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出版者:Wiley

作者:Jo Stichbury

出品人:

页数:432

译者:

出版时间:2009-03-23

价格:USD 60.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780470998083

丛书系列:

图书标签:

• symbian
• C/C++
• Symbian OS
• Mobile Development
• Embedded Systems
• Smartphone Programming
• Operating Systems
• C++
• Nokia
• Legacy Systems
• Mobile Technology
• Software Engineering

《数据之海的航行指南：深入解析现代操作系统的底层架构与前沿技术》 内容提要： 本书并非聚焦于某个特定已退役平台的深度剖析，而是以一种更具前瞻性和普适性的视角，全面梳理了当代主流操作系统（如 Linux 内核、Windows NT 架构、以及移动生态中的 Android/iOS 核心机制）的设计哲学、实现细节与未来发展趋势。全书分为五大部分，旨在为读者构建一个坚实、系统的操作系统知识体系，从硬件抽象层到用户空间的应用框架，无所不包。 --- 第一部分：操作系统的基石——核心概念与架构演进 本部分首先奠定了理解现代操作系统的理论基础。我们不追溯历史的烟尘，而是直面当前工业界对“高性能、高可靠性”操作系统的核心要求。 1.1 内核模式的再定义：微内核、宏内核与混合内核的当代应用 深入探讨了不同内核设计模式在当前环境下的优劣权衡。重点分析了为什么主流服务器系统仍倾向于宏内核（如 Linux）的性能优势，而对安全性要求极高的嵌入式系统和下一代分布式系统则开始重新审视微内核（如 seL4）的隔离与验证潜力。详细对比了不同内核如何处理系统调用、中断管理和上下文切换，并引入了“去中心化内核设计”这一新兴概念。 1.2 内存管理的革新：超越传统分页模型 详细解析了现代硬件（如多级缓存、非统一内存访问架构 NUMA）对传统虚拟内存管理提出的挑战。内容涵盖了地址空间布局随机化（ASLR）的最新变种、基于硬件辅助的内存保护机制（如 Intel CET），以及在容器化和虚拟化环境中，如何实现高效且安全的内存共享与映射。特别引入了“持久化内存（PMem）”对操作系统缓存策略的影响与适配策略。 1.3 进程与线程的细粒度控制 超越了教科书式的进程模型描述，重点剖析了现代调度器的复杂性。分析了实时调度策略（如 EDF、RMS）在高性能计算中的应用，以及在多核异构处理器上，如何利用硬件拓扑信息优化线程亲和性与负载均衡。针对高并发网络服务，深入讲解了内核级线程池模型（如 io_uring）如何突破传统 I/O 模型的性能瓶颈。 --- 第二部分：I/O 子系统与存储的未来 本部分专注于操作系统的生命线——数据输入/输出的处理机制，及其与底层存储介质的交互。 2.1 块设备驱动与文件系统的演进 详细剖析了现代块设备栈的结构，包括设备树（Device Tree）在嵌入式系统中的作用，以及内核如何通过 I/O 调度器（如 Kyber, BFQ）优化不同负载下的磁盘访问延迟。重点分析了现代日志式文件系统（如 Ext4, XFS, Btrfs）在数据一致性、快照和数据校验方面的最新特性。 2.2 网络协议栈的优化与零拷贝 探讨了内核网络栈的性能瓶颈，并详细介绍了零拷贝技术（如 sendfile, splice）在降低 CPU 负载中的关键作用。对 eBPF 在内核网络路径中的应用进行了深入的案例分析，展示了如何在不修改内核源码的情况下，实现动态的流量控制、监控与安全策略注入。 