现代操作系统

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出版者:机械工业出版社
作者:[美] Andrew S·Tanenbaum
出品人:
页数:568
译者:陈向群
出版时间:2005-9-1
价格:55.00元
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787111165118
丛书系列:计算机科学丛书
图书标签:
  • 操作系统
  • 计算机
  • 计算机科学
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  • 进程管理
  • 内存管理
  • 并发控制
  • 操作系统原理
  • 软件工程
  • 分布式系统
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具体描述

本书是操作系统领域的经典之作,与第1版相比有较大的变化。书中集中讨论了操作系统的基本原理,除了重点放在单处理机操作系统之处,还包含了有关计算机安全、多媒体操作系统、UNIX、Window2000以及操作系统设计等方面的内容。书中涉及的主题包括图形用户界面、多处理机操作系统、笔记本电脑电源管理、可信系统、病毒、网络终端、CD-ROM文件系统、互斥信号量、RAID、软定时器、稳定存储器以及新的页面置换算法等。此外,书中还增加了大量习题,方便教学。

本书适合作为高等院校计算机科学与技术专业操作系统课程教材,也是设计、开发操作系统的重要参考书。

《数字时代的架构之魂:计算科学的基石与未来》 引言:超越界面的宏大叙事 我们生活在一个由代码和数据构筑的复杂世界中。从指尖划过的智能手机到支撑全球贸易的庞大数据中心,每一步计算的背后,都隐藏着一套精妙绝伦的系统设计哲学。本书《数字时代的架构之魂:计算科学的基石与未来》,旨在深入剖析支撑现代信息技术运行的底层逻辑与核心范式,聚焦于那些决定了系统性能、可靠性与扩展性的“隐形支柱”。它并非传统意义上针对特定操作系统的操作手册,而是对整个计算生态系统的原理、演进与未来趋势的全面考察。 第一部分:信息与结构的基石——计算理论的几何学 本部分首先带领读者回到计算科学的源头,探寻信息处理的理论极限与基本构造单元。 第一章:图灵机与计算的本质界限 本章将超越具体的硬件实现,回归到计算的数学模型。我们将详细阐述图灵机模型如何定义了“可计算性”的范畴,并探讨其在现代复杂性理论中的地位。重点分析“停机问题”的不可解性对算法设计思维的深远影响。我们不讨论具体的内存管理指令集,而是关注算法自身的复杂性度量——时间与空间复杂度分析的严谨方法,如大O记法在评估大规模数据处理效率中的实际应用。此外,本章会引入随机化算法和量子计算模型的基本概念,作为对经典图灵模型的延伸与挑战。 第二章:离散结构与逻辑驱动 计算的实现依赖于精确的逻辑结构。本章聚焦于布尔代数在硬件设计中的应用,深入探讨组合逻辑电路与时序逻辑电路的设计原则。我们将分析有限状态机(FSM)如何作为抽象模型指导硬件控制单元的设计,并探讨如何利用形式化方法(Formal Methods)来验证复杂逻辑电路的正确性,避免设计中的潜在灾难性错误。内容涵盖逻辑门的优化、译码器与多路复用器的原理,这些都是构建任何处理器核心的基础。 第三章:信息表示与编码的艺术 数据在系统中的表示方式直接影响了存储效率与处理速度。本章详细讨论不同进制系统(二进制、十六进制)的原理,并深入解析浮点数的IEEE 754标准,特别是其在处理精度与动态范围之间的权衡。此外,我们将探讨信息熵与数据压缩的理论基础,如霍夫曼编码和Lempel-Ziv算法的核心思想,着重分析这些编码机制如何在无损与有损压缩之间实现最佳平衡,从而为网络传输和存储奠定基础。 第二部分:硬件的组织与并行思维 计算的效率瓶颈往往出现在物理层面上。