数据库原理与应用教程与实训 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京大学出版社

作者:徐红

出品人:

页数:273

译者:

出版时间:2005-9

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787301096970

丛书系列:

图书标签:

• 数据库原理
• 数据库应用
• 数据库教程
• 数据库实训
• SQL
• 数据建模
• 关系数据库
• MySQL
• Oracle
• 数据库设计

好的，这是一本关于计算机科学核心领域——操作系统原理的深度剖析与实践指南。 操作系统：现代计算的基石与内核 本书导读： 在信息技术飞速发展的今天，从智能手机到超级计算机，每一个数字设备的核心都在运行着一个复杂而精妙的软件系统——操作系统（Operating System, OS）。它不仅是用户与硬件之间的桥梁，更是资源调度的“总指挥官”。本书《操作系统：现代计算的基石与内核》旨在为读者提供一个全面、深入且高度实用的操作系统原理学习路径，避免了对特定商业产品如“数据库”相关主题的探讨，而是聚焦于操作系统自身的结构、功能和实现机制。 第一部分：操作系统的本质与历史演进 本部分首先为读者奠定坚实的理论基础。我们将探讨操作系统的定义、目标以及其在计算体系结构中的核心地位。 1.1 计算机系统概述与OS的诞生： 我们将从硬件体系结构入手，解析CPU、内存、I/O设备的工作方式，从而理解为什么需要一个中间层来管理这些资源。追溯批处理系统、多道程序设计、分时系统到现代多核环境的演变历程，揭示操作系统为提高效率、增强安全性和实现资源共享而产生的必然性。 1.2 操作系统内核（Kernel）的结构与模式： 详细介绍内核的职能边界，区分宏内核（Monolithic）、微内核（Microkernel）以及混合内核的优缺点及其适用场景。我们将深入分析系统调用（System Call）的机制，它是用户程序与内核交互的唯一安全通道，并剖析中断（Interrupt）和异常（Exception）如何驱动系统事件的响应与处理。 第二部分：进程与线程管理——并发的艺术 并发性是现代操作系统的核心特征之一。本部分将聚焦于如何有效地创建、调度和同步执行的实体。 2.1 进程的生命周期与状态转换： 深入理解进程的结构，包括程序计数器、栈、数据段和堆。重点讲解进程的创建、终止过程，以及进程状态模型（如五状态或七状态模型）及其在调度过程中的转换条件。我们将分析进程控制块（PCB）的构成及其在上下文切换（Context Switching）中的关键作用。 2.2 线程：轻量级的并发单位： 区分进程与线程的异同，特别是用户级线程（User-Level Threads）和内核级线程（Kernel-Level Threads）的调度机制和性能权衡。本章将详细阐述多线程编程模型，并讨论线程同步中可能出现的竞态条件（Race Condition）问题。 2.3 CPU调度算法的精妙设计： 这是操作系统性能优化的核心领域。我们将详尽分析经典的调度算法，包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度、轮转法（Round Robin）及其时间片选择对系统响应时间的影响。更进一步，我们将研究多级反馈队列调度（MLFQ）如何平衡CPU密集型和I/O密集型任务的需求，并探讨实时系统（Real-Time Systems）中的调度策略（如EDF、RMS）。 第三部分：内存管理——地址空间的艺术 内存是操作系统需要最精细控制的资源之一。本部分将探讨如何高效、安全地管理物理和虚拟内存。 3.1 内存分配与保护机制： 解析操作系统如何分配内存给进程，讨论连续内存分配（如首次适应、最佳适应）的碎片化问题。