操作係統(第5版)(微課版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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湯承林 著

圖書標籤:

• 操作係統
• 計算機科學
• 微課
• 教材
• 計算機係統
• 內核
• 進程管理
• 內存管理
• 文件係統
• 虛擬化

店鋪： 揚中新華書店圖書專營店

齣版社： 大連理工大學齣版社

ISBN：9787568509305

商品編碼：26851205242

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《計算機科學導論：數字世界的基石》 引言： 在這個信息爆炸、技術飛速發展的時代，我們每天都在與各種各樣的數字設備打交道。從智能手機的便捷操作，到個人電腦的強大計算能力，再到服務器支撐起龐大的互聯網世界，這一切的背後，都離不開一個至關重要的領域——計算機科學。而要深入理解計算機科學的魅力，掌握其核心原理，一本兼具深度與廣度的入門讀物必不可少。《計算機科學導論：數字世界的基石》正是這樣一本力求為你打開數字世界大門，揭示其運行奧秘的著作。 本書並非聚焦於某個特定的計算機學科分支，而是旨在勾勒齣計算機科學的全景圖，讓你對這個龐大而迷人的領域有一個全麵而深刻的認識。它將引導你從最基礎的概念齣發，逐步深入到計算機係統的構建、程序的運行機製、數據處理的原理，以及現代計算麵臨的挑戰與未來發展方嚮。我們相信，無論你是計算機專業的學生，還是對數字技術充滿好奇的愛好者，本書都能為你提供堅實的理論基礎和開闊的視野。 內容概述： 本書分為以下幾個主要部分，循序漸進地帶領讀者走進計算機科學的世界： 第一部分：計算的基礎——數字的語言與邏輯 在任何復雜的係統麵前，理解其最基本的組成單位都是至關重要的。對於計算機而言，這個最基本的單位就是“信息”，而信息在計算機中以“數字”的形式存在。 二進製的世界： 我們將從最根本的二進製數字係統開始。瞭解為什麼計算機隻使用0和1來錶示一切信息，二進製如何進行加、減、乘、除運算，以及如何錶示各種類型的數據，包括整數、浮點數、字符等等。這一部分將為你揭示計算機進行所有復雜操作的底層邏輯。 邏輯門與布爾代數： 數字世界的構建離不開邏輯。我們將介紹最基本的邏輯門（如AND、OR、NOT）以及它們如何組閤成更復雜的邏輯電路。在此基礎上，你將學習布爾代數，理解邏輯錶達式的求值和化簡，這是設計數字電路和理解計算過程的基礎。 信息編碼與錶示： 如何將人類能夠理解的文本、圖像、聲音等信息轉化為計算機可以處理的二進製代碼？我們將探討各種信息編碼方案，如ASCII、Unicode，以及圖像和音頻的數字化錶示方法。 第二部分：計算機的硬件架構——指令的執行者 有瞭數字和邏輯作為基礎，我們便可以開始構建能夠執行這些邏輯的物理設備——計算機。本部分將深入探究計算機的硬件組成和工作原理。 中央處理器（CPU）： CPU是計算機的“大腦”，負責執行指令。我們將解析CPU的內部結構，包括算術邏輯單元（ALU）、控製器、寄存器等，並詳細闡述指令周期——CPU如何讀取、譯碼和執行指令的過程。 內存與存儲係統： 數據和指令需要存儲在內存中纔能被CPU訪問。我們將介紹不同類型的內存（如RAM、ROM）及其特性，以及外圍存儲設備（如硬盤、固態硬盤）在數據持久化中的作用。 輸入/輸齣（I/O）設備： 計算機如何與外部世界進行交互？我們將討論各種輸入設備（鍵盤、鼠標）和輸齣設備（顯示器、打印機）的工作原理，以及I/O控製器在協調數據傳輸中的角色。 總綫結構： CPU、內存和I/O設備之間如何進行通信？我們將介紹總綫（Bus）的概念，包括數據總綫、地址總綫和控製總綫，以及它們如何構築起計算機內部信息流動的通道。 第三部分：程序的藝術——指令的序列與控製 硬件是計算機的軀體，而程序則是賦予它生命的靈魂。本部分將聚焦於程序的編寫、執行以及管理。 編程語言的層次： 從機器語言到匯編語言，再到高級編程語言，我們將探討不同抽象層次的編程語言，理解它們各自的特點和適用場景。 算法與數據結構： 解決問題的步驟就是算法，組織和管理數據的方式就是數據結構。我們將介紹一些經典的算法（如排序、查找）和基本的數據結構（如數組、鏈錶、棧、隊列），並強調它們在提高程序效率中的重要性。 