操作系统(第5版)(微课版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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汤承林 著

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• 计算机系统
• 内核
• 进程管理
• 内存管理
• 文件系统
• 系统编程

店铺： 盱眙新华书店图书专营店

出版社： 大连理工大学出版社

ISBN：9787568509305

商品编码：26873079015

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《计算机操作系统原理与实践》 内容简介： 这是一本全面深入探讨现代计算机操作系统核心原理与实践的著作。本书旨在为计算机科学与技术领域的学生、研究人员以及有志于深入理解操作系统运作机制的开发者提供一份详实而权威的指导。全书以严谨的学术视角，结合丰富的实际案例，系统地阐述了操作系统的设计思想、关键技术以及在不同平台上的应用。 第一部分：操作系统概述与基础概念 本书的开篇将带读者进入操作系统的世界，首先阐述操作系统的定义、功能及其在现代计算机系统中的核心地位。我们将深入剖析操作系统的基本概念，包括进程、线程、内存、文件系统、设备管理等。读者将了解到操作系统如何管理硬件资源，如何为用户程序提供一个抽象、高效、易用的运行环境。 操作系统的发展历程与类型： 回顾操作系统的演进，从批处理系统到分时系统，再到现代的多任务、分布式、实时操作系统，理解不同时代的需求如何塑造了操作系统的设计。 用户接口与系统调用： 探索用户如何与操作系统交互，理解命令解释器、图形用户界面（GUI）以及系统调用的重要性，它是应用程序访问操作系统服务的桥梁。 内核与用户模式： 详细讲解内核模式和用户模式的区分，以及它们之间的切换机制，这是保障系统安全与稳定性的关键。 中断与异常处理： 深入分析中断和异常的产生机制、处理流程以及它们在操作系统事件驱动模型中的作用。 第二部分：进程管理 进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。本部分将对进程及其生命周期进行深入剖析，重点关注进程的创建、终止、同步与通信，以及进程调度的各种算法。 进程模型与PCB（Process Control Block）： 详细介绍进程的概念，以及PCB如何存储进程的关键信息，包括进程ID、状态、寄存器内容、内存指针等。 进程状态与转换： 阐述进程在运行过程中的各种状态（新建、就绪、运行、阻塞、终止）以及它们之间的转换条件。 进程创建与终止： 探讨操作系统如何创建新的进程，以及进程如何正常终止或被异常终止。 线程模型与优势： 引入线程的概念，解释线程作为进程内更小的执行单元，以及多线程带来的并发性优势和编程挑战。 进程间通信（IPC）： 详细介绍多种进程间通信机制，如管道（pipe）、消息队列（message queue）、共享内存（shared memory）、信号量（semaphore）和套接字（socket），理解它们的应用场景和实现原理。 进程同步与互斥： 深入讲解临界区、竞态条件（race condition）等并发问题，以及如何利用锁（lock）、信号量、条件变量（condition variable）和死锁（deadlock）预防与检测技术来保证数据的一致性和程序的正确性。 进程调度算法： 分析各种常见的进程调度算法，包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度、时间片轮转（Round-Robin）以及多级反馈队列调度，并评估它们的性能特点。 第三部分：内存管理 内存是计算机系统中最宝贵的资源之一。本部分将深入探讨操作系统如何有效地管理内存，包括内存分配、地址转换、虚拟内存技术以及页面置换算法。 内存分配策略： 讲解连续内存分配（固定分区、可变分区）和非连续内存分配（分页、分段）的基本原理，以及它们带来的碎片问题。 分页与分段： 详细阐述分页和分段机制，理解逻辑地址如何被转换为物理地址，以及页表和段表的结构与作用。 虚拟内存： 深入介绍虚拟内存的概念，它是如何通过将一部分程序和数据驻留在磁盘上来扩展物理内存的，从而允许运行比物理内存更大的程序。 请求分页与页面置换算法： 讲解请求分页的工作原理，以及当物理内存不足时，页面置换算法（如FIFO、LRU、OPT、Clock）如何选择淘汰哪些页面。 TLB（Translation Lookaside Buffer）与内存性能优化： 探讨TLB的作用，它如何加速地址转换过程，以及其他内存管理相关的性能优化技术。 第四部分：文件系统 文件系统是操作系统管理持久化存储的核心组件。