重点转向更现代的、基于地址转换的内存管理方案。 3.2 分页（Paging）与分段（Segmentation）： 系统阐述分页机制，包括页表（Page Table）的结构、多级页表如何解决页表过大的问题，以及快表（TLB, Translation Lookaside Buffer）在加速地址翻译中的关键作用。对比分段机制的优势与劣势，并分析现代操作系统如何结合两者实现高效的虚拟内存。 3.3 虚拟内存与页面置换算法： 深入讲解虚拟内存的实现原理，即如何让进程使用比物理内存更大的地址空间。重点分析页面置换算法，包括最佳（OPT）、先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）及其在实际系统中的近似实现（如时钟算法）。讨论抖动（Thrashing）现象的成因与避免策略。 第四部分：存储管理与文件系统 本部分关注数据持久化和组织方式，即操作系统如何管理硬盘等二级存储设备。 4.1 磁盘I/O管理与调度： 分析机械硬盘（HDD）和固态硬盘（SSD）的物理特性差异。详细介绍磁盘调度算法，如SSTF、SCAN（电梯算法）及其对平均寻道时间的影响。阐述缓冲（Buffering）和缓存（Caching）技术在优化I/O性能中的作用。 4.2 文件系统的结构与实现： 讲解文件抽象层、目录结构（如单级、二级、树形结构）。深入剖析文件分配方法：连续分配、链式分配和索引分配，并重点分析索引节点（Inode）结构在现代UNIX/Linux文件系统中的中心地位。 4.3 文件的存储与空闲空间管理： 研究如何有效管理磁盘空间，包括位图（Bitmap）和链表法。讨论日志式文件系统（Journaling File System）的设计思想，以及它如何保证文件系统的一致性和快速恢复能力。 第五部分：同步与死锁——并发控制的挑战 并发不仅带来效率，也带来了复杂性。本部分专注于如何协调并发访问共享资源。 5.1 互斥机制与同步原语： 从底层的测试并置指令（Test-and-Set）到更高级的软件解决方案，系统介绍实现互斥的各种方法。深入讲解信号量（Semaphore）的原理与应用，区分计数信号量和二元信号量（Mutex）。 5.2 管程（Monitor）与消息传递： 解析比信号量更高级、更安全的同步机制——管程，并结合Java或C++等现代语言的同步关键字理解其应用。讨论进程间通信（IPC）的机制，特别是消息传递（Message Passing）模型。 5.3 死锁（Deadlock）的预防、避免与检测： 详尽阐述死锁发生的四个必要条件（互斥、占有并等待、不可抢占、循环等待）。重点分析银行家算法（Banker's Algorithm）作为死锁避免策略的原理和局限性。最后，讨论死锁检测算法和解除策略。 第六部分：安全与保护——构建可靠的系统环境 本部分探讨操作系统如何隔离和保护不同的执行实体。 6.1 保护域与权限机制： 理解域（Domain）和能力（Capability）的概念。分析基于身份的保护（如ACLs）和基于领域的保护机制。重点阐述操作系统如何通过硬件支持（如保护环/Ring Protection）来实现用户模式和内核模式的切换与隔离。 6.2 安全模型与威胁分析： 简要介绍经典的Bell-LaPadula模型和Biba模型，理解信息流控制的基本思想。讨论操作系统层面常见的安全威胁，如缓冲区溢出（Buffer Overflow）及其在安全编程中的防范思路。 结语： 本书力求在理论深度与工程实践之间找到完美的平衡点。通过对这些核心概念的透彻理解，读者将不仅能回答“操作系统是什么”，更能深入探究“它是如何工作的”，为未来从事系统编程、性能调优或嵌入式开发打下坚实的基础。每一章都配有设计精巧的思考题和动手实验建议（侧重于系统调用、进程操作和文件系统接口的C语言或Shell编程实践），确保学习的实践性与有效性。

