操作系统概念

操作系统概念 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:高等教育出版社
作者:西尔伯查茨
出品人:
页数:966
译者:
出版时间:2007-4
价格:65.00元
装帧:
isbn号码:9787040215090
丛书系列:
图书标签:
  • 操作系统
  • 计算机
  • 计算机科学
  • 课本
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  • CS
  • 操作系统
  • 计算机科学
  • 计算机系统
  • 内核
  • 进程管理
  • 内存管理
  • 文件系统
  • 并发
  • 同步
  • 虚拟化
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具体描述

《国外优秀信息科学与技术系列教学用书·操作系统概念:Java实现(第7版影印版)》是一本操作系统的入门教材,清晰直观地描述了操作系统的基本概念,阐述了重要理论结论,并通过使用图表和例子来代替证明,以说明结论的正确性。

操作系统是计算机系统的基本组成部分,同样,"操作系统"课程也是计算机科学教育的基本组成部分,随着计算机在众多领域得到广泛应用,操作系统也正在以惊人的速度发展着。

《国外优秀信息科学与技术系列教学用书·操作系统概念:Java实现(第7版影印版)》共有八大部分:第1章与第2章解释操作系统是什么、能做什么以及它们是如何设计与构造的。第3章到第7章描述作为现代操作系统核心的进程以及并发的概念。第8章和第9章主要讨论进程执行过程中的主存管理问题、保护和安全。第14章和第15章讨论为使操作系统中的进程活动,如何对系统中的进程加以保护。第19章和第20章讨论专用系统,包括实时系统与多媒体系统。第21章到第23章和网站上的附录A到附录C通过描述实际操作系统,融合了《国外优秀信息科学与技术系列教学用书·操作系统概念:Java实现(第7版影印版)》的概念。