本部分着重解析现代中央处理器(CPU)和并行架构的设计哲学,探讨如何通过硬件创新来突破冯·诺依曼瓶颈。 第四章:中央处理器(CPU)的微架构解析 本章是对CPU内部结构的深度剖析。我们将详细解构指令集架构(ISA),对比RISC与CISC的设计哲学差异及其在功耗与性能上的取舍。核心内容将集中在流水线技术(Pipelining)的原理、分支预测的算法(如TAGE预测器),以及超标量执行的实现机制。我们探讨乱序执行(Out-of-Order Execution)如何通过动态调度单元提升指令级并行性,以及寄存器重命名技术如何缓解数据依赖。 第五章:存储体系的层次化革命 现代计算性能的关键在于数据访问速度。本章系统阐述存储器的多级层次结构,从寄存器到主存,再到磁盘阵列。我们将详尽分析缓存(Cache)的工作原理,包括其大小、关联性(直接映射、组相联、全相联)的设计选择,以及写回/写穿策略对系统性能的影响。更进一步,本章会探讨虚拟内存机制的实现细节,如页表结构、TLB(转换后援缓冲器)的作用,以及缺页中断的处理流程,解释它们如何使得程序可以访问比物理内存更大的地址空间。 第六章:走向大规模并行——多核与异构计算 摩尔定律放缓后,并行化成为性能增长的主要驱动力。本章深入探讨多核处理器的设计挑战,特别是缓存一致性协议(如MESI协议)如何确保多核环境中数据视图的统一性。此外,本章将详细介绍GPU(图形处理器)作为通用并行计算引擎(GPGPU)的架构特点,对比SIMD、SIMT模型,并分析CUDA或OpenCL等编程模型如何将算法映射到这些大规模并行硬件上。 第三部分:互联、网络与分布式系统的涌现 单个高性能处理器不足以支撑现代应用,系统间的协作与通信构成了更宏大的计算图景。 第七章:网络拓扑与数据包交换 本章聚焦于计算机网络的基础架构。我们将分析OSI七层模型或TCP/IP协议栈的结构,重点阐述物理层、数据链路层和网络层的核心功能。详细讨论路由器的转发机制,包括路由表的构建、最长前缀匹配算法,以及交换机如何实现MAC地址学习与冲突域隔离。内容将涵盖以太网的帧结构与错误检测机制。 第八章:分布式计算的挑战与共识 在云计算和大数据时代,构建可靠的分布式系统至关重要。本章深入探讨分布式系统面临的“错误”、“延迟”与“并发”三大挑战。我们将详细研究CAP理论的意义,并着重分析分布式事务一致性的解决方案,如两阶段提交(2PC)的局限性,以及Paxos和Raft等现代共识算法的设计思想,解释它们如何保证在网络分区下系统仍能维持活性与一致性。 第九章:高可用性与容错机制 系统的健壮性源于精巧的容错设计。本章讨论冗余、备份与故障检测的技术。内容包括硬件级别的RAID配置与纠删码(Erasure Coding)在数据存储中的应用,以及软件层面的健康检查、自动故障转移(Failover)策略。我们将分析Check-pointing技术在长时间运行任务中如何有效减少故障回滚的代价。 结论:架构的演进与未来的计算图景 本书最后总结了计算架构从集中式到分布式、从串行到并行、从确定性到概率性的演变脉络。展望未来,我们将探讨面向AI推理的专用芯片(如TPU)的架构特点,新型存储介质(如MRAM、RRAM)对现有存储层次结构的潜在颠覆,以及边缘计算对传统中心化模型的结构性冲击。本书旨在为读者提供一个坚实的、跨越多个学科的计算架构视野,使其能够理解并设计出面向未来挑战的复杂信息系统。

作者简介

坦尼鲍姆,是ACM和IEEE的资深会员,荷兰皇家艺术和科学学院院士,获得过1997年度ACM/SIGCSE计算机科学教育杰出贡献奖。当前,他的主要研究方向是设计规模达十亿级用户的广域分布式系统。在进行这些研究项目的基础上,他在各种学术杂志及会议上发表了70多篇论文,并出版了多本计算机专著。他还入选了《世界名人录》。他的个人主页是:http//www.cs.vu