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这本书的“实训”部分，简直是教科书级别的典范。我以前学编程语言或者数据库时，最大的痛点就是“纸上谈兵”，看完一堆概念，合上书本就不知道如何下手实践。但这本书的配套实训环节设计得非常贴合工业界的实际需求。它不是简单地要求你写几条SQL语句，而是构建了一系列有明确业务背景的任务链。例如，它会设计一个小型电商后台系统，让你先设计E-R图，然后转换成关系模式，接着实现索引优化，最后模拟高并发场景进行性能测试。每一个实训步骤都有详细的操作指引，但又留出了足够的空间让读者去思考和选择不同的实现方案。最棒的是，每完成一个阶段，书中都会提供一个“自查点”和“深度思考题”，迫使你不仅仅是复制粘贴代码，而是要真正理解每一步操作背后的原理和权衡。这种手把手的、带有项目驱动的训练模式，让知识的吸收率成倍增加，感觉自己真的像是在参与一个真实的项目开发过程。

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这本书的封面设计很吸引人，那种深蓝色调配上银灰色的字体，给人一种专业又沉稳的感觉。我刚拿到手的时候，第一印象是它的分量感，拿在手里就知道里面内容肯定很扎实。迫不及待地翻开扉页，目录清晰地展现了整体框架，从基础概念的建立到复杂系统的设计，逻辑衔接得非常顺畅。我特别关注了关于“范式理论”的那一章，作者的阐述深入浅出，没有那种干巴巴的理论堆砌感，而是通过大量的图示和具体的案例来辅助理解，这对于我们初学者来说简直是福音。比如，在讲解如何进行数据冗余消除时，书中给出的步骤非常细致，每一步的推导过程都写得清清楚楚，让人感觉好像有位经验丰富的老师在身边手把手地指导。而且，这本书的排版也做得相当到位，行距适中，重点内容都有用粗体或斜体突出显示，阅读起来眼睛不容易疲劳，长时间学习的体验感大大提升了。 这种对细节的关注，真的体现了作者在编写教材时所付出的心血。

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坦白说，我拿到这本书的时候，内心是带着一丝审视的，因为“应用教程”往往意味着内容会比较肤浅。然而，这本书完全颠覆了我的预期。它的行文风格非常严谨，但绝不古板，它似乎有一种魔力，能让最复杂的概念也变得可以被征服。在讲解视图（View）和存储过程（Stored Procedure）时，作者不仅展示了如何创建，更着重分析了它们在系统解耦、权限控制以及性能优化中的双刃剑效应，提醒我们何时使用、何时应该谨慎使用。特别是关于数据安全和权限分离的那一节，它提供的不仅仅是GRANT/REVOKE命令的语法，而是提供了一整套基于角色的访问控制（RBAC）的设计哲学。这本书的整体结构设计就像一座精心搭建的知识阶梯，每一步都稳固可靠，让人有信心攀登到更高的层面。它不是简单地教你怎么“做”，更重要的是教你怎么“思考”——如何从一个业务需求出发，设计出健壮、高效、可维护的数据库解决方案。

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从一个资深从业者的角度来看，这本书的价值远超一本普通的教材。它在很多前沿和交叉领域的内容覆盖得非常到位，显示出作者对行业发展趋势的敏锐洞察。例如，它专门开辟了一章来讨论分布式数据库的基本架构和数据一致性挑战，这在很多基础教程中是缺失的。书中对CAP理论的解释清晰明了，并且非常务实地介绍了诸如Paxos或Raft等共识算法在实际数据库系统中的应用思路，虽然没有深入到算法的底层代码实现，但已经足够让一个有志于向数据库内核或分布式系统方向发展的读者，建立起正确的知识地图。此外，书中还穿插了许多“性能调优的陷阱”这样的实战经验总结，这些往往是课堂上学不到的“潜规则”。比如，如何判断一个查询是因为缺少索引，还是因为查询计划生成器选择了次优路径，书中给出的诊断思路非常实用，直接能应用到日常的运维和优化工作中去。

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说实话，市面上讲数据库的书汗牛充栋，很多要么过于偏重理论的数学推导，读起来晦涩难懂，要么就是只讲特定某一种数据库产品的操作手册，缺乏系统性和普适性。而这本教程的绝妙之处就在于找到了一个完美的平衡点。它没有回避那些核心的、略显枯燥的理论，比如关系代数和元组演算，但作者处理这些抽象概念的方式非常高明。他们并没有直接抛出复杂的公式，而是先用生活中的情景剧或者小型业务场景来模拟数据交互的过程，让读者先对“为什么需要这些理论”建立直观认识，然后再引入正式的定义和运算规则。我尤其欣赏它在“事务管理与并发控制”这一块的处理。它不仅仅罗列了ACID特性，更深入剖析了多版本并发控制（MVCC）的工作机制，用一个时间轴的示意图，把快照隔离级别的实现细节描绘得淋漓尽致，让我这个原本对并发控制一知半解的人，茅塞顿开。这种由浅入深、理论与实践紧密结合的编排方式，极大地增强了学习的内驱力。

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