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出版者:McGraw-Hill Education (ISE Editions)

作者:Behrouz A. Forouzan

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-7-1

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9780071213660

丛书系列:

图书标签:

• 数据通信
• 计算机网络
• 网络技术
• TCP/IP
• 网络协议
• 数据传输
• 网络安全
• 通信原理
• 网络工程
• 更新版

《深入理解操作系统》 本书聚焦于操作系统核心原理与现代实践，旨在为计算机科学专业的学生、软件工程师以及对底层系统原理感兴趣的技术人员提供一本权威且深入的学习指南。 内容概述： 本书系统地剖析了操作系统的各个关键组成部分，并结合当前主流操作系统的实现细节，力求从理论到实践全面覆盖。 引言与发展历程： 开篇将引导读者回顾操作系统的历史演进，从早期批处理系统到现代多用户、多任务、分布式操作系统，理解其不断适应技术发展和用户需求变化的过程。我们将探讨关键的技术突破，如中断、内存管理、进程概念等的诞生及其对计算范式的影响。 进程管理： 这是操作系统的核心功能之一。本书将深入讲解进程的定义、状态转换（创建、就绪、运行、阻塞、终止）及其背后的机制。我们将详细介绍进程控制块（PCB）的作用，以及多进程环境下如何实现进程间的通信（IPC）和同步，包括共享内存、消息队列、信号量、互斥锁等经典同步原语。此外，线程模型（内核级线程与用户级线程）及其优势和实现方式也将得到详尽阐述。 CPU调度： 为了有效地利用CPU资源，操作系统需要精妙的调度策略。本书将深入剖析各种CPU调度算法，如先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度、轮转法（Round Robin）、多级队列调度等。我们将分析这些算法的优缺点，以及它们在不同场景下的适用性。还会探讨实时调度、多处理器调度等更复杂的主题。 内存管理： 内存是计算机系统中宝贵的资源，操作系统必须对其进行高效的管理。本书将详细介绍内存分配策略，包括连续内存分配（固定分区、可变分区）和非连续内存分配（分页、分段）。我们将深入讲解虚拟内存的概念，包括页表、TLB、页面置换算法（FIFO, LRU, Optimal）及其工作原理。内存映射（Memory Mapping）以及内存保护机制也将得到充分的讨论。 文件系统： 文件系统是操作系统管理持久化数据的主要方式。本书将从概念层面介绍文件、目录、文件系统结构，以及文件系统的层次结构。我们将深入分析文件系统中常用的存储介质（如硬盘）的组织方式，包括块分配策略（连续分配、链式分配、索引分配）、目录结构（单级、树形、无环图）、以及各种文件系统（如FAT、NTFS、ext4、ZFS）的实现特点和性能考量。文件系统的可靠性、性能优化和安全性也将是重点。 I/O系统： 输入/输出（I/O）是计算机与外部世界交互的关键。本书将详细介绍I/O硬件（如磁盘、网络接口、键盘、显示器）的工作原理，以及操作系统如何通过设备驱动程序来管理这些硬件。我们将探讨I/O软件层次，包括用户空间I/O软件、设备独立软件、设备驱动程序和中断处理程序。缓冲、缓存、设备预留等I/O优化技术也将被深入分析。 死锁： 死锁是并发系统中一个棘手的问题。本书将深入讲解死锁产生的四个必要条件（互斥、占有并等待、不可剥夺、循环等待），并介绍死锁的预防、避免、检测和恢复策略。我们将通过具体的案例分析，帮助读者理解如何设计系统以避免或处理死锁。 安全与保护： 操作系统的安全是保障系统和数据完整性的基石。本书将探讨操作系统提供的安全机制，包括用户身份认证、访问控制（ACLs、能力表）、内存保护、文件权限管理等。还将涉及恶意软件（病毒、蠕虫、木马）的攻击方式及其防御策略。 分布式系统与现代趋势： 随着云计算和大数据时代的到来，分布式操作系统和相关概念变得日益重要。本书将在最后部分介绍分布式系统的基本原理，包括分布式文件系统、分布式共享内存、分布式事务等。同时，还会对当前操作系统的发展趋势进行展望，如容器化（Docker）、微内核、以及面向性能和安全的新型架构。 本书特点： 深入的理论分析： 每一个核心概念都建立在扎实的理论基础上，并配以清晰的图示和数学模型。 丰富的实际案例： 结合Linux、Windows等主流操作系统的具体实现细节，让抽象概念更易理解。 循序渐进的教学设计： 从基础概念逐步深入到复杂主题，适合不同层次的学习者。 强调系统设计思想： 不仅关注“是什么”，更探讨“为什么”和“如何做”，培养读者的系统设计能力。 面向实践的应用导向： 帮助读者理解底层原理如何在实际软件开发中发挥作用。 适合读者： 计算机科学与技术、软件工程等专业的本科生和研究生。 希望深入理解操作系统原理的软件开发工程师。 对计算机系统底层运作机制充满好奇的技术爱好者。 需要掌握操作系统核心知识以应对面试或职业发展需求的IT从业者。 通过阅读本书，您将能够全面掌握操作系统的核心技术，深刻理解现代计算系统的运行机制，并为构建更健壮、高效、安全的软件系统打下坚实基础。

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