境下可能遇到的问题，如竞态条件（Race Conditions）、死锁（Deadlocks）等，并提供解决这些问题的技术。您将学习到如何使用互斥锁、信号量、条件变量等同步原语来协调并发进程或线程的执行。死锁的产生条件、检测、预防和解除方法也将被详细阐述，帮助您编写健壮的并发程序。 实践导向，理论与实践的结合 理论知识是基础，但只有与实践相结合，才能真正掌握操作系统的精髓。本书在理论讲解的同时，非常注重实践内容的呈现。 系统调用： 您将学习到如何通过系统调用与操作系统进行交互，理解这些调用的作用和实现方式。从创建进程、读写文件到网络通信，每一个系统调用背后都有其复杂的实现细节。本书将引导您通过实际的编程示例，调用这些系统函数，直观地感受操作系统提供的服务。 内核机制： 本书将适度介绍操作系统的内核机制，帮助您理解应用程序是如何在用户态和内核态之间切换，以及内核在整个系统中的核心作用。虽然不深入到操作系统内核的源代码层面，但会揭示其关键的设计思想和工作流程。 性能分析与优化： 理解操作系统的运行机制，也意味着能够分析系统的性能瓶颈，并进行相应的优化。本书将探讨一些性能分析工具和方法，以及在不同场景下如何通过调整操作系统参数或应用程序设计来提升系统性能。 易于理解，结构清晰 本书采用了清晰的结构和逻辑，旨在让读者能够循序渐进地掌握操作系统知识。 开篇点题： 从宏观层面介绍操作系统的定义、作用以及发展历程，引发读者的兴趣。 模块化讲解： 将操作系统划分为逻辑清晰的各个模块（进程管理、内存管理、文件系统等），逐个击破。 概念阐释： 每一个核心概念都会被清晰地定义、解释，并辅以图示或类比，力求通俗易懂。 实例支撑： 大量精心设计的例子和场景分析，将抽象的概念具象化，便于理解。 总结与提升： 每个章节的结尾都会有重点总结，并提出进一步思考的问题，引导读者深入探究。 谁适合阅读这本书？ 计算机科学与技术专业的学生： 这是您在学习操作系统课程时不可或缺的参考资料，能够帮助您扎实掌握课程知识，为后续学习打下坚实基础。 希望深入理解计算机原理的开发者： 无论您是前端、后端还是嵌入式开发者，了解操作系统的底层原理，都能帮助您编写出更高效、更健壮的代码，更好地利用系统资源。 对技术底层充满好奇的爱好者： 如果您想知道计算机是如何工作的，想揭开软件运行的神秘面纱，这本书将是您绝佳的入门读物。 这是一本集理论深度、实践指导、清晰结构于一体的操作系统学习指南。它将为您打开一扇通往计算世界核心的大门，让您不仅能“使用”计算机，更能“理解”它。准备好踏上这场激动人心的探索之旅吧！

