操作系统原理及Linux内核分析(计算机科学与技术第2版21世纪高等学校规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学

作者:李芳

出品人:

页数:314

译者:

出版时间:2018-09-01

价格:59.0

装帧:

isbn号码:9787302503590

丛书系列:

图书标签:

• 网络工程
• 操作系统
• Linux内核
• 计算机科学
• 教材
• 21世纪高等学校规划教材
• 内核分析
• 原理
• 计算机技术
• 系统编程
• 高等教育

深入探索现代软件基石：高级数据结构与算法设计 本书聚焦于构建高效、可维护软件系统的核心理论与实践，深入剖析支撑现代计算技术发展的数据组织、检索与优化策略。 本书旨在为计算机科学、软件工程及相关领域的学生和专业人士提供一个全面、深入的学习资源，使其能够驾驭复杂问题的解决之道，设计出具有卓越性能的应用。 第一部分：基础理论与抽象模型 本部分将重新审视并深化读者对离散数学基础的理解，并以此为基石，构建起对抽象数据类型（ADT）的精确认识。 第一章：算法效率的量化分析 本章首先回顾了算法分析的基本概念，重点引入渐近分析的严谨性，详细阐述大O、Ω、Θ符号在描述算法最坏、最好和平均情况下的精确含义。不同于简单的复杂度估算，本章深入探讨了摊还分析（Amortized Analysis）在处理动态数据结构（如动态数组、斐波那契堆）时的重要性，并结合具体的例子，如势能法（Potential Method），来展示如何精确计算一系列操作的总成本。我们还将讨论并行计算环境下的性能指标，如加速比（Speedup）和效率（Efficiency），为多核处理器的程序设计打下理论基础。 第二章：高级排序与选择算法 除了标准的快速排序和归并排序，本章着重探讨了在特定约束条件下实现最优性能的排序技术。桶排序（Bucket Sort）和基数排序（Radix Sort）的内部工作原理将被细致分解，特别是它们在线性时间复杂度（$O(n)$）下对输入数据分布的依赖性分析。在选择算法方面，除了快速选择（Quickselect），我们将详细介绍中位数的中位数（Median of Medians）算法，证明了在任意输入下实现线性时间最优选择的理论可行性，并分析其实际应用中的开销问题。 第三章：树结构的精进与应用 本部分将树结构的研究提升到新的高度。首先，我们深入研究平衡二叉搜索树（AVL树、红黑树）的旋转操作机制，重点分析其维护平衡的代价与收益。随后，我们将转向更复杂的树结构：B树及其变体（如B+树），详细阐述它们在磁盘存储系统中，特别是在数据库索引中的关键作用，通过具体的节点结构和分裂/合并操作，解释如何最小化I/O次数。此外，Trie（前缀树）的应用场景，尤其是在字符串匹配和自动补全系统中的高效性，也将得到详尽的讨论。 第二部分：高级数据结构与内存优化 本部分关注那些在内存管理、冲突解决和数据检索方面表现卓越的结构，它们是构建高性能系统的基石。 第四章：哈希表的深度优化 本章超越了基础的哈希函数设计，侧重于解决实际应用中的冲突问题和性能瓶颈。我们详细比较了链式法（Separate Chaining）和开放定址法（Open Addressing）的优劣，特别是线性探测、二次探测和双重哈希（Double Hashing）在缓存局部性和探查序列上的差异。一个核心内容是一致性哈希（Consistent Hashing），深入分析其在分布式缓存系统（如Memcached, DynamoDB）中如何实现最小化节点增减带来的数据迁移，以及如何通过虚拟节点（Virtual Nodes）来提高负载均衡的均匀性。 第五章：图算法的全面解析 图论是解决网络、路径和依赖关系问题的核心工具。本章系统梳理了基础的图遍历算法（BFS, DFS），并重点讲解了最短路径算法的精细差异：Dijkstra算法（处理非负权重）的松弛操作、Bellman-Ford算法（处理负权边）的迭代机制，以及在全源最短路径问题中Floyd-Warshall算法的动态规划视角。对于最小生成树（MST），我们将对比Prim算法和Kruskal算法的实现细节及其对图的结构要求。此外，连通性分析，如强连通分量（SCC）的Tarjan算法和Kosaraju算法，将作为网络鲁棒性分析的基础。 第六章：堆结构与优先队列的扩展 本章超越了标准的二叉堆，探讨了更高效的优先队列实现。我们将深入解析斐波那契堆（Fibonacci Heap）的复杂结构，重点解释其惰性删除和减小键值操作如何实现$O(1)$的摊还时间复杂度，并讨论其在Dijkstra算法和Prim算法的加速潜力。此外，二项式堆（Binomial Heap）作为一种更易于实现的替代方案，其合并（Union）操作的原理也将被细致剖析。 第三部分：高级应用与计算模型 本部分将前两部分的内容整合，探讨其在特定复杂计算任务中的应用，并引入内存层次结构对算法设计的影响。 第七章：动态规划与优化重构 动态规划（DP）是解决重叠子问题和最优子结构的关键范式。本章不仅涵盖了背包问题、最长公共子序列等经典案例，更强调了DP状态的定义、转移方程的建立以及优化思路。我们将探讨空间优化技术，例如如何通过仅保留前一行状态来将二维DP优化为一维空间。此外，针对序列对齐问题，如Needleman-Wunsch和Smith-Waterman算法，它们在生物信息学中的应用及其背后的DP核心思想将被深入剖析。 第八章：内存层次结构与外部存储算法 理解现代计算机的内存层次结构（Cache, RAM, 磁盘）对于设计高性能算法至关重要。本章引入了缓存感知（Cache-Aware）和缓存无关（Cache-Oblivious）的算法设计思想。我们重点研究I/O复杂度，特别是在处理大型数据集时，外部存储排序（External Sorting）的K路合并策略如何最小化磁盘寻道时间。对于图算法，我们还将讨论如何设计分块（Tiled）或块状（Blocked）的矩阵乘法和图遍历版本，以提高数据在L1/L2缓存中的命中率。 第九章：NP完备性与近似算法 本章引导读者进入计算理论的前沿。我们将详细阐述可归约性（Reducibility）的概念，并严格证明几个基础问题的NP-Completeness，如SAT、Vertex Cover和Hamiltonian Cycle。核心在于，认识到许多现实问题在最坏情况下是不可在多项式时间内解决的。因此，本章的重点转向近似算法的设计与分析，介绍近似比（Approximation Ratio）的定义，并分析如旅行商问题（TSP）的2-近似算法（基于MST的构造），使读者能够在保证可行时间的同时，获得足够接近最优解的答案。 本书的每一章都配有大量的代码示例和算法实现细节，旨在弥合理论知识与工程实践之间的鸿沟，培养读者分析和构建复杂计算系统的核心能力。

