计算机操作系统基础与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:298

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出版时间:2009-7

价格:30.00元

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isbn号码:9787302202844

丛书系列:

图书标签:

• 操作系统
• 计算机基础
• 系统编程
• 内核
• 进程管理
• 内存管理
• 文件系统
• I/O
• 并发
• 多线程

《深入理解数据结构与算法：从理论到实践》 本书旨在为你构建坚实的数据结构与算法基础，并引导你将其应用于解决实际编程挑战。我们相信，理解数据结构与算法是成为一名优秀软件工程师的基石，它们贯穿于几乎所有的计算领域，从基础的程序设计到复杂的系统架构，乃至新兴的人工智能与大数据技术。 内容概述： 本书结构清晰，由浅入深，循序渐进地为你展现数据结构与算法的魅力。 第一部分：数据结构精粹 基础数据结构： 我们将首先深入剖析最基本但也最重要的数据结构，包括： 数组 (Arrays): 探讨其内存布局、访问效率、动态数组的实现以及在各种场景下的应用，例如查找、排序和矩阵运算。 链表 (Linked Lists): 详细介绍单向链表、双向链表和循环链表的结构与操作，重点分析其在插入、删除方面的优势，并阐述它们如何成为实现其他复杂数据结构的基础。 栈 (Stacks): 讲解后进先出 (LIFO) 的原则，介绍基于数组和链表的栈实现，并分析其在函数调用、表达式求值和浏览器历史记录等方面的实际应用。 队列 (Queues): 剖析先进先出 (FIFO) 的原则，探讨基于数组和链表的队列实现，以及它们在任务调度、消息传递和广度优先搜索 (BFS) 中的关键作用。 抽象数据类型 (Abstract Data Types - ADTs): 我们将关注数据结构背后的逻辑概念，理解它们所提供的操作集，而无需关心具体的实现细节。 树形结构： 二叉树 (Binary Trees): 介绍二叉树的基本概念，包括二叉搜索树 (BST) 的性质、插入、删除和查找操作，以及遍历（前序、中序、后序、层序）的重要性。 平衡二叉搜索树： 深入讲解 AVL 树和红黑树 (Red-Black Trees) 的原理、平衡机制和操作复杂度，理解它们如何在保持高效查找的同时，确保插入和删除的效率。 堆 (Heaps): 介绍最大堆和最小堆的概念，重点分析堆的构建、插入、删除和堆排序算法，理解它们在优先队列实现中的核心地位。 B树和B+树： 简要介绍这些在数据库和文件系统中广泛使用的多路搜索树，理解它们如何优化磁盘 I/O 操作。 图论基础： 图的表示： 讲解邻接矩阵和邻接表这两种表示方法，分析它们的优缺点和适用场景。 图的遍历： 详细阐述深度优先搜索 (DFS) 和广度优先搜索 (BFS) 算法，并展示它们在连通性判断、最短路径查找和拓扑排序等问题中的应用。 最短路径算法： 学习 Dijkstra 算法和 Bellman-Ford 算法，理解它们如何在带权图中找到单源最短路径。 最小生成树算法： 掌握 Prim 算法和 Kruskal 算法，理解它们如何找到连接图中所有顶点的边权之和最小的生成树。 哈希表 (Hash Tables): 哈希函数： 探讨设计优秀哈希函数的原则，理解冲突是如何产生的。 冲突解决： 详细介绍链地址法 (Separate Chaining) 和开放地址法 (Open Addressing)（包括线性探测、二次探测和双重哈希），并分析它们的性能特点。 