2.3 存储虚拟化与软件定义存储（SDS） 阐述了 LVM 2 及更高级的逻辑卷管理技术，并着重介绍了开源 SDS 解决方案（如 Ceph, GlusterFS）如何将存储逻辑从硬件中解耦，以及操作系统内核需要提供哪些接口来高效地对接这些分布式存储资源。 --- 第三部分：系统安全与隔离机制 在当前威胁日益复杂的环境下，操作系统安全已成为核心议题。本部分聚焦于如何从底层构建一个可信赖的执行环境。 3.1 访问控制模型的深化 对比了自主访问控制（DAC）、强制访问控制（MAC）和基于角色的访问控制（RBAC）的适用场景。重点解析了 SELinux 和 AppArmor 等 MAC 框架的设计哲学及其在权限分离中的实现细节，展示了如何通过安全上下文（Security Context）来限制进程的系统资源访问。 3.2 容器化与轻量级虚拟化的安全边界 全面解析了 Linux 容器（Docker/Podman）背后的核心技术：命名空间（Namespaces）和控制组（cgroups）。深入分析了这些技术如何提供进程隔离、资源限制和根文件系统沙箱，以及它们与传统全虚拟化（如 KVM）在安全模型上的差异与互补关系。 3.3 硬件辅助的安全特性 介绍了现代 CPU 提供的关键安全功能，如可信执行环境（TEE，如 Intel SGX/AMD SEV）的工作原理，及其如何为敏感计算提供隔离的运行时环境。探讨了操作系统内核如何与这些硬件特性交互，以实现更深层次的内存加密和代码完整性验证。 --- 第四部分：调试、跟踪与系统性能分析 掌握了操作系统的内部结构后，下一阶段是如何有效地诊断和优化它。 4.1 内核级调试工具链 详细介绍了 GDB 配合 kdb/kgdb 在内核调试中的应用，以及用于解决死锁、竞态条件和内存泄漏问题的工具。重点介绍了动态插桩技术（如 KProbes/UProbes）在不重启系统的前提下捕获运行时信息的强大能力。 4.2 高精度系统跟踪与性能分析 全面介绍 SystemTap 和 eBPF/BCC 工具集在生产环境下的应用。通过实际案例展示如何测量系统调用延迟的分布、识别热点函数，以及分析上下文切换的真正开销。讲解了如何利用火焰图（Flame Graphs）直观地展示系统资源的消耗路径。 4.3 故障恢复与可观察性 讨论了操作系统在面对不可恢复错误时的处理策略（如 Panic/Oops 机制）。同时，探讨了现代系统如何通过结构化的日志（Structured Logging）和分布式跟踪（Distributed Tracing）技术，将系统内部行为暴露给外部监控系统，实现全面的可观察性。 --- 第五部分：面向未来的操作系统设计趋势 本部分将目光投向下一代计算范式对操作系统的要求。 5.1 异构计算与驱动模型的统一 随着 GPU、FPGA 和专用 AI 加速器（NPU）的普及，操作系统如何提供一个统一的编程和资源管理模型成为关键。分析了异构计算抽象层（如 OpenCL/CUDA 驱动模型）如何与内核调度器协同工作，以实现高效的任务卸载。 5.2 分布式操作系统的复兴 探讨了在云计算和边缘计算背景下，传统集中式 OS 模型的局限性。分析了面向服务的架构（SOA）如何渗透到操作系统层面，以及诸如 Unikernel 和 MirageOS 等尝试构建极简、安全且面向特定应用的 OS 镜像的最新进展。 5.3 形式化验证在 OS 中的应用 简要介绍了如何利用数学方法来证明操作系统关键组件（如 IPC 机制或权限管理模块）的正确性和安全性，这代表着构建“从设计之初就可信赖”的系统软件的努力方向。 --- 目标读者： 本书面向有一定 C 语言基础和计算机体系结构知识的软件工程师、系统架构师、嵌入式开发人员，以及所有希望深入理解现代计算环境“幕后工作”的技术研究人员。通过阅读本书，读者将掌握构建、维护和优化下一代高性能、高安全系统的核心技术栈。