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作为一名即将毕业准备找工作的计算机科学专业的学生，我对操作系统和Linux内核的掌握程度直接关系到我未来的就业方向，因此，《操作系统原理及Linux内核分析（计算机科学与技术第2版21世纪高等学校规划教材）》这本书，其“高等学校规划教材”的身份，无疑为我选择它提供了足够的信心。我非常希望这本书能够在我学习进程管理和内存管理这些核心概念的基础上，进一步深化我对于Linux内核中具体实现机制的理解。例如，我希望能够详细学习Linux内核中如何实现用户空间和内核空间之间的切换，以及系统调用的具体工作流程，这对于理解应用程序与操作系统交互至关重要。同时，对于I/O管理的分析，我也希望能深入了解Linux内核是如何设计和实现其I/O子系统的，包括块设备驱动模型、页缓存机制以及各种I/O调度算法。这本书的“第2版”也意味着其内容可能会涵盖一些相对较新的内核特性或者优化，这对于我了解当前操作系统发展的趋势非常有帮助。我期望通过这本书的学习，能够为我进入更高级的操作系统开发领域打下坚实的基础，并在面试中展现出扎实的理论功底和对Linux内核的深刻理解。

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我对计算机体系结构和底层系统有着浓厚的兴趣，一直希望找到一本能够深入浅出讲解操作系统原理并结合实际内核实现的教材，《操作系统原理及Linux内核分析（计算机科学与技术第2版21世纪高等学校规划教材）》这本书，从书名来看，恰好契合了我的需求。我非常期待书中对“操作系统原理”部分能够进行系统性的梳理，包括但不限于并发与并行、同步与互斥、死锁的产生与避免等经典理论，并希望这些理论能与实际的Linux内核实现紧密结合。我特别想了解Linux内核是如何处理中断的，包括中断向量表、中断服务程序的执行流程，以及软中断和硬中断的区别。另外，我对网络协议栈在内核中的实现也颇感兴趣，希望能了解TCP/IP协议是如何在Linux内核中进行分层处理和数据传输的。这本书的“第2版”的标签，也让我对内容的更新和前沿性有了较高的期待，希望能够了解到最新的技术进展和内核特性。总体而言，我希望通过这本书的学习，能够构建起一个扎实的操作系统理论框架，并能够将这些理论与Linux内核的实际代码相结合，形成一种“知其然，更知其所以然”的学习体验。