应用： 讲解哈希表在字典、集合、缓存和数据库索引中的广泛应用。 第二部分：算法设计与分析 算法复杂度分析： 时间复杂度和空间复杂度： 引入大 O 记法 (Big O Notation)，学习如何分析算法的渐进时间复杂度和空间复杂度，理解其在衡量算法效率上的重要性。 常见复杂度类别： 熟悉 O(1)、O(log n)、O(n)、O(n log n)、O(n^2) 等常见复杂度以及它们的含义。 核心算法设计范式： 分治法 (Divide and Conquer): 学习如何将问题分解为更小的子问题，独立解决后再合并结果，并分析经典应用，如归并排序 (Merge Sort) 和快速排序 (Quick Sort)。 动态规划 (Dynamic Programming): 深入理解“最优子结构”和“重叠子问题”这两个核心概念，学习如何构建状态转移方程，并解决诸如背包问题、最长公共子序列和矩阵链乘法等经典问题。 贪心算法 (Greedy Algorithms): 学习如何每一步都做出局部最优选择，期望最终获得全局最优解，并分析活动选择问题、霍夫曼编码等应用。 回溯法 (Backtracking): 掌握通过系统地搜索所有可能的解决方案来解决问题的方法，重点介绍 N 皇后问题、数独求解等回溯场景。 分支限界法 (Branch and Bound): 了解如何通过剪枝策略来优化搜索空间，以提高解决复杂优化问题的效率。 排序算法： 比较排序： 详细分析冒泡排序 (Bubble Sort)、选择排序 (Selection Sort)、插入排序 (Insertion Sort)、快速排序 (Quick Sort)、归并排序 (Merge Sort) 和堆排序 (Heap Sort) 的原理、实现及其时间/空间复杂度。 非比较排序： 介绍计数排序 (Counting Sort)、桶排序 (Bucket Sort) 和基数排序 (Radix Sort)，理解它们在特定条件下的高效性。 搜索算法： 线性搜索 (Linear Search): 基础的搜索方法。 二分搜索 (Binary Search): 在有序数组中的高效查找算法。 第三部分：实际应用与进阶 字符串匹配算法： 学习朴素匹配算法、KMP (Knuth-Morris-Pratt) 算法和 Boyer-Moore 算法，理解它们在文本搜索中的优化之道。 高级数据结构展望： 简要介绍字典树 (Trie)、优先队列 (Priority Queue) 的实现、图的更多高级算法（如 Floyd-Warshall）等，为进一步学习打下基础。 算法在现代技术中的应用： 探讨数据结构与算法在数据库系统、网络路由、编译器设计、人工智能（机器学习、图神经网络）、大数据处理（如 MapReduce）、加密算法等领域的核心作用。 学习目标： 通过本书的学习，你将能够： 1. 清晰理解 各种基本和高级数据结构的设计原理、实现方式及其优缺点。 2. 熟练掌握 各种经典的算法设计范式，并能独立运用它们解决实际问题。 3. 准确分析 算法的时间和空间复杂度，从而能够选择最高效的解决方案。 4. 编写 高效、简洁且可维护的代码来实现各种数据结构和算法。 5. 建立 解决复杂计算问题的思维模型，为深入学习计算机科学的其他领域（如操作系统、数据库、人工智能等）奠定坚实基础。 本书不仅提供理论知识，更注重实践能力的培养，通过大量的代码示例和练习题，帮助你将理论知识转化为实际技能。我们鼓励读者在学习过程中不断尝试、调试和思考，最终成为一名能够驾驭复杂算法和数据结构问题的优秀开发者。

