PC 中断调用大全

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出版者:科学技术文献出版社
作者:廖彬山
出品人:
页数:480
译者:
出版时间:1993
价格:30.00元
装帧:
isbn号码:9787502318949
丛书系列:
图书标签:
  • 程序设计
  • 汇编
  • 操作系统
  • PC中断
  • 中断调用
  • 汇编
  • 系统编程
  • Windows
  • 底层技术
  • 驱动开发
  • 调试
  • 内核
  • API
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具体描述

好的,这是一本关于计算机底层技术与编程实践的图书简介,内容不涉及“PC 中断调用大全”这一主题。 --- 《深入理解现代操作系统内核:从虚拟内存到并发调度》 图书简介 面向对象: 操作系统内核开发者、高级系统程序员、计算机科学专业研究人员、以及渴望掌握现代操作系统核心机制的工程师。 内容概述: 在当今的计算环境中,操作系统已不再是简单的资源管理者,而是承载着复杂任务调度的智能核心。本书《深入理解现代操作系统内核:从虚拟内存到并发调度》旨在为读者提供一个全面、深入且贴近实践的视角,剖析现代操作系统(以Linux内核为主要参考模型)的关键组成部分及其设计哲学。我们不仅会探讨那些经典理论,更会聚焦于在多核、高并发、虚拟化等现代硬件架构下,内核是如何应对复杂挑战的。 本书内容结构严谨,从最底层的硬件抽象层(HAL)开始,逐步深入到内存管理、进程与线程调度、同步与并发控制、I/O子系统,直至文件系统与网络栈的内部工作原理。我们力求以清晰的逻辑链条,揭示这些看似独立的模块是如何协同工作,共同构建起一个稳定、高效的计算平台。 --- 第一篇:内核基础与启动流程 本篇旨在为读者打下坚实的基础,理解操作系统与硬件之间的接口。 1.1 硬件抽象与引导过程: 我们将详细解析系统启动时,BIOS/UEFI如何将控制权交给引导加载程序(如GRUB),以及内核如何被解压和初始化。重点剖析页表初始化、分页机制的启用,以及CPU从实模式(Real Mode)切换到保护模式(Protected Mode)的关键步骤。理解这些初始化的复杂性,是理解后续一切内存管理的基础。 1.2 内核数据结构与上下文切换: 系统启动后,内核需要建立其核心的数据结构来描述系统状态。本章将深入探讨进程描述符(`task_struct`在Linux中的对应结构)的内部布局,以及上下文切换(Context Switching)的微观机制。我们将分析寄存器组的保存与恢复、栈的切换,以及TLB(Translation Lookaside Buffer)的刷新在切换过程中的作用。理解上下文切换的开销和优化策略,是理解性能瓶颈的关键。 --- 第二篇:内存管理的艺术 内存是现代系统中最宝贵的资源之一。本篇将彻底剖析操作系统如何精妙地管理物理和虚拟内存。 2.1 虚拟内存映射与页表结构: 本书不会止步于介绍分段和分页的概念,而是深入探讨多级页表(如四级页表)的实际工作原理。我们将详细分析页表项(PTE)中的标志位(如P、R/W、U/S、D、A位)的含义及其在权限控制和性能优化中的作用。此外,我们还将讨论大页(Huge Pages)的支持及其对减少TLB缺失率的贡献。 