目录信息

读后感

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LRU被翻译成"最近最少使用". Least Recent Used应该翻译成"最久未使用",而"最近最少使用"对应的则是Least Frequently Used. 这个错误让我在讲述替换算法的那一节徘徊了很久,后来是对照着 操作系统概念影印版才弄明白这些算法的不同  

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09年发的评论,那时年轻,难免用词激烈。如今看来有必要修改一下。之前的评论放在下方,不删,也没必要删。 要说对中国IT做出巨大贡献的出版社,从前至今都应该是机械工业出版社,尤其是“经典原版书库”系列。我知道这系列中的不少中译本翻译的牵强人意,但其实机工基本上都...  

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本书比较全面而详细的介绍了操作系统的概念与算法,但与《操作系统概念》一书比起来,就略显简略了,也更偏于实际,虽然有理论上的论证,但看来其并不是重点;相对于后者对与算法的全面罗列,《现代操作系统》对于重要算法的介绍更为突出。虽然本书对于概念的介绍略显简略,但...  

用户评价

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这本书的语言风格非常适合我这种非计算机专业的背景,虽然内容是技术性的,但作者的表述方式清晰易懂,避免了过多的专业术语堆砌,即使是一些复杂的概念,也能通过形象的比喻和类比来帮助理解。例如,作者在讲解文件系统的权限管理时,将用户、组、其他人的权限比作一个房子的钥匙分配,生动形象地解释了不同用户对同一文件可能拥有不同的访问级别。我还对书中关于虚拟化技术的部分非常感兴趣。在现代云计算和服务器部署中,虚拟化技术扮演着核心角色,了解操作系统如何在虚拟化环境中运作,以及如何管理虚拟资源,对我理解云计算的底层架构至关重要。这本书的结构组织也非常合理,每一章都像是对某个特定模块的深入剖析,逻辑清晰,环环相扣。从进程的创建与销毁,到线程的同步与通信,再到内存的分配与回收,整个过程的学习体验非常流畅,让我能够循序渐进地掌握操作系统的精髓。

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这本书的纸张质量和印刷都非常出色,给人一种舒适的阅读体验。作为一名对计算机科学充满热情的学生,我一直渴望深入理解操作系统的运作机制。本书对进程间通信(IPC)机制的详细阐述,让我认识到在多任务环境下,进程之间如何高效、安全地传递信息,这对于构建复杂的应用程序至关重要。书中所介绍的管道、消息队列、信号量、共享内存等多种IPC方式,并对其特点和适用场景进行了深入的分析,这为我提供了丰富的选择和思考方向。我特别期待书中关于文件系统性能优化的章节,在如今数据爆炸的时代,如何高效地存储、检索和管理海量数据,是操作系统面临的一大挑战。本书对磁盘调度算法、文件缓存策略等方面的介绍,无疑能够帮助我解决这些实际问题。这本书的深度和广度,让我相信它能成为我计算机学习道路上一位不可或缺的良师益友。

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我一直对计算机底层运作的原理充满好奇,而操作系统正是连接硬件和应用程序的桥梁,因此这本书对我来说意义非凡。在阅读之前,我总觉得操作系统是一个黑盒子,我们通过图形界面输入指令,它就按照我们的意愿执行,但究竟是如何实现的,却知之甚少。这本书的到来,恰好填补了我的这一认知空白。作者在书中对进程调度算法的讲解,让我对“公平”和“效率”在多任务环境中的权衡有了更直观的理解。无论是时间片轮转、优先权调度还是多级反馈队列,它们各自的设计思路和优缺点都得到了详细的介绍,这让我开始思考,在不同的应用场景下,哪种调度算法会更适合。磁盘调度也是我非常感兴趣的一个部分,当大量的读写请求涌向磁盘时,如何通过优化磁头移动路径来提高I/O效率,这其中的学问着实不少。书中对FCFS、SSTF、SCAN等算法的比较分析,让我看到了工程师在解决实际问题时所展现出的智慧。这本书的深度和广度,让我相信它能够为我构建一个扎实的操作系统知识体系,为我未来在计算机领域的深入学习打下坚实的基础。