评分☆☆☆☆☆

我本职工作是偏向应用开发的，学习操作系统主要是为了更好地进行性能调优和理解底层瓶颈。因此，我更关注的是实际的系统调用开销、上下文切换的成本，以及如何通过调整内核参数来优化应用性能。这本书在这些实操层面的指导上显得力不从心。它详细解释了上下文切换的机制，但没有提供任何衡量切换时间的代码片段或性能测试方法。当我试图查找如何诊断一个系统是CPU密集型还是I/O密集型时，书中提供的工具和方法都非常基础，缺乏对现代Linux性能分析工具如`perf`或eBPF的任何提及。这让我感觉这本书的视角过于“学术化”，更像是为未来的系统程序员准备的，而不是为当下的工程师服务的。如果它能在每一章的末尾增加一个“实践与调优”的小节，探讨如何将理论知识应用于解决实际问题，那价值将不可估量。目前看来，它更像是一本教科书，而不是一本“工具箱”。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的期待值其实挺高的，毕竟是第五版，理论上应该有所迭代和更新。但阅读后发现，它的核心内容似乎停留在上一个时代的思维框架里。比如在谈论I/O管理时，对异步I/O和事件驱动模型的描述显得力度不足，对于现代高性能服务器如何处理海量并发请求的那些技巧，这本书几乎没有涉猎。我特别留意了虚拟化技术这一块，希望能看到KVM或VMware的一些底层原理介绍，但内容寥寥数语，更多的是停留在概念的解释上，缺乏深入的技术细节。这让我感觉这本书的“微课版”这个副标题有点名不副实，它更像是传统的教材加上了一些零星的在线资源链接，而不是真正将现代教学方法融入了内容结构。我尝试用它来理解现代云计算环境下的资源隔离和调度策略，但发现收效甚微。它更适合用来打基础，理解什么是“管道”或者“死锁”，但对于如何构建一个可靠、高性能的现代系统，这本书提供的指导性似乎有限。它更像是一份知识的清单，而不是一本指导实践的工具书。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的排版和图表质量并不算太差，黑白印刷的图例虽然简单，但尚能表达概念。最让我感到困扰的是内容的组织逻辑，有时候会觉得章节之间的衔接不够自然。比如，在详细讲解了文件系统的结构之后，突然跳跃到网络协议栈的概述，这种跨度太大，让人需要不断地回溯前面的知识点才能跟上作者的思路。我更倾向于看到一个从硬件到操作系统再到应用层渐进深入的学习路径。而且，这本书在讲解复杂概念时，往往倾向于堆砌术语，很少有那种“Aha moment”的瞬间。例如，讲解页表机制时，那种层层嵌套的抽象让人晕头转向，如果能辅以一个具体的CPU地址转换流程图和几个生动的实例（比如一个程序启动后内存是如何映射的），理解起来会容易得多。我花了很长时间才把虚拟内存这部分搞懂，这部分内容如果能更精简有力地呈现出来，会大大提升阅读体验。它更像是一位知识渊博的教授在课堂上滔滔不绝，内容全面，但缺乏与学生的有效互动和反馈机制。

评分☆☆☆☆☆

这本书拿到手，第一感觉是挺厚实的，装帧也挺正式的，作为一本经典的教材，它似乎想把所有关于操作系统的基础知识都囊括进去。初翻目录，发现章节划分得非常细致，从最底层的硬件接口到高层的文件系统管理，脉络清晰。我本来是想找一本能把那些晦涩的并发控制和内存管理讲得更直观一点的书，尤其是那种能结合最新的多核架构和虚拟化技术的案例。然而，这本书的叙述方式更偏向于传统的理论讲解，很多概念的引入都显得有些枯燥。比如讲到进程调度算法时，虽然数学模型很严谨，但缺乏实际案例的演示，读起来会让人觉得有点抽象。我希望能看到更多关于Linux内核或者Windows内部机制的剖析，比如系统调用的具体流程、中断处理的细节，这些在书里只是点到为止。对于一个初学者来说，这种密集的理论轰炸可能会让人望而却步，需要花费大量时间去啃那些定义和定理。总的来说，它更像是一本扎实的参考书，适合已经有一定基础，需要系统回顾或深入研究特定理论的读者，对于追求生动有趣和前沿实践的读者来说，可能需要寻找其他的补充材料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者显然对操作系统的理论有着非常深刻的理解，这一点毋庸置疑。它在理论的完备性上做得非常出色，几乎覆盖了操作系统理论的每一个主要分支。然而，这种全面性带来的副作用就是内容的密度过高，缺乏必要的喘息空间。对于我这种希望快速建立起一个全局观，然后针对性深入某一领域的读者来说，阅读体验并不算流畅。我希望看到更多的对比分析，比如不同文件系统（EXT4, XFS, ZFS）在特定负载下的性能差异和设计哲学，但书中对这些差异的讨论非常浅尝辄止。而且，书中引用的很多例子似乎还是基于较老的系统版本，这让我在尝试验证某些行为时遇到了困难。毕竟，操作系统是一个不断演进的领域，一本优秀的教材需要能够反映出这种动态性。这本书更像是一部经典的“史书”，记录了这些理论的奠基，但对于正在发生的“变革”，它的关注点似乎有所欠缺。总体而言，它是一部值得尊敬的理论基石，但作为指导现代系统开发的实战手册，还有很长的路要走。