2.2 内存分配机制:伙伴系统与slab分配器: 内核需要以不同的粒度分配内存。我们将详述伙伴系统(Buddy System)如何高效地管理物理页帧,避免外部碎片。随后,重点解析针对小对象分配的slab/slob/slub分配器的设计哲学,包括对象缓存、构造函数/析构函数的调用时机,以及如何应对并发访问带来的挑战。 2.3 缺页异常处理与内存回收: 当进程访问到未映射的内存区域时,会触发缺页异常。本章将详细追踪异常处理流程,包括如何确定是合法的内存访问(需要分配新页)还是非法访问(触发段错误)。同时,我们将剖析LRU(Least Recently Used)链表在内核中的实现,以及页交换(Swapping)和内存压缩(Compaction)等紧急内存回收策略的内部逻辑。 --- 第三篇:并发与调度 现代计算的核心是并行性。本篇聚焦于操作系统如何协调多个执行流,确保公平性、实时性和高吞吐量。 3.1 进程与线程模型: 我们将辨析进程与线程在内核中的统一表示,分析“轻量级进程”(LWP)的实现细节。重点解析线程局部存储(TLS)是如何通过内核数据结构实现的。 3.2 现代调度算法的实践: 本书将深入分析完全公平调度器(CFS - Completely Fair Scheduler)的内部运作机制。重点剖析`vruntime`(虚拟运行时间)的概念,以及红黑树结构如何用于维护可运行进程队列,以确保时间片分配的“公平性”。对于实时任务,我们将探讨实时调度策略(SCHED_FIFO, SCHED_RR)与CFS的交互方式。 3.3 同步原语与锁机制: 并发编程的难点在于同步。本章将对比和分析内核中使用的各种同步工具:自旋锁(Spinlocks)、互斥锁(Mutexes)、信号量(Semaphores)。我们会探讨RCU(Read-Copy-Update)这种高性能、面向读者的同步机制的设计原理,以及在多核环境下,如何利用内存屏障(Memory Barriers)来保证指令重排序的安全。 --- 第四篇:I/O系统与设备交互 高效的数据传输是决定系统性能的关键瓶颈之一。 4.1 中断与延迟处理: 理解设备如何通知CPU是I/O的起点。我们将详述中断描述符表(IDT)的配置,以及上半部(Top Half,快速处理)和下半部(Bottom Half,延迟处理,如软中断/Tasklets/Workqueues)的设计哲学,以最小化中断停留时间。 4.网卡与块设备的异步I/O: 本书将聚焦于现代I/O框架,如Linux的AIO(Asynchronous I/O)和io_uring。我们将详细解析`io_uring`如何通过环形缓冲区设计,极大地减少系统调用的开销,实现用户空间和内核空间的零拷贝交互,从而革新高性能网络和存储应用的I/O模式。 --- 总结:系统级的性能优化 通过本书的学习,读者将能够: 1. 洞察内核数据流: 清晰地追踪一个系统调用从用户态到内核态,再到硬件交互的全过程。 2. 识别性能瓶颈: 能够根据系统监控数据,准确判断性能问题是出在内存竞争、调度延迟还是I/O等待上。 3. 参与内核开发: 掌握必要的内核编程范式和调试工具,为内核模块开发和系统优化打下坚实基础。 《深入理解现代操作系统内核:从虚拟内存到并发调度》不仅仅是一本理论参考书,更是一本实践指南,它将带领您从“使用”操作系统,走向“理解和塑造”操作系统。 ---

