BIOS、注册表与硬盘终极解析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国铁道出版社

作者:陈进

出品人:

页数:372

译者:

出版时间:2004-1-1

价格:32.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787113056261

丛书系列:

图书标签:

• BIOS
• 注册表
• 硬盘
• 硬件
• 系统
• 维护
• 故障排除
• 电脑
• 技术
• DIY

深入浅出：操作系统内核、高级网络架构与现代云计算实践 图书简介 本书旨在为系统架构师、资深程序员以及对计算底层原理有深入探究欲的技术人员，提供一套全面且富有洞察力的知识体系。它聚焦于操作系统内核的精妙设计、下一代网络架构的演进，以及当前主流云计算平台的深层实现机制。本书不涉及硬件底层固件、传统存储介质（如机械硬盘、SATA/PATA接口）的配置与维护，亦不深入探讨早期的系统引导过程或基础的BIOS/UEFI功能。 全书共分为三个主要部分，结构严谨，层层递进，力求在理论深度与工程实践之间找到最佳平衡点。 --- 第一部分：现代操作系统内核的生命周期与并发控制 本部分将彻底解构当代主流操作系统（侧重于Linux内核和类Unix系统的核心机制）的内部运作原理，重点关注其对资源调度的精细管理，而非系统启动或基础I/O配置。 1. 进程与线程的调度艺术：从理论到实践 本章详细剖析了现代内核如何实现高效的CPU时间片分配。我们将深入研究完全公平调度器（CFS）的算法细节，包括其虚拟运行时（vruntime）的计算、红黑树的数据结构应用，以及调度延迟的优化策略。此外，还会探讨实时调度策略（如SCHED_FIFO和SCHED_RR）在硬实时系统中的应用场景及其内核实现。重点内容包括： 调度实体（Schedulable Entity）的抽象与接口。 负载均衡（Load Balancing）机制：跨多个CPU核心的迁移策略与代价分析。 唤醒与休眠（Wakeup/Sleeping）机制：利用`wait_queue`、`futex`（快速用户空间互斥锁）等机制实现高效的上下文切换。 2. 内存管理单元（MMU）与虚拟内存空间重构 本章聚焦于内核如何抽象和管理物理内存，并为用户进程提供隔离的、一致的虚拟地址空间。我们将深入探讨页表（Page Table）的层次结构（如四级页表），以及内核如何处理缺页异常（Page Fault）。内容涵盖： 内存分配器（Slab/SLUB/SLOB）的设计哲学：如何高效管理小对象内存，减少内存碎片。 交换（Swapping）与内存回收（Memory Reclamation）策略：当系统内存不足时，内核的页面置换算法（如LRU的变种）如何工作。 内核地址空间布局（KASLR）：内核代码的随机化及其对安全性的意义。 3. 内核同步与并发：锁的种类与死锁预防 在多核时代，同步原语是保证数据一致性的基石。本章对比分析了不同层次的同步机制： 自旋锁（Spinlocks）与互斥锁（Mutexes）的使用场景和性能权衡。 RCU（Read-Copy-Update）机制：在读多写少的场景下，如何实现近乎零开销的读取同步，及其在内核网络栈中的关键作用。 内存屏障（Memory Barriers）：理解CPU乱序执行对并发操作的影响，以及如何使用`mb()`, `rmb()`, `wmb()`等指令来保证指令顺序。 --- 第二部分：下一代网络架构与数据包处理流水线 本部分将侧重于高性能网络通信协议栈的实现，尤其关注现代数据中心和高性能计算（HPC）环境下的技术。本书将不涉及网络设备的物理配置或传统TCP/IP协议的OSI模型基础讲解。 