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我之前以为操作系统就是安装在电脑上的软件，但读完这本书，我才真正意识到它在我日常使用电脑和手机的过程中扮演着多么核心的角色。这本书的“应用”部分对我来说尤其具有启发性，它并没有仅仅停留在理论层面，而是将操作系统中的许多概念与我们日常接触到的软件和设备联系起来。比如，它在讲解I/O管理时，提到了我们经常使用的USB设备，解释了当我们将U盘插入电脑时，操作系统是如何识别它、分配资源，并允许我们进行读写操作的。我还学会了理解为什么有时候下载文件会比上传文件快，这和操作系统的网络协议栈和缓冲机制有关。这本书还探讨了用户界面和图形化显示背后的操作系统支持，让我明白我们看到的窗口、按钮、菜单，都是操作系统精心组织和渲染的结果。即使是看似简单的“复制粘贴”操作，背后也涉及到了文件系统的读写、内存的拷贝以及进程间的通信，这本书让我看到了这些“幕后英雄”是如何协同工作的，让我们的数字生活如此便捷。

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我通常对技术类的书籍没什么耐心，因为很多书都写得太学术，动不动就是一堆公式和专业术语，让人望而却步。但《计算机操作系统基础与应用》完全打破了我的固有印象。这本书的语言风格非常轻松，就像是和一个经验丰富的工程师在聊天，他会把你遇到的技术难题都一一剖析，而且总是能找到最贴切的比喻来帮助你理解。我特别喜欢它关于死锁的部分。以前听老师讲死锁，就觉得是一件很恐怖的事情，好像程序会被永远卡住。但这本书用一个“抢椅子游戏”的例子，生动地描绘了死锁的发生条件：互斥、占有并等待、不可剥夺、循环等待。看完之后，我不仅明白了死锁是怎么产生的，更重要的是，它还讲解了如何预防和解除死锁，比如资源分配图、银行家算法等等，虽然听起来很复杂，但作者的讲解清晰易懂，甚至还给出了很多代码示例，让我能够更直观地看到这些算法是如何工作的。这种理论与实践相结合的方式，让我觉得学到的东西不仅仅是知识，更是解决实际问题的能力。

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这本书的视角非常独特，它不仅仅是讲解技术，更像是带我进行了一次深入的“器官移植”手术，让我从里到外看清楚操作系统的“心脏”和“血管”。我对文件系统的那一部分印象特别深刻，以前我只知道文件存在硬盘上，但不知道它们是怎么被组织起来，怎么才能快速找到。这本书用了一种非常巧妙的比喻，把文件系统想象成一个巨大的图书馆，文件就是书，而文件系统就是图书馆的目录和管理系统。它详细介绍了目录结构、文件分配方式（比如连续分配、链式分配、索引分配），让我明白为什么我们删除文件后，数据并没有立刻消失，只是标记被移除了，等待被覆盖。而且，它还讲到了文件系统的性能优化，比如磁盘调度算法，怎么让读写数据的速度更快，这解释了我为什么有时候拷贝大量文件会感觉电脑变慢。最让我惊喜的是，它还触及了文件系统的安全性和可靠性，比如如何防止数据丢失，如何备份，这对于保护我的个人数据至关重要。读完这部分，我对“数据安全”这个概念有了更深刻的认识，也意识到操作系统在幕后做了多少工作来保障数据的完整性。

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这本书的结构设计得非常合理，从最基础的概念讲起，循序渐进，不会让你在刚开始就感到 overwhelmed。我非常欣赏它在讲到并发和同步机制时所采用的方法。以前我觉得多个程序同时运行，各自为政，很容易出问题。这本书用了一个非常形象的比喻，把多个进程想象成一群工人在一个共享的工地上工作，他们可能需要使用同一个工具，或者需要同时修改同一个文件。如果管理不当，就会发生混乱，比如两个人同时拿起一把锤子，或者一个人正在修改文件，另一个人却在读取它，这就会导致数据不一致。这本书详细讲解了互斥锁、信号量、管程等同步工具，并说明了它们是如何保证多个进程能够安全地访问共享资源，避免冲突。我印象最深刻的是它对信号量的解释，就像是给资源设置了一个计数器，每次一个进程需要使用资源，计数器就减一，使用完毕就加一，当计数器为零时，其他进程就只能等待。这种细致的讲解，让我对并发编程的复杂性有了更深的认识，也理解了为什么操作系统需要提供这些强大的机制来维护系统的稳定运行。

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这本书简直是我的救星！之前学操作系统的课，感觉像在看天书，老师讲得快，概念又抽象，每次听完都一脸茫然。这本《计算机操作系统基础与应用》真的不一样，它用非常接地气的方式把那些复杂的概念一点点拆解开。我尤其喜欢它关于进程调度那一部分，虽然我不是计算机专业的，但看完之后居然能理解为什么系统在运行多个程序的时候不会卡顿，它用了好多生活中的例子，比如餐厅的点餐和厨房的烹饪流程，把进程的创建、执行、阻塞、唤醒这些流程讲得明明白白。还有内存管理，我以前总觉得内存就是个大箱子，但这本书让我明白它背后原来有那么多学问，虚拟内存、分页、分段，虽然听起来很专业，但作者的讲解让我觉得它们就像是给电脑内存分房间、安排座位，让每个程序都能找到自己的空间，而且还能高效利用。更棒的是，它还提到了很多实际应用，比如在Android手机上，当你在玩游戏的时候，系统是怎么保证游戏流畅运行，同时还能接收微信消息的，这些都让我觉得操作系统离我并不遥远，它就在我身边，默默地为我服务。这本书的图文并茂也帮了我大忙，好多地方光看文字可能还是云里雾里，但配上插图，一下子就豁然开朗了，感觉就像是在看一本情节生动的科普读物，而不是枯燥的技术手册。

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