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目录信息

读后感

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用户评价

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我是一个追求效率的实践派读者,对于技术书籍最看重的是其“可操作性”和“实用价值”。这本书的价值很快在我的实际工作中得到了体现。我最近在调试一个遗留系统的时钟同步问题,传统的调试手段陷入了僵局,感觉就像在黑暗中摸索。偶然翻阅了书中关于定时器中断源配置和优先级抢占机制的部分,我立刻找到了症结所在——原来是某个被忽略的低优先级中断处理函数中存在一个微小的延迟操作,正在悄悄地影响着高精度计时器的同步。书中对于中断生命周期的每一个微小环节都有深入的剖析,让我能够精确地定位到问题发生的那一毫秒。这本书没有给我现成的“万能钥匙”,但它提供了一整套完备的“万能工具箱”和详细的“使用说明”,引导读者自己去诊断和解决复杂的问题。对于那些希望从“代码使用者”蜕变为“系统设计者”的人来说,这本书提供的不仅仅是知识,更是一种解决问题的思维定势和方法论。

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拿到这本厚重的典籍,我首先被其内容的前瞻性所震撼。我一直在寻找一本能够系统梳理早期操作系统底层机制,尤其是那些被现代编程语言抽象掉的“硬核”细节的著作,而这本书的结构似乎完美契合了我的需求。它没有急于展示炫酷的现代框架,而是选择了一条追本溯源的路径,从最基础的硬件与软件交互层面切入。我特别关注了其中关于“异常处理流程”的章节描述,作者对于不同CPU架构下中断向量表的初始化过程,那种层层剥茧的讲解方式,即便是对于有一定汇编基础的读者来说,也显得清晰而富有启发性。书中似乎还穿插了大量历史背景的考证,使得那些晦涩的十六进制地址和寄存器标志不再是冰冷的数字,而是承载着特定时代背景和工程智慧的载体。这种将技术深度与历史厚度相结合的处理方式,让阅读过程充满了发现的乐趣,让人忍不住想要去探究“为什么当初会设计成这样”。

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说实话,我原本是抱着一种“试试看”的心态购买的,毕竟这个领域的内容往往要么过于学院派晦涩难懂,要么就是过于碎片化缺乏系统性。但这本书的行文风格出乎意料地平易近人,同时保持了极高的专业水准。作者擅长使用形象的比喻来解释那些极其抽象的底层概念,比如将中断处理比作高速公路上的紧急救援调度,将硬件请求比作不同优先级的通信信道。这种叙事技巧极大地降低了初学者的入门门槛,让我感觉那些原本遥不可及的“系统核心”仿佛触手可及。此外,书中大量的图示和流程图,并非那种千篇一律的方框箭头组合,而是精心绘制的,能够直观地展示数据流向和状态切换的关键节点,这一点对于视觉学习者来说简直是福音,极大地提升了理解效率。我甚至愿意花时间去对照书中的示例代码片段,想象它在实际硬件上运行时的工作状态。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴,封面那种复古的深蓝色调,搭配着烫金的标题字体,给人一种沉稳又神秘的感觉,仿佛真的踏入了一个由无数代码和指令构筑的奇妙世界。内页的纸张质感也相当出色,那种略带纹理的哑光纸张,不仅护眼,拿在手里也有一种踏实的重量感。更让我赞叹的是,排版布局的用心程度。每一个章节的标题都采用了精细的衬线字体,段落之间的留白处理得恰到好处,使得长时间阅读下来,眼睛也不会感到疲劳。在内容方面,虽然我尚未深入到核心技术细节,但从目录和前言中就能感受到作者对这个主题的敬畏与热爱。作者似乎并不满足于仅仅罗列技术文档的堆砌,而是力图构建一个清晰的、具有逻辑性的知识体系框架,这一点从章节间的过渡就能窥见一斑,让人对即将展开的深入探索充满期待。这本书的物理呈现,已经超越了一本普通技术手册的范畴,更像是一件值得收藏的案头佳作。

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这本书的价值,我认为主要体现在其资料的完备性和交叉引用能力的强大上。在一个信息爆炸的时代,想要找到全面、无冗余且相互印证的技术资料是极其困难的。我注意到,作者在论述某个特定硬件接口的初始化序列时,引用了多个不同年代的官方手册数据,并且针对其中的冲突点给出了合理的推测和解释,这体现了作者深厚的资料挖掘功力和批判性思维。更重要的是,书中对于不同平台或不同操作系统的实现差异进行了详尽的对比分析。比如,当讨论到特定的I/O端口操作时,它会立刻跳转到另一个章节简要说明在另一种架构下是如何通过不同的机制来达到相同目的的。这种“横向连接”的能力,使得这本书不仅仅是一本针对单一平台的参考手册,而更像是一部关于底层设计哲学演变的百科全书,极大地拓宽了我的技术视野,让我能够从更宏观的视角理解技术决策背后的权衡取舍。

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[昔时所读] 2009.02学校图书馆借阅。

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[昔时所读] 2009.02学校图书馆借阅。

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[昔时所读] 2009.02学校图书馆借阅。

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[昔时所读] 2009.02学校图书馆借阅。

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[昔时所读] 2009.02学校图书馆借阅。

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