80X86組合語言原理與應用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:台科大

作者:楊明豐

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:20020601

价格:NT$ 420

装帧:

isbn号码:9789570331097

丛书系列:

图书标签:

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• x86
• 彙編
• 計算機組成原理
• 底層編程
• 電腦硬體
• 微處理器
• 指令集
• 程序設計

好的，这是一份关于《现代操作系统设计与实现》的图书简介。 《现代操作系统设计与实现》 深入内核，驾驭复杂系统 本书旨在为计算机科学专业的学生、系统程序员以及对操作系统底层机制有浓厚兴趣的工程师提供一份全面、深入且实践性强的指南。在当今多核、分布式和虚拟化计算日益普及的背景下，理解操作系统的核心原理不再是学术研究的范畴，而是构建高性能、高可靠性软件的基石。《现代操作系统设计与实现》正视了这一需求，以清晰的逻辑结构和丰富的工程实例，系统地剖析了现代操作系统从理论基石到实际部署的全景图。 第一部分：操作系统的基础与抽象 本书伊始，首先奠定了坚实的理论基础。我们不再停留在传统的进程管理概念，而是深入探讨了进程和线程的本质区别，特别是对于用户级线程与内核级线程的调度策略和上下文切换机制进行了详尽的比较分析。 并发与同步： 这是操作系统的核心挑战之一。我们将详细介绍互斥锁（Mutexes）、信号量（Semaphores）、条件变量（Condition Variables）以及更高级的屏障（Barriers）和读写锁（Read-Write Locks）的底层实现原理。重点分析了如何利用硬件原语（如Test-and-Set, Compare-and-Swap）来构建无锁数据结构，以应对多核环境下的性能瓶颈。书中还通过经典的生产者-消费者、读者-写者问题，展示了如何在实际代码中避免死锁、活锁和饥饿现象的发生。 内存管理： 本部分是本书的重点与难点。我们详细解析了虚拟内存的运作机制，包括地址翻译过程、多级页表（Multi-Level Paging）的结构优化，以及TLB（Translation Lookaside Buffer）的缓存管理策略。特别关注了现代系统如何处理缺页中断（Page Faults），以及先进的页面置换算法（如LRU的近似实现、Clock算法）在实际内核中的调优技巧。此外，我们对内存分配器进行了深入剖析，对比了Buddy系统、slab分配器（在Linux内核中的应用）以及jemalloc等用户态分配器的设计思想和性能权衡。 第二部分：高效的调度与资源分配 现代CPU资源争用是系统性能的关键瓶颈。《现代操作系统设计与实现》对调度算法进行了全面的审视。 调度器深度解析： 我们不仅讨论了分时系统中的分时轮转（Round Robin）和优先级继承/提升机制，更重点介绍了公平调度（Fair-Share Scheduling）和实时调度（如Rate Monotonic, Earliest Deadline First）的理论基础和在嵌入式或高精度计算中的应用。对于多核系统，我们详细阐述了CPU亲和性（Affinity）、负载均衡（Load Balancing）策略，以及如何处理缓存污染（Cache Contention）问题。Linux CFS（Completely Fair Scheduler）的红黑树结构和虚拟运行时间（vruntime）概念，被作为现代调度实践的范例进行了细致的解构。 I/O系统：中断与驱动： 输入/输出是系统与外部世界的桥梁。本书解释了中断处理和异常机制的硬件支持与软件架构。我们深入研究了设备驱动程序的生命周期、同步机制，以及现代操作系统如何通过DMA（Direct Memory Access）技术来减轻CPU在数据传输中的负担。对异步I/O（AIO）模型的实现，如Linux的io_uring，进行了前瞻性的介绍，展示了如何构建高性能网络服务。 第三部分：文件系统与持久化存储 持久化数据管理是操作系统的核心职能之一。本书将文件系统视为一个复杂的层次化结构进行剖析。 文件系统架构： 我们从I/O抽象层（如VFS）开始，探讨了如何通过统一接口来支持多种具体的文件系统。对传统日志文件系统（Journaling File Systems）的原子性、一致性和恢复机制进行了详尽的分析。重点关注了现代高性能文件系统（如Ext4, XFS）的inode结构、目录索引（如HTree/B+树）以及延迟写入（Delayed Write）策略。 存储技术与RAID： 结合最新的存储技术，本书探讨了固态硬盘（SSD）的特性（如磨损均衡、写入放大），以及操作系统如何通过TRIM/Discard命令来优化SSD性能。同时，对各种RAID级别的性能、可靠性和重建机制进行了量化分析，为系统设计者提供了存储选型的理论依据。 第四部分：安全、虚拟化与分布式视角 现代计算环境的复杂性要求操作系统具备强大的隔离和虚拟化能力。 系统安全与隔离： 本部分探讨了操作系统的安全模型。从访问控制列表（ACL）和能力机制（Capabilities）到更先进的安全增强型Linux（SELinux）中的强制访问控制（MAC）。我们详细分析了用户态和内核态的隔离边界，以及系统调用（Syscall）的验证过程，以防止权限提升攻击。 虚拟化技术（Virtualization）： 深入探讨了全虚拟化（Full Virtualization）和半虚拟化（Paravirtualization）的区别。重点解析了硬件辅助虚拟化（VT-x/AMD-V）是如何通过Hypervisor实现对CPU、内存和I/O设备的捕获与模拟的。对KVM等基于内核的虚拟化架构，从内存的影子页表（Shadow Paging）到EPT（Extended Page Tables）的演进，进行了结构化讲解。 网络与分布式： 本书的最后一部分将视角扩展到网络栈。详细描述了TCP/IP协议栈在操作系统内核中的实现层次，包括套接字（Socket）接口的内核数据结构和事件驱动的网络I/O模型。对于分布式系统，我们简要介绍了分布式锁、一致性协议（如Paxos/Raft的简化概述）在操作系统服务层面的应用，为理解分布式计算环境下的资源管理打下基础。 实践与展望： 本书的每一个关键概念都配有伪代码、清晰的流程图和基于实际Linux内核/FreeBSD内核API的工程示例，帮助读者将理论知识转化为实际的系统编程能力。通过阅读本书，读者不仅能理解“为什么”操作系统要如此设计，更能掌握“如何”在现代硬件上高效地实现和优化这些设计。这是一本面向未来系统架构师和深度开发者的必备参考书。