4. 用户态网络栈与零拷贝技术 为了突破传统内核网络栈的性能瓶颈，用户态网络技术应运而生。本章详细解析了实现高性能网络I/O的关键技术： DPDK（Data Plane Development Kit）：其核心概念，如大页（Huge Pages）的分配、Poll Mode Driver（轮询模式驱动）的工作原理，以及如何绕过内核中断。 XDP（eXpress Data Path）：在网卡驱动层直接执行eBPF程序，实现超低延迟的数据包过滤与转发逻辑。 零拷贝（Zero-Copy）技术：通过`sendfile()`、`splice()`等系统调用，避免数据在内核缓冲区和用户缓冲区间的多次拷贝。 5. 拥塞控制算法的演进与深度剖析 网络性能的最终瓶颈往往在于拥塞控制。本章深入探讨了TCP拥塞控制算法的最新发展： BBR（Bottleneck Bandwidth and Round-trip propagation time）：Google提出的基于模型的新一代拥塞控制算法，如何通过测量带宽和往返时间来优化吞吐量和延迟。 QUIC协议：HTTP/3的底层传输协议，分析其如何在UDP基础上实现可靠性、多路复用和更快的连接建立，以及其在内核/用户态的实现差异。 6. 高级内核网络结构：连接跟踪与负载分发 本章聚焦于内核中负责连接状态管理和流量分发的高级模块： Netfilter/NFTables框架：分析其钩子（Hooks）机制，以及如何高效地实现连接跟踪（Conntrack）和状态防火墙。 IPVS（IP Virtual Server）：内核级别的软件负载均衡器，其调度算法（如轮询、最少连接）的实现原理和性能表现。 --- 第三部分：现代云计算环境下的资源虚拟化与容器化 本部分将探讨现代IaaS和PaaS层所依赖的关键技术，重点在于资源隔离、调度效率和高性能虚拟化接口。本书不讨论具体的虚拟机管理程序（Hypervisor）的安装或云服务商的商业模型。 7. 容器化技术：命名空间与控制组的隔离哲学 容器技术的核心在于对操作系统资源的精细化切分和隔离。本章将详细阐述： Linux命名空间（Namespaces）：深入分析PID、Mount、Network、UTS、IPC和User命名空间如何为每个容器提供独立视图。 Cgroups（控制组）：V1与V2版本的结构差异。重点分析`cpu`, `memory`, `blkio`子系统如何精确限制和计量容器的资源使用，以及其与内核调度器的交互方式。 8. KVM/QEMU的高级I/O虚拟化技术 本章关注如何高效地将物理硬件资源映射给虚拟机，以实现接近物理机的性能： VirtIO框架：作为半虚拟化标准，分析其前端（Guest Driver）和后端（Host Driver）之间的数据交换机制，以及比全虚拟化（如Intel VT-x/AMD-V）更高的效率优势。 内存虚拟化与影子页表/EPT技术：理解硬件辅助虚拟化扩展如何减轻Hypervisor在内存管理上的负担。 9. 服务网格（Service Mesh）与数据平面加速 在微服务架构中，服务间的通信复杂性急剧增加。本章探讨如何通过数据平面代理来处理这些复杂性： Envoy Proxy：分析其高性能异步模型，以及如何利用xDS API动态配置路由、熔断和认证策略。 eBPF在数据平面中的潜力：探讨eBPF如何被用于构建下一代、无需修改应用代码的透明网络代理和安全策略执行点。 --- 总结 本书旨在提供一个不被表层概念迷惑的、关于现代计算栈核心的技术指南。读者将获得对内核调度、网络传输、资源隔离等领域无可替代的底层认知，这些知识是构建、优化和调试下一代高性能、高可靠性系统的必备基石。本书的深度和广度，确保了它能成为系统工程师工具箱中不可或缺的一本参考手册。