本部分将深入研究文件系统的组织结构、目录管理、文件操作以及磁盘调度。 文件概念与属性： 定义文件及其基本属性，如文件名、大小、创建时间、访问权限等。 文件结构与访问方法： 讲解顺序文件、索引文件、哈希文件等不同文件结构，以及顺序访问、直接访问、索引访问等访问方法。 目录结构： 探讨单级目录、二级目录、树形目录等目录结构，以及它们如何组织和管理文件。 文件系统实现： 深入分析文件系统的内部实现，包括文件分配方法（连续分配、链式分配、索引分配）、空闲空间管理以及元数据（inode）的管理。 磁盘I/O与磁盘调度： 讲解磁盘I/O的基本原理，以及磁盘调度算法（如FCFS、SSTF、SCAN、C-SCAN、LOOK、C-LOOK）如何优化磁盘访问效率。 文件系统缓存与日志： 探讨文件系统缓存的作用，以及日志文件系统如何提高数据的一致性和恢复能力。 第五部分：设备管理 设备管理负责协调和管理计算机的各种I/O设备。本部分将详细介绍I/O设备的类型、I/O控制方式、设备驱动程序以及缓冲区技术。 I/O设备的分类与接口： 介绍各种I/O设备（输入设备、输出设备、存储设备）的特点，以及它们与CPU之间的接口技术。 I/O控制方式： 讲解程序控制I/O、中断驱动I/O、DMA（Direct Memory Access）等不同的I/O控制方式，并分析它们的优缺点。 设备驱动程序： 深入理解设备驱动程序的作用，它是操作系统与硬件设备之间的桥梁，负责将操作系统发出的通用I/O指令转换为特定设备的指令。 缓冲区管理： 介绍各种缓冲区策略（单缓冲区、双缓冲区、环形缓冲区），以及它们如何提高I/O效率并解决CPU与设备速度不匹配的问题。 中断与异常处理的设备管理视角： 回顾中断和异常处理机制在设备管理中的应用，例如设备操作完成中断。 第六部分：安全与保护 在多用户、多任务的操作系统环境中，安全与保护是至关重要的。本部分将探讨操作系统如何保护系统资源免受非法访问和恶意破坏。 安全概念与威胁： 定义安全策略，并分析常见的安全威胁，如病毒、恶意软件、拒绝服务攻击等。 访问控制： 讲解访问控制列表（ACL）、权限位（permission bits）等访问控制机制，以及它们如何限制用户和进程对资源的访问。 认证与授权： 探讨用户认证（如密码、生物识别）和授权机制，确保只有合法的用户才能访问系统资源。 加密技术在操作系统中的应用： 简要介绍加密技术在文件系统、网络通信等方面的应用，以保护数据的机密性和完整性。 系统监控与审计： 讨论系统监控和审计的重要性，它们如何记录系统活动，以便发现安全问题并进行追溯。 第七部分：现代操作系统发展趋势 本书的最后将展望操作系统的未来发展方向，包括分布式操作系统、嵌入式操作系统、实时操作系统以及云计算和虚拟化技术对操作系统的影响。 分布式操作系统： 探讨分布式操作系统如何管理分布在网络中的计算资源，实现资源共享和协同工作。 嵌入式操作系统： 介绍嵌入式操作系统在各种智能设备中的应用，以及它们在资源受限环境下的设计特点。 实时操作系统（RTOS）： 讲解实时操作系统的特点，它们在对时间有严格要求的应用（如工业控制、航空航天）中的重要性。 虚拟化技术与容器： 深入分析虚拟化技术（如虚拟机）和容器技术（如Docker）如何改变了操作系统的使用方式和部署模式。 云计算与操作系统： 探讨云计算对操作系统设计和管理的影响，以及云原生操作系统的新趋势。 本书特色： 理论与实践相结合： 理论讲解深入浅出，辅以大量的实际案例和代码示例，帮助读者理解抽象概念。 系统性与全面性： 覆盖操作系统各个核心模块，形成一个完整的知识体系。 结构清晰，逻辑严谨： 章节安排合理，循序渐进，便于读者理解和学习。 面向开发者： 强调操作系统的实际应用和设计思路，为有志于操作系统开发的读者提供坚实基础。 适用读者： 计算机科学与技术、软件工程等相关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者和系统工程师。 对计算机系统底层原理感兴趣的研究人员。 本书将成为您探索操作系统奥秘、提升系统设计与开发能力的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年从事软件开发的工程师，我经常需要接触和处理各种操作系统层面的问题，无论是性能调优还是排查bug，对操作系统的理解深度都直接影响到工作效率。这本书对我来说，更像是一本“案头常备”的工具书。它在内容上非常全面，涵盖了操作系统的方方面面，而且更新及时，紧跟了当前操作系统的发展趋势。我尤其欣赏书中关于并发和同步机制的讲解，作者用非常严谨的数学模型和清晰的逻辑推演，阐述了信号量、互斥锁、条件变量等核心概念，并且还列举了大量的应用场景，让我能够将理论知识与实际开发中的多线程、分布式系统等问题联系起来。书中对于分布式操作系统和实时操作系统的介绍，也为我提供了宝贵的参考，尤其是在面对一些复杂系统设计时，能从中获得不少启发。