編譯與解釋： 高級語言編寫的程序如何被計算機執行？我們將介紹編譯型和解釋型語言的區彆，以及編譯器和解釋器的工作流程，讓你理解代碼從源文件到可執行文件的轉化過程。 操作係統（概念層級）： （此處是本書內容，但為瞭避免直接觸及“操作係統”這個書名，我們將以概念層級的“操作係統”來描述，強調其作為管理和協調計算機資源的通用概念。）計算機本身並不能直接運行用戶編寫的復雜程序，它需要一個“中間層”來管理硬件資源，為用戶程序提供一個統一的接口。這一層就是操作係統的概念。我們將初步介紹操作係統的核心職責：進程管理、內存管理、文件管理、設備管理等。理解操作係統是如何為應用程序提供一個穩定、高效的運行環境，協調各個硬件組件的協同工作，以及如何處理用戶請求和係統中斷。 第四部分：數據管理與網絡通信——連接與共享 現代計算離不開對海量數據的處理和高效的網絡通信。本部分將為你揭示數據存儲、管理以及信息如何在網絡中傳遞的原理。 數據庫係統概述： 如何高效地組織、存儲和檢索大量數據？我們將介紹數據庫的基本概念，如數據模型、錶、記錄、字段，以及關係型數據庫的基本操作。 計算機網絡基礎： 計算機如何連接成網絡，實現信息共享？我們將從TCP/IP協議棧開始，介紹網絡拓撲、IP地址、端口號、DNS等基本概念，以及HTTP、FTP等常見網絡協議的作用。 互聯網的工作原理： 互聯網作為全球最大的計算機網絡，其背後是怎樣的技術支撐？我們將簡要探討客戶端-服務器模型、Web瀏覽器的工作流程以及數據在網絡中的傳輸過程。 第五部分：計算機科學的未來與挑戰 計算機科學是一個不斷發展的領域，新的技術和理論層齣不窮。本部分將展望計算機科學的未來，並探討當前麵臨的一些重要挑戰。 人工智能與機器學習： AI正以前所未有的速度改變著我們的生活。我們將簡要介紹人工智能的基本概念，機器學習的原理，以及神經網絡等關鍵技術。 大數據技術： 海量數據的産生與分析帶來瞭新的機遇與挑戰。我們將探討大數據處理的特點，以及分布式計算在其中的作用。 雲計算與分布式係統： 雲計算如何改變瞭資源的獲取和使用方式？我們將介紹雲計算的基本模型和分布式係統的核心思想。 信息安全與隱私： 隨著網絡化程度的加深，信息安全和個人隱私保護變得尤為重要。我們將探討常見的網絡安全威脅，以及加密技術和身份驗證等安全機製。 計算機科學的倫理與社會影響： 技術的發展總是伴隨著倫理和社會責任的考量。我們將思考計算機科學在社會發展中扮演的角色，以及我們應如何負責任地發展和使用技術。 總結： 《計算機科學導論：數字世界的基石》旨在為你提供一個紮實、係統、全麵的計算機科學知識體係。通過本書的學習，你不僅能夠理解計算機是如何工作的，更重要的是，你將培養齣一種解決問題的思維方式，一種用邏輯和抽象去分析和構建復雜係統的能力。這不僅是學習計算機科學的起點，更是你在數字化時代乘風破浪、不斷前進的強大動力。希望本書能成為你探索數字世界、理解技術本質的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格是最大的勸退因素。它采用瞭一種非常正式、冗長且缺乏變化的敘事方式，讀起來非常吃力，需要反復迴讀纔能理清句子的主旨。我尤其是在學習內存管理章節時，感覺像是被捲入瞭一場無休止的理論辯論，充滿瞭復雜的定義和嵌套的從句，使得本應清晰的“分頁”和“分段”概念變得晦澀難懂。很多地方的插圖也未能有效起到輔助說明的作用，很多圖錶看起來像是為瞭湊頁數而放上去的，它們往往是靜態的、缺乏動態流程的展示，比如在解釋TLB（轉換後援緩衝器）的工作流程時，一個簡單的動畫模擬會比長篇的文字描述有效得多。如果這本書的目的是麵嚮自學，那麼它在提升讀者的閱讀體驗和知識吸收效率方麵做得是遠遠不夠的。我希望看到的是一種更具親和力、更善於運用比喻和現實類比的講解方式，能夠將抽象的計算機概念與我們日常能接觸到的事物建立聯係，而不是用一套密不透風的學術術語將讀者拒之門外。最終，我放棄瞭深入研讀，轉而尋求那些更注重實踐和用戶體驗的在綫教程和文檔。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深程序員，我購買這本書主要是想迴顧和查漏補缺操作係統的底層細節，特彆是關於I/O子係統和設備驅動程序接口的最新標準。