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我必须指出，这本书的案例分析环节设置得非常薄弱，简直是流于表面，起不到任何实际的指导作用。作者似乎认为只要罗列出一些技术名词和简单的代码片段，就算完成了案例讲解。但实际上，对于每一个被提及的场景，书中都没有深入剖析其背后的设计哲学、可能遇到的陷阱，以及解决这些问题的最佳实践。这些所谓的“案例”，更像是作者随意摆放的样板，缺乏真实世界中那种复杂性和多样性。我希望能看到更贴近实际应用中遇到的疑难杂症的解决过程，而不是这种脱离实际的理论展示。如果一本技术书的案例部分无法帮助读者在实际操作中建立信心和解决问题的能力，那么它的实用价值也就大打折扣了，这本书在这方面显得尤为苍白无力。

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这本书的论述风格实在是太过学术化和晦涩难懂了，即便是对于一个有一定计算机基础的读者来说，也感到吃力非常。作者似乎沉迷于堆砌各种深奥的专业术语，却很少用清晰、易懂的方式来构建知识脉络。很多关键步骤的讲解，就像是直接从某份晦涩难懂的官方技术文档中摘录出来一样，缺乏必要的语境和解释，使得我不得不频繁地停下来查阅其他资料来理解作者到底在说什么。这种“请读者自行脑补”的写作态度，极大地拖慢了学习进度。我期待的是一本能够引导我从宏观到微观逐步深入的指南，而不是一本只对圈内专家友好的“天书”。这种故作高深的写作方式，最终只会让真正想学习的读者感到挫败和被排斥，完全没有起到技术普及的作用。

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这本书的结构组织简直是一团乱麻，完全看不出任何清晰的层次感和递进关系，仿佛是把各种零散的笔记随意地用胶带粘在了一起。作者似乎没有采用任何主流的技术书籍常用的导论-主体-总结的结构，而是将不同主题的内容东拼西凑地塞在了一起。有时候，一个非常基础的概念会在后面的章节中才被提及，而更高级的优化技巧却突然出现在了开篇，这使得学习路径非常不连贯。读者在阅读时，需要不断地在前后章节之间来回翻阅，才能勉强拼凑出一个完整的知识图谱，这种体验极其折磨人，让人对后续内容的学习动机大打折扣。清晰的结构是理解复杂系统的基石，而这本书在这方面可以说是彻底的失败了。

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恕我直言，这本书的内容更新速度简直慢得像蜗牛在爬，许多描述的技术细节和操作步骤，在我拿到这本书的时候就已经成为历史了。例如，书中对于某个核心组件的配置描述，我用最新的操作系统版本进行实践时，发现界面和选项都发生了翻天覆地的变化，书中的截图和指南完全对不上号，这让人感到极度迷惑和无助。技术领域瞬息万变，一本关于底层和核心系统的书籍，如果不能紧跟时代步伐，那么它的时效价值就会迅速归零。我购买技术书籍的目的是为了获取当下最实用、最前沿的知识和技巧，但这本书给我的感觉更像是一份泛黄的旧档案，很多地方都需要读者自己去“考古”和“修正”，这实在不是一个高效的学习方式，也体现了作者对内容维护的疏忽。

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这本书的排版和设计简直是一场灾难，让我不禁怀疑作者和出版社对“阅读体验”这个概念有着怎样的理解。扉页的设计粗糙得像是用廉价的复印机打出来的，字体的选择也极其随意，黑白对比度低得让人头晕目眩。更要命的是，内页的纸张质量差到令人发指，稍微用力翻页，就能闻到一股刺鼻的油墨味，感觉像是回到了上世纪八十年代的盗版书市场。章节之间的过渡生硬得像突然被人推了一把，逻辑上的断裂感让人难以集中精神去理解那些复杂的概念。我本来是带着极大的热情想深入了解一些技术细节的，但光是跟这些糟糕的物理属性做斗争，就已经耗尽了我大部分的耐心。这本书的装帧给人一种非常廉价、仓促拼凑的感觉，完全没有一本严肃技术书籍应有的专业度和质感，这极大地影响了阅读的沉浸感，简直是对读者时间的一种不尊重。

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