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作为一名对软件架构和系统设计有着浓厚兴趣的读者，我一直对Symbian OS这种曾经统治智能手机市场的操作系统充满好奇。终于，《Symbian OS Explained》这本书满足了我长久以来的求知欲。这本书的叙述方式非常独特，它不是简单地罗列技术细节，而是以一种更加宏观和系统的方式，展现了Symbian OS的整体架构和设计理念。作者深入浅出地讲解了Symbian OS的微内核、硬件抽象层（HAL）、中间件以及上层应用程序的相互关系，让我对这个复杂系统的内部运作有了全面的认识。我尤其欣赏书中对Symbian OS的模块化设计和组件化思想的强调，这解释了它为何能够适应如此广泛的硬件平台和功能需求。这本书不仅仅是关于Symbian OS的技术手册，更像是一堂关于优秀软件工程实践的课程。它让我学到了很多关于如何构建一个稳定、可扩展且高效的操作系统的宝贵经验。即使Symbian OS已经淡出了人们的视野，但它所蕴含的工程智慧依然闪耀着光芒。

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说实话，我拿到这本书的时候，其实是抱着一种“试试看”的心态。毕竟Symbian OS现在已经不再是主流，我担心这本书会显得有些过时，或者内容不够翔实。然而，事实证明我的担忧是多余的。这本书的深度和广度都远远超出了我的预期。作者在讲解Symbian OS的各个方面时，都展现了极高的专业素养和对细节的关注。我被它详尽的API文档、内存管理机制以及多任务处理的原理所深深吸引。这本书让我看到了Symbian OS是如何在当时的硬件条件下，实现如此强大的功能和用户体验的。它不仅仅讲解了“是什么”，更深入地探讨了“为什么”和“怎么做”。我特别欣赏书中对一些关键技术点的深入讲解，比如ECOM插件系统和UTRAN接口，这些内容对于理解Symbian OS的灵活性和可扩展性至关重要。即使现在已经有了更新的操作系统，但Symbian OS所蕴含的设计理念和技术思想，依然具有极高的参考价值。这本书让我重新审视了移动操作系统的发展历程，并对其背后的技术演进有了更清晰的认识。它是一部值得反复阅读的佳作，每一次翻阅都能有新的收获。

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这本《Symbian OS Explained》绝对是我最近读过的最令人印象深刻的技术书籍之一。它就像一位循循善诱的老师，带领我一步步踏入Symbian OS的世界。我一直对操作系统底层的运作原理很感兴趣，而这本书恰好满足了我这一需求。书中对于Symbian OS的内核、驱动程序、用户界面框架以及应用程序开发流程的讲解，都非常详尽且逻辑清晰。我喜欢作者在讲解每个概念时，都会提供相应的代码片段和示意图，这极大地帮助了我理解。特别是对于一些复杂的概念，比如进程间通信（IPC）和电源管理，作者都用通俗易懂的语言进行了阐释，让我能够轻松掌握。这本书不仅仅是理论知识的堆砌，它还包含了大量的实践指导，让我了解如何从零开始构建一个Symbian OS应用程序。对于想要深入了解Symbian OS的开发者来说，这本书无疑是一本不可多得的宝典。它让我对移动操作系统的设计和实现有了更深层次的理解，也为我日后的技术学习打下了坚实的基础。

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我最近入手了《Symbian OS Explained》，这本书彻底颠覆了我对Symbian OS的固有印象。我之前以为它只是一个过时的技术，但通过这本书，我发现它是一个充满智慧和创新的平台。作者在本书中，将Symbian OS的方方面面都展现得淋漓尽致。我被它对内存管理、线程同步以及图形渲染等底层机制的详细描述所吸引。书中对Symbian OS的安全性设计和权限管理也进行了深入的探讨，让我对这个曾经的移动巨头有了更全面的认识。我特别喜欢书中对Symbian OS开发环境和调试工具的介绍，这让我能够更直观地理解如何在Symbian OS上进行开发。即使我不是一名Symbian OS的开发者，但我依然能从中获益匪浅，因为它让我看到了一个成熟的操作系统是如何构建的，以及它所面临的挑战和解决方案。这本书让我对移动操作系统的发展历史和技术演进有了更深刻的理解，也让我对软件工程的复杂性和精妙之处有了全新的认识。

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这本书实在是太棒了！我是一个对移动操作系统一直充满好奇的人，尤其对Symbian OS这种曾经风靡一时的平台更是情有独钟。终于找到一本专门介绍它的书，真是太激动了。这本书不仅仅是技术的堆砌，它以一种非常引人入胜的方式，将Symbian OS的方方面面展现在我面前。我之前总觉得它是一个神秘而复杂的系统，但通过阅读这本书，我仿佛走进了它的核心，一点点地解开了它的面纱。作者的叙述非常清晰，即使是对于像我这样并非专业程序员的读者来说，也能轻松理解。每一个概念的引入都恰到好处，而且配以大量的图示和代码示例，让抽象的技术变得具体可感。我尤其喜欢书中对Symbian OS架构的深入剖析，它解释了为什么Symbian OS能够如此稳定和高效，以及它在不同设备上的应用。读完之后，我对Symbian OS的历史、发展以及它在移动通信领域所扮演的角色有了全新的认识。这本书绝对是我书架上的珍宝，它满足了我对Symbian OS的求知欲，并让我对移动操作系统有了更深刻的理解。它不仅仅是一本书，更像是一次深入的探索之旅，让我受益匪浅。

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能解决工作难题，就是好书

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