Java從初學到精通 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:電子工業

作者:辛立偉//張帆

出品人:

頁數:617

译者:

出版時間:2010-6

價格:69.00元

裝幀:

isbn號碼:9787121106484

叢書系列:

圖書標籤:

• 編程
• java
• Java
• 編程
• 入門
• 進階
• 核心
• 數據結構
• 算法
• 麵嚮對象
• 實戰
• 開發

編程世界的基石：深入理解與實踐的操作係統精粹 書籍名稱：《操作係統：原理、設計與實現》 內容簡介： 在數字化浪潮席捲全球的今天，計算機已成為我們生活和工作中不可或缺的一部分。然而，隱藏在華麗界麵和流暢應用之下的核心驅動力，正是那套沉默而強大的“幕後總管”——操作係統（Operating System, OS）。本書旨在為渴望全麵掌握現代計算機係統精髓的讀者，提供一套係統、深入且高度實用的知識體係。我們不僅關注理論的嚴謹性，更強調實踐中的應用與權衡。 本書定位與目標讀者： 本書麵嚮具有一定編程基礎（如熟悉C/C++語言或高級語言編程思維）的計算機科學專業學生、係統程序員、軟件工程師，以及所有希望深入理解硬件與軟件交互機製的資深愛好者。我們不假設讀者是操作係統專傢，但要求讀者具備強烈的求知欲和獨立思考能力。閱讀完本書，讀者將能夠清晰地理解操作係統是如何在有限的物理資源上，實現高效、公平、穩定的多任務環境，並具備設計、實現和調試復雜操作係統的基本能力。 核心內容模塊深度解析： 第一部分：操作係統的基礎架構與核心概念 本部分奠定堅實的理論基礎，解析操作係統的核心功能及其曆史演進。 1. 係統結構與啓動過程： 深入剖析操作係統的層次結構模型（宏內核、微內核、混閤內核的優劣對比）。詳細講解計算機啓動流程，從BIOS/UEFI到引導加載程序（Bootloader，如GRUB）的工作機製，以及內核的初始化過程，理解硬件抽象層（HAL）的重要性。 2. 中斷、異常與係統調用： 這是用戶態與內核態切換的生命綫。我們將細緻探討中斷嚮量錶（IDT）的結構，中斷處理流程，區分可屏蔽中斷與不可屏蔽中斷。重點解析係統調用的工作機製，包括用戶態如何通過特定的匯編指令或庫函數安全地請求內核服務，以及上下文切換的完整步驟。 3. 處理器管理基礎： 介紹進程（Process）與綫程（Thread）的本質區彆。探討進程控製塊（PCB）的內部結構，如何描述和管理一個活動的程序實例。綫程的細粒度管理，包括用戶級綫程與內核級綫程的調度與同步問題。 第二部分：進程同步與並發控製的藝術 並發是現代操作係統的核心挑戰。本部分聚焦於如何協調多個並發執行體，確保數據一緻性與係統正確性。 1. 競爭條件與臨界區： 詳細分析多綫程並發訪問共享資源時可能産生的競態條件，並界定臨界區的概念。 2. 經典同步機製： 深入剖析經典的同步工具，包括： 互斥鎖（Mutex）與信號量（Semaphore）： 不僅講解其API用法，更側重於底層實現（如使用硬件提供的原子操作或禁用中斷）。 管程（Monitor）： 探討如何利用高級語言結構（如Java的`synchronized`關鍵字）來簡化並發編程，避免使用底層復雜的信號量操作。 3. 死鎖的預防、檢測與恢復： 全麵介紹死鎖産生的四個必要條件。重點講解經典的銀行傢算法（Banker's Algorithm）的原理與局限性，以及實際係統中常采用的死鎖檢測圖算法和超時恢復策略。 第三部分：內存管理的智慧與挑戰 內存是係統中最寶貴的資源之一。本部分探討操作係統如何高效、安全地分配和迴收主存，並實現虛擬內存機製。 1. 連續與非連續內存分配： 對固定分區、動態分區（首次適應、最佳適應、最壞適應）進行對比分析。引入內存保護機製，如基址寄存器和界限寄存器。 2. 分頁與分段： 詳細闡述分頁機製，包括頁錶的結構（單級、多級頁錶、倒排頁錶）及其帶來的內存開銷與查找效率權衡。分段機製作為一種邏輯視圖的補充，如何與分頁結閤。 3. 虛擬內存與頁麵置換算法： 深入講解虛擬地址到物理地址的轉換過程，TLB（轉換後援緩衝器）的作用與工作流程。係統地比較和實現經典頁麵置換算法：FIFO、LRU（最近最少使用）、OPT（最優算法）以及其在實際操作係統中的近似實現（如第二次機會算法、時鍾算法）。探討抖動（Thrashing）現象的成因與規避。 第四部分：文件係統與I/O子係統 文件是用戶數據持久化的載體。本部分聚焦於如何組織、存儲和高效訪問數據，以及統一管理所有輸入/輸齣設備。 1. 文件係統結構與管理： 探究文件係統的邏輯結構（文件、目錄、磁盤空間管理）。深入解析兩種主流的磁盤空間分配方法：連續分配、鏈式分配（文件分配錶FAT）和索引分配（i-node結構），以及它們在性能和碎片化上的錶現。 2. 文件係統實現： 重點分析日誌（Journaling）文件係統（如ext4, NTFS）如何保證數據的一緻性和快速恢復能力。探討虛擬文件係統（VFS）層的作用，實現對不同底層文件係統的透明訪問。 3. I/O硬件與驅動程序： 介紹I/O設備的工作模式（輪詢、中斷、DMA）。詳細講解I/O子係統的層次結構，包括設備驅動程序接口、緩衝池管理以及Spooling技術。 第五部分：調度算法的精妙設計 調度是決定係統響應速度和公平性的關鍵。本部分從理論到實踐，全麵覆蓋CPU調度的各種策略。 1. 調度目標與性能指標： 定義CPU調度的目標（吞吐量、周轉時間、等待時間、響應時間）及衡量指標。 2. 批處理與分時係統調度： 分析先進先齣（FCFS）、最短作業優先（SJF）的理論最優性與實際應用限製。深入探討搶占式調度（如最短剩餘時間優先SRTF）。 3. 現代多級反饋隊列調度： 重點解析Linux CFS（完全公平調度器）和傳統Unix 7th調度算法的設計思想，它們如何平衡交互式任務與批處理任務的需求，實現“有效”而非“絕對”的公平性。 本書特色： 理論與實踐的緊密結閤： 書中穿插瞭大量基於Linux內核或Minix設計思想的僞代碼和實際代碼片段（C語言），幫助讀者將抽象概念具象化。 案例驅動學習： 選取現代主流操作係統（如Linux、Windows）中特定機製的實現方法作為對比案例，拓寬讀者的視野。 深入探討權衡藝術： 操作係統設計本質上是資源分配的藝術。本書反復強調不同設計選擇背後的性能、開銷與安全性的權衡分析。 通過對本書內容的係統學習，讀者將不再滿足於僅僅“使用”操作係統，而是能夠真正理解其“如何工作”，為未來從事係統級軟件開發、性能優化或嵌入式係統設計打下不可動搖的根基。

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在微信讀書上刷瞭一下。入門友好，讀起來順暢。看完這個再去看英文教材，好歹很多概念在這本都熟悉瞭，不至於一頭霧水。

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