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我接触过好几本关于底层编程的书籍，但很少有能像这本书一样，在保证技术深度的同时，还能保持如此高的可读性。它的叙事风格非常独特，不像某些教科书那样刻板说教，反而带有一种娓娓道来的亲切感，仿佛是一位经验丰富的工程师在与你面对面交流心得。在讨论到复杂的数据结构和内存管理部分时，作者没有直接抛出晦涩难懂的术语，而是通过一系列精心设计的比喻和流程图，将抽象的概念具象化。我特别欣赏其中对于中断处理和I/O操作的章节处理，作者深入挖掘了不同CPU模式下的细微差别，并给出了在不同操作系统环境下实现这些功能的对比分析。这种广度和深度的结合，使得这本书不仅适合作为课堂教材，更是一本可以放在工作台上随时查阅的参考手册。特别是书中对性能优化技巧的探讨，提供了一些非常实用的“窍门”，这些都是在标准文档中难以找到的宝贵经验之谈。这本书无疑是为那些渴望从应用层面深入理解计算机体系结构的读者量身定做的精品。

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这本书的封面设计简洁大气，黑色的底色上用鲜艳的红色字体突出了书名，给人一种既专业又充满活力的感觉。当我第一次翻开它时，我立刻被其清晰的排版和逻辑严谨的结构所吸引。作者显然在组织内容上下了很大功夫，每一个章节的过渡都非常自然流畅，仿佛在引导读者一步步深入理解一个复杂的世界。特别是对于初学者来说，书中对基础概念的阐述极为耐心细致，即便是第一次接触汇编语言的人，也能通过书中的实例和详尽的图解，迅速建立起对底层硬件和指令集的直观认识。书中的代码示例不仅数量丰富，而且针对性极强，每一个例子都巧妙地结合了实际应用场景，让理论知识不再是空中楼阁。这种“学以致用”的编写风格，极大地激发了我学习的兴趣，让我感觉自己不再是孤军奋战，而是有了一个非常可靠的向导。我对作者的专业素养深感钦佩，这种深入浅出的讲解能力，绝对是教材编写中的上乘之作。这本书的印刷质量也值得称赞，纸张厚实，油墨均匀，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳，细节之处体现了出版方的用心。

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说实话，刚拿到这本书时，我有点担心它的内容会过于陈旧，毕竟底层技术迭代速度很快。然而，通读下来，我发现作者的视野非常开阔。虽然它聚焦于经典的x86架构，但书中并没有固步自封。它巧妙地将历史演进与现代编程范式结合起来，用经典案例来阐释不变的原理，同时又不断暗示或对比新指令集带来的改进和效率提升。这种处理方式使得这本书具有了惊人的生命力。我特别喜欢它对调试工具使用的介绍部分，作者没有仅仅停留在理论层面，而是详细演示了如何利用流行的调试器进行反汇编和断点设置，这对于培养读者的实战能力至关重要。书中附带的在线资源链接和代码库也维护得相当及时，这在很多同类书籍中是罕见的加分项。它教会我的不仅仅是如何写汇编代码，更是如何像一个系统级的程序员那样去思考问题：如何权衡资源，如何保证代码的健壮性，以及如何理解机器的每一个决策。

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我非常欣赏这本书在结构上所体现出的匠心独运，尤其是它对实验和自我检验环节的重视。每当介绍完一个核心模块，紧随其后的往往是一系列循序渐进的练习题，这些练习题的设计精妙之处在于，它们不会直接告诉你答案的路径，而是要求你主动去探索指令集的边界和系统的反馈机制。我曾花费大量时间在解决其中一个关于实时时钟读取的挑战题上，虽然过程充满挫折，但最终成功运行时的成就感是无与伦比的，这种主动解决问题的能力才是学习硬核技术最宝贵的财富。而且，书中对于代码规范和注释风格的建议也十分到位，这对于培养未来软件工程师的良好习惯至关重要。总而言之，这不是一本可以“速读”的书，它要求读者投入时间去“雕琢”理解，但所有的付出都会以扎实的底层洞察力作为丰厚的回报。这是一次对计算机核心机制的深度探险，而这本书就是最可靠的探险指南。

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这本书的阅读体验是极其扎实的，它就像一块高质量的基石，为后续学习更高级的主题打下了坚不可摧的基础。它没有过分渲染“酷炫”的技术点，而是专注于构建一个严密的知识体系。我发现，当我开始阅读其他关于操作系统内核或嵌入式系统编程的书籍时，那些曾经让我感到困惑的概念，在这本书中都已经得到了清晰的铺垫和解释。作者的语言风格在保持专业性的同时，保持了一种极高的克制，绝不使用华丽的辞藻堆砌篇幅，每一个句子都承载着明确的信息量。在讲解寄存器和寻址模式时，插图极其精确，甚至连时序图的细节都标注得清清楚楚，这对于理解CPU执行周期的读者来说简直是福音。这本书的价值在于它的“不变性”——它教授的是计算机科学的底层逻辑，这些逻辑的生命周期远超任何特定的编译器或操作系统版本。它是一本真正意义上的“内功心法”。

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