虽然我并非初学者，但这本书依然给了我很多新的认识和思考。它在问题的分析方法和解决思路上的引导，对于提升解决复杂技术难题的能力非常有帮助。每次翻阅，都能发现新的重点和值得深思的地方，它是一本能陪伴我职业生涯不断成长的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的计算机专业学生，平时接触过一些操作系统相关的课程，但总感觉知识点零散，理论与实践脱节。直到我偶然翻开这本《操作系统（第5版）（微课版）》，才感觉自己找到了“组织”。这本书的结构安排非常合理，从最基础的操作系统概论，到文件系统、设备管理，再到更深入的并发控制和死锁预防，层层递进，逻辑清晰。让我印象深刻的是，作者并没有止步于理论的讲解，而是非常注重理论与实践的结合。书中有很多章节都提供了相应的实验指导，而且这些实验并不只是简单的照猫画虎，而是能帮助我们真正理解书中的理论是如何在实际环境中实现的。例如，在讲到进程调度时，书中提供了模拟不同调度算法的实验，让我们亲手去调整参数，观察不同算法对系统性能的影响，这种“动手出真谛”的学习方式，让我对操作系统的工作原理有了更深刻的体会。此外，书中的案例分析也非常有价值，通过分析一些经典操作系统的设计思想和实现细节，可以让我们站在巨人的肩膀上，学习到更高级的设计理念。总而言之，这本书不仅适合初学者入门，对于希望深入理解操作系统的学生来说，也是一本极其优秀的参考书。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在准备考研的学生，操作系统是我的重点科目之一。在选择复习资料时，我尝试了市面上好几本书，但总觉得要么内容过于晦涩，要么不够系统，要么就是缺乏实操指导。直到我看到了这本《操作系统（第5版）（微课版）》，我才真正找到了让我安心的复习伙伴。这本书最大的优点在于其“微课版”的特色，它将抽象的理论知识以一种非常生动、易于理解的方式呈现出来。当我读到虚拟内存的章节时，原本觉得非常难以理解的页面置换算法，通过配套的微课视频，结合生动的动画演示，我立刻就豁然开朗了。视频讲解的节奏恰到好处，不会过于冗长，而且重点突出，配合书中的文字内容，能够帮助我牢固掌握每一个知识点。而且，这本书的习题设计也非常有针对性，涵盖了各种类型的题目，从选择题到分析题，再到一些需要编写简单代码实现的题目，都能很好地检验我的学习成果，帮助我发现知识盲点。对于考研复习来说，这本书的系统性、全面性和“微课”的辅助性，无疑大大提高了我的复习效率和信心。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本书的时候，我并没有抱太大的期望，毕竟操作系统这个主题听起来就比较硬核。但翻开之后，我却被它深深吸引了。作者的写作风格非常独特，既有严谨的学术深度，又不失轻松幽默的笔触。在讲解文件系统的概念时，他没有简单地介绍文件的存储结构，而是像讲故事一样，描述了用户如何通过文件来组织和管理信息，以及操作系统如何巧妙地将这些信息映射到物理磁盘上。这种叙事性的讲解方式，让我感觉自己不是在学习一本技术书，而是在探索一个充满智慧和创意的数字世界。书中穿插的很多小故事和历史典故，也让我在轻松的氛围中，了解到了操作系统发展过程中的一些趣闻轶事，这极大地激发了我学习的兴趣。而且，书中的图示和插图设计也非常精美，它们不仅仅是为了美观，而是将复杂的系统架构和工作流程用直观的图形语言表达出来，让我在阅读时事半功倍。总而言之，这本书不仅仅是一本技术教材，更是一本能够激发读者对计算机科学产生浓厚兴趣的启蒙读物，非常适合那些对技术有好奇心，但又希望在轻松愉快的氛围中学习的读者。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是太出乎我意料了，原本以为一本经典的操作系统教材，内容应该会比较枯燥乏味，但实际读起来却充满了惊喜。从一开始，作者就以一种非常直观且贴近实际应用的方式来介绍操作系统的核心概念，比如进程管理，不是干巴巴地罗列算法和数据结构，而是通过生动的例子，讲解进程是如何被创建、调度以及相互协作的，让我这个初学者也能迅速理解其中的奥妙。尤其是讲到内存管理的部分，我一直觉得这是最抽象也是最难的部分，但这本书用了很多形象的比喻，比如内存就像一个巨大的房间，而进程就像住进去的租客，操作系统则要负责分配房间、管理租客的出入，确保大家都能有序地使用空间。这种方式极大地降低了理解门槛，让我不再对内存碎片、分页、分段这些概念感到头疼。而且，书中穿插的“微课”链接，更是锦上添花，当遇到某个概念难以理解时，点开链接就能看到一段简短的视频讲解，比纯文字描述生动太多了，感觉就像请了一位耐心的老师在旁边手把手教我一样，学习效率瞬间提升了好几个档次。对于那些像我一样，希望在学习理论知识的同时，也能快速掌握实际操作和应用的学习者来说，这本书绝对是不可多得的宝藏。