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我是一名对计算机底层技术充满好奇的爱好者，一直对操作系统的运作机制感到着迷，《操作系统原理及Linux内核分析（计算机科学与技术第2版21世纪高等学校规划教材）》这本书，其书名就深深吸引了我。我不太在意它是否是“教材”，更关注它能否让我窥探到操作系统的“灵魂”。我尤其希望书中能够深入剖析Linux内核是如何实现进程调度的，比如不同的调度算法（如CFS）是如何工作的，它们各自的优缺点是什么，以及内核是如何根据系统负载动态调整策略的。对于文件系统的部分，我期待能了解ext4等主流Linux文件系统的内部结构，比如inode的工作原理、目录项的组织方式、以及写操作是如何落盘的。此外，我也对内存管理模块非常感兴趣，希望能详细了解Linux是如何实现虚拟内存的，包括页表的结构、缺页中断的处理流程，以及内存回收的策略。这本书的“第2版”也意味着内容可能会更新，并且“21世纪高等学校规划教材”的定位，也暗示了其内容的权威性和前沿性。我希望通过阅读这本书，能够对Linux内核有更宏观的理解，并能够为我以后深入研究操作系统领域的其他方向打下坚实的基础，甚至能够为我参与一些开源项目提供理论支持。

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作为一名刚踏入IT行业不久的初级开发者，我一直在寻找一本能够系统性梳理操作系统知识的读物，《操作系统原理及Linux内核分析（计算机科学与技术第2版21世纪高等学校规划教材）》这本书，单从书名上就传递出一种扎实而全面的信息。我非常看重教材的“规划性”，这意味着它可能已经过多次的打磨和修订，内容会比较成熟和系统化，适合我这种需要从基础开始建立知识体系的学习者。我特别想了解书中是如何讲解内存管理这块内容的，因为在实际开发中，对内存的理解和优化至关重要，希望能学到关于虚拟内存、分页、分段等概念的清晰解释，以及它们在Linux内核中的具体实现。同时，对于进程和线程的并发模型，以及如何处理多线程编程中的同步和互斥问题，我也希望能在这本书中找到清晰的指导。Linux内核的分析部分，我期待它能用相对易懂的方式，揭示内核的神秘面纱，例如理解系统调用的过程，或者进程如何创建和销毁，这些都是我工作中经常会遇到的场景，但却一直缺乏深入的了解。希望这本书能够提供一些实用的代码示例或者伪代码，帮助我更好地理解那些抽象的原理，并将理论知识转化为实际能力。

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这本《操作系统原理及Linux内核分析（计算机科学与技术第2版21世纪高等学校规划教材）》的封面设计就给我一种专业且厚重的感觉，虽然我还没深入阅读，但从装帧和纸质上就能感受到其出版方的严谨。我是一名正在学习操作系统的研究生，选择这本书主要是看中了其“21世纪高等学校规划教材”这个前缀，这通常意味着内容会紧跟学术前沿，并且在教学体系上有较好的规划。我希望这本书能够为我打下坚实的理论基础，让我对操作系统的核心概念，比如进程管理、内存管理、文件系统以及I/O调度等有更深刻的理解。尤其是“Linux内核分析”这一部分，我非常期待能够深入了解Linux内核的实现细节，比如其进程调度的算法、内存分配的策略，以及如何高效地管理硬件资源。我希望能通过这本书的学习，不仅掌握理论知识，更能将其与实际的Linux系统进行对照，理解那些抽象的概念是如何在现实世界中运作的。我对书中会不会涉及一些更高级的内核话题，例如多处理器同步机制、系统调用接口的设计原理，亦或是更复杂的设备驱动模型等感到好奇，如果能有这方面的深入探讨，那将是极大的收获。这本书的篇幅看起来不小，这让我相信其内容会相当详实，能够覆盖操作系统领域的各个重要方面，为我的学习提供一个全面而深入的视角。

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