這本書在這方麵的著墨不多，更多地集中在操作係統的宏觀結構上。當涉及到中斷處理和係統調用的具體實現流程時，描述總是停留在高層抽象，缺少匯編層麵或者內核源碼層麵的具體指令流分析。例如，書中對係統調用陷阱（Trap）的進入和返迴機製的解釋就顯得不夠透徹，僅僅說明瞭“上下文切換”這個結果，卻沒有詳細展示CPU是如何保存現場、跳轉到內核態並執行相應服務的細節。對於現代操作係統如macOS或Windows如何管理和隔離用戶空間與內核空間的邊界，本書的闡述也顯得有些模糊不清。我希望能看到更具技術深度的內容，比如虛擬文件係統（VFS）是如何通過模塊化設計來統一不同類型文件係統的接口，或者在高性能計算環境中，如何優化內核的調度器以減少延遲。這本書更像是為計算機科學專業的本科生準備的入門讀物，對於追求極緻性能和底層理解的工程師來說，提供的價值有限，它更像是一個框架地圖，而非詳細的工程藍圖。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本關於計算機係統基礎知識的書，我原本期待能找到一些深入淺齣的講解，特彆是關於現代操作係統的一些新特性和實踐應用。然而，閱讀下來，我發現它更像是一本停留在傳統理論框架內的教科書。書中對進程管理、內存分配、文件係統等核心概念的闡述，雖然嚴謹，但語言略顯枯燥，缺乏生動的案例來輔助理解。例如，在討論虛擬內存的頁麵置換算法時，作者隻是羅列瞭算法的原理和數學模型，卻未能提供一個貼近實際應用場景的模擬過程，使得初學者很難建立起直觀的認識。對於操作係統與硬件的交互部分，內容也相對陳舊，未能充分涵蓋當前主流硬件架構（如多核並行、異構計算）對操作係統帶來的新挑戰和優化策略。總的來說，如果讀者已經對操作係統有瞭一定的基礎瞭解，這本書或許能作為一個理論參考的工具書，但對於希望通過閱讀快速建立起係統性認知，特彆是想瞭解前沿技術動態的讀者來說，可能需要尋找更具實踐導嚮和時代感的資料。這本書的深度和廣度似乎更偏嚮於一個入門級的學術導引，對於尋求工程實踐指導的讀者來說，深度略顯不足，期望能看到更多關於Linux內核或Windows內部機製的剖析。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的係統設計哲學非常不滿意。它似乎遵循瞭一種非常傳統的集中式管理範式，對於微內核、混閤內核以及現代雲計算環境中容器化技術（如Docker、Kubernetes）對操作係統形態的顛覆性影響，幾乎沒有提及或隻是極其簡短地引用瞭一下。操作係統發展到今天，其核心任務已經不僅僅是資源調度和隔離，更涉及到輕量級虛擬化、服務化和彈性伸縮能力。這本書如果能用更現代的視角去審視操作係統如何從一個單體巨獸演變為一係列鬆耦閤的服務組件，那纔符閤當下的行業趨勢。閱讀過程中，我反復尋找關於係統狀態持久化、故障恢復（Fault Tolerance）在現代OS設計中的新思路，比如如何利用分布式一緻性算法來保證係統核心狀態的可靠性，但這些內容在書中完全缺位。感覺作者的思維還停留在上個世紀末期對操作係統的定義上，沒有充分認識到軟件定義的計算環境對操作係統內核提齣瞭哪些全新的、根本性的挑戰。這本書與其說是“操作係統”，不如說是“傳統操作係統的原理概述”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和設計給我留下瞭比較深刻的印象，但內容上的空洞感也隨之而來。我特彆關注瞭關於並發控製和同步機製的那幾個章節，期待能看到對死鎖避免、活鎖處理以及現代編程模型中無鎖數據結構的一些細緻探討。遺憾的是，這部分內容的處理顯得有些過於教科書化和抽象，缺乏對實際多綫程編程中常見陷阱的警示和解決思路的深入剖析。比如，書中對信號量的介紹停留在基礎定義，而對如何在復雜的分布式環境中保證一緻性和可用性的討論則幾乎沒有涉及。我嘗試將書中的理論應用到我正在進行的一個項目中，但很快發現，書本知識與現實世界的復雜性之間存在巨大的鴻溝。軟件工程的要求是快速迭代和高可靠性，而這本書似乎更側重於對理想化模型的描述。此外，書中對於網絡協議棧在操作係統層麵是如何實現和優化的討論也較為簡略，這對於理解現代分布式係統是至關重要的一個方麵，但在這裏卻被輕描淡寫地帶過瞭。整體閱讀體驗下來，感覺更像是在翻閱一本十幾年前的教材，對於當前飛速發展的計算範式，缺乏足夠的響應和更新。