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拿到这本书,我的第一感觉是它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的工程师在分享他的知识和心得。书中对操作系统设计原则的探讨,让我开始思考“为什么”而不是仅仅“是什么”。例如,作者在分析不同内存管理策略的优劣时,不仅列出了它们的效率差异,还深入探讨了它们在不同应用场景下的适用性,这让我意识到,没有一种技术是万能的,关键在于根据实际需求进行选择。我对书中关于分布式操作系统的内容非常期待。在现代分布式计算环境中,多个节点如何协同工作,如何进行资源共享和任务协调,这些都是极具挑战性的问题。本书对这些内容的介绍,无疑能够帮助我拓宽对操作系统的理解边界。此外,书中还穿插了一些经典的操作系统案例分析,这对于我理解理论知识在实践中的应用非常有帮助,能够将抽象的概念具象化,从而加深记忆和理解。

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这本书的封面设计简洁而富有力量,让我对即将翻开的知识之旅充满了期待。作为一名对计算机系统底层原理充满好奇的读者,我一直对操作系统如何管理硬件资源、如何为应用程序提供服务感到着迷。本书对多处理器系统和缓存一致性的探讨,让我对现代高性能计算的底层架构有了更深入的认识。理解这些内容,对于优化并行计算程序至关重要。我尤其对书中关于实时操作系统的介绍感兴趣。在一些对时间响应有极高要求的场景,如航空控制、工业自动化等,实时操作系统发挥着不可替代的作用。本书对实时调度算法、中断响应延迟等方面的讲解,将为我揭示这些系统的奥秘。此外,书中还穿插了一些关于操作系统安全性的讨论,包括访问控制、权限管理、加密技术等,这些内容在当前网络安全形势日益严峻的背景下,具有极其重要的现实意义。这本书无疑将成为我深入理解和掌握现代操作系统技术的宝贵财富。

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我一直对计算机系统的底层运作方式有着强烈的求知欲,而操作系统正是这一切的核心。这本书的篇幅相当可观,预示着其内容的深度和广度。我尤其关注书中关于异常处理和中断机制的讲解,这是操作系统响应外部事件和处理错误的关键。理解这些机制,将有助于我更深入地理解程序出错时,系统是如何进行干预和恢复的。书中对于设备驱动程序的介绍,也让我对硬件和软件之间的交互有了更清晰的认识。每一个外围设备,无论是键盘、鼠标还是显卡,都需要特定的驱动程序来与操作系统进行通信,这其中的细节和挑战,是我非常想探索的。我还期待能够通过这本书,学习到如何分析和诊断操作系统的性能问题。在实际应用中,如何找出导致系统缓慢的瓶颈,并进行有效的优化,这需要对操作系统有扎实的理解。这本书的出现,无疑为我打开了通往这些知识的大门,让我对未来的学习充满信心。

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初拿到这本书,我首先被其厚重的质感所吸引,这是一种对知识沉淀的敬意。翻开目录,我看到了从最基础的概念到更高级的应用,内容的覆盖面非常广。我尤其期待关于操作系统的网络通信部分,在如今万物互联的时代,操作系统如何处理网络协议栈、套接字编程等问题,是至关重要的一环。书中所提及的IPC(进程间通信)机制,如管道、消息队列、共享内存等,让我对不同进程之间如何高效地交换数据有了初步的认识。这些机制的优劣势分析,以及它们在实际应用中的选择,都是我非常想深入了解的。此外,书中关于操作系统性能调优的章节,也引起了我的极大兴趣。如何在保证系统稳定运行的同时,最大程度地发挥硬件的性能,这其中的技术含量不言而喻。我相信,通过这本书的学习,我能够更深入地理解操作系统的设计哲学,以及工程师们在追求极致性能和稳定可靠之间所付出的努力。这本书无疑是我通往更深层次计算机知识殿堂的敲门砖。

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这本书在我手中散发着一种沉甸甸的专业感,封面上的“现代操作系统”几个字,让我对即将踏入的数字世界充满了好奇与敬畏。翻开书页,首先映入眼帘的便是清晰的目录,它像一张详尽的地图,指引着我探索操作系统的每一个角落。从最基础的进程管理,到复杂的内存分配,再到文件系统的奥秘,以及设备驱动的交互,每一部分都仿佛是通往更深层次理解的关键。我尤其被那些关于并发和同步的章节所吸引,它们深入浅出地剖析了多线程环境下数据共享和协调的复杂性,那些锁、信号量、条件变量的讲解,仿佛在我脑海中构建了一个个精密的齿轮,在精密地运转着。我还很期待能够理解操作系统的安全机制,如何在纷繁复杂的网络攻击和恶意软件的威胁下,保护我们的数据和系统不受侵犯,这些内容无疑是现代社会不可或缺的知识。这本书的篇幅着实不小,但正是这种厚重感,让我相信它蕴含着丰富的知识和深刻的洞见,足够我花费大量的时间去细细品味和钻研。我迫不及待地想要深入其中,学习那些让计算机得以高效运转的底层原理,理解那些我们日常使用却又鲜为人知的幕后英雄,这本书无疑将成为我学习路上的重要伙伴,引领我走向更广阔的技术视野。

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这本书给我最深刻的印象是其严谨的学术风格和对细节的关注。作者在阐述每一个概念时,都力求精确和全面,很少有含糊不清的地方。例如,在讨论死锁的产生条件和预防、避免、检测与解除时,书中不仅详细列出了银行家算法等经典解决方案,还深入分析了它们的应用场景和局限性,这让我明白,在复杂的系统中,要解决一个问题,往往需要多种策略的组合。线程模型的部分,让我对进程与线程之间的区别有了更清晰的认识,理解了在多线程编程中,如何通过共享内存来提高效率,同时也需要注意同步和互斥的问题。文件系统的组织结构,比如目录树的实现、文件存储空间的管理,都以非常系统的方式进行了介绍,这让我了解到,我们看到的整齐划一的文件列表,背后是多么精巧的设计。这本书不仅仅是理论的讲解,还穿插了一些实际操作的指导,虽然我还没有机会去亲手实践,但这些指导性的内容,无疑为我未来的动手实践指明了方向,也让我对操作系统的学习充满了期待。

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这本书的版式设计非常人性化,即使是初次接触操作系统领域的读者,也能感受到一种友好的引导。文字清晰,排版合理,关键概念的解释往往配以生动的图示,这对于理解抽象的系统原理至关重要。例如,关于进程状态转换的插图,就将“运行”、“就绪”、“等待”等状态之间的流动描绘得淋漓尽致,让我能够直观地把握进程的生命周期。我还特别欣赏书中对于系统调用的详细阐述,它将用户空间与内核空间之间的界限清晰地勾勒出来,解释了应用程序如何通过这些受控的接口来请求操作系统提供的服务,比如创建进程、读写文件等。这让我意识到,我们日常使用的应用程序,其背后都与操作系统有着如此紧密的联系。内存管理的部分,作者也花费了大量的笔墨,虚拟内存、分页、分段等概念,虽然初听起来有些复杂,但通过书中循序渐进的讲解和实例分析,我逐渐理解了它们是如何在有限的物理内存中,为用户提供看似无限的内存空间,并且如何有效地管理和保护这些内存区域。这本书不仅仅是知识的堆砌,更像是一场精心设计的导览,带领我一步步揭开操作系统的神秘面纱,让我对这个我们每天都在使用的复杂系统,有了更深层次的认知和敬意。

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本科大三上学期学的,可惜没认真读下。。。

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老外编的教材为了能做到深入浅出 都整得很罗嗦...

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哎 这门课啊

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恩,还不错。

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考完试了,以后估计不会再看它了。。

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