《算法导论:基础、设计与分析》 内容提要: 本书深入浅出地探讨了算法设计与分析的核心理论与实践。全书内容围绕构建高效、可靠的计算解决方案展开,旨在为读者提供坚实的理论基础和丰富的实战经验。我们摒弃了对操作系统的具体实现细节的讨论,专注于算法本身的抽象能力和数学严谨性。 第一部分:基础与预备知识 本部分为后续高级主题奠定基础,重点在于算法分析的数学工具和基础数据结构。 第 1 章:算法与计算思维 本章首先界定“算法”的内涵,强调其作为解决特定计算问题的明确、有限指令集的重要性。我们详细阐述了对算法进行精确描述的必要性,并引入了算法的抽象模型——图灵机(仅作为理论背景介绍,不深入其结构细节)。核心在于建立正确的计算思维框架,理解问题分解的艺术。 第 2 章:算法效率分析——渐近记号 效率是衡量算法优劣的黄金标准。本章系统介绍渐近分析方法,着重于大 O 记号($O$)、小 o 记号($o$)、大 $Omega$ 记号($Omega$)、小 $omega$ 记号($omega$)以及 $Theta$ 记号的精确数学定义及其在不同场景下的应用。我们通过大量的例子,展示如何严格证明一个算法在最坏情况、最好情况和平均情况下的时间复杂度和空间复杂度,确保读者能够熟练运用这些工具对算法性能进行量化评估。 第 3 章:基本数据结构与实现 本章聚焦于高效存储和检索数据的结构。详述了数组(Array)和链表(Linked List)的底层结构、内存布局及其操作的复杂度。重点讨论了栈(Stack)和队列(Queue)的抽象数据类型(ADT)及其基于数组或链表的实现,分析其 LIFO/FIFO 特性的应用场景。 第 4 章:递归与主定理 递归是算法设计中的强大工具。本章首先讲解递归函数的正确构造,随后引入分治策略(Divide and Conquer)作为核心思想。最后,我们详尽解析“主定理”(Master Theorem)的三个主要情况,演示如何无需展开递归树,直接求解形如 $T(n) = aT(n/b) + f(n)$ 的递归方程,这是分析分治算法效率的关键技术。 第二部分:经典算法设计范式 本部分系统介绍几种最常用且强大的算法设计范式,并将其应用于解决实际问题。 第 5 章:排序算法的深入比较 排序是计算机科学的基石问题。本章不仅涵盖了初级的冒泡排序、插入排序,更深入探讨了更高效的比较排序方法: 归并排序 (Merge Sort): 详细解释其分治过程和稳定性,分析其始终保持 $O(n log n)$ 时间复杂度的原因。 快速排序 (Quick Sort): 深入讲解“划分”(Partition)操作的艺术,比较不同枢轴(Pivot)选择策略对性能的影响,并分析其平均 $O(n log n)$ 和最坏 $O(n^2)$ 的条件。 堆排序 (Heap Sort): 引入二叉堆(Binary Heap)的数据结构概念,包括最大堆的构建(Heapify)过程,及其 $O(n log n)$ 的原地(in-place)排序能力。 非比较排序: 简要介绍计数排序(Counting Sort)、基数排序(Radix Sort)和桶排序(Bucket Sort),讨论它们在特定输入限制下能超越 $O(n log n)$ 的理论基础。 第 6 章:线性时间的选择算法 本章关注如何在平均线性时间内解决选择问题(找到一组数据中的第 $k$ 小元素)。我们详细分析了“中位数的中位数”(Median of Medians)算法,这是确保快速选择算法在最坏情况下也能达到 $O(n)$ 时间复杂度的关键创新。 第 7 章:搜索与图论基础 本章将算法设计与图论结构相结合。 图的表示: 讨论邻接矩阵和邻接表在不同稀疏度图上的优劣。 遍历算法: 深入解析广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)。重点阐述 BFS 在寻找无权图中最短路径中的核心地位,以及 DFS 在拓扑排序、强连通分量检测中的应用。 拓扑排序: 针对有向无环图(DAG),详细讲解基于 DFS 和基于 Kahn 算法(入度法)的拓扑排序实现。 第 8 章:贪心算法 贪心策略侧重于每一步做出局部最优的选择,以期达到全局最优。本章通过严谨的证明方法(“切入论证”和“交换论证”),分析以下经典问题的贪心解法: 霍夫曼编码 (Huffman Coding): 如何基于字符频率构建最优前缀编码树。 活动安排问题 (Activity Selection Problem): 证明按结束时间排序是求解最大非冲突活动集合的正确贪心选择。 最小生成树 (MST): 介绍 Kruskal 算法和 Prim 算法的贪心思想,并讨论它们与并查集(Disjoint Set Union)结构的结合效率。 第三部分:高级算法设计技术 本部分探讨需要更复杂结构或优化思想的算法范式。 第 9 章:动态规划 动态规划(DP)是处理具有重叠子问题和最优子结构问题的方法。本章强调如何正确地识别子问题、建立状态转移方程,并通过自底向上(Bottom-Up)或自顶向下(Top-Down with Memoization)的方式进行求解。案例包括: 最长公共子序列 (LCS): 详细推导其 DP 关系和回溯路径。 矩阵链乘法 (Matrix Chain Multiplication): 展示如何优化连乘顺序。 背包问题 (Knapsack Problem): 0/1 背包问题的 DP 解法及其伪多项式时间复杂度分析。 第 10 章:摊还分析 当算法的单步成本差异巨大时,需要引入摊还分析来评估其长期性能。本章详细介绍三种主要的摊还分析技术: 累加法 (Aggregate Method): 计算总成本并平均分配。 势能法 (Potential Method): 引入势函数来量化数据结构中“已做工作”的累积,这是分析动态数据结构(如二叉树的重平衡、斐波那契堆)的关键。 核算法 (Accounting Method): 为每一步操作预先“支付”费用。 第 11 章:最短路径算法 在带权图中寻找最短路径是网络分析的核心。 Dijkstra 算法: 详解其工作原理,如何利用优先队列(Priority Queue)优化,并明确指出其对图中不能包含负权边的严格要求。 Bellman-Ford 算法: 讨论其处理负权边的能力,以及如何利用该算法检测图中的负权环路。 Floyd-Warshall 算法: 介绍基于动态规划的算法,用于求解图中所有顶点对之间的最短路径(All-Pairs Shortest Path)。 第 12 章:计算几何基础算法 本章引入处理几何对象(点、线段)的基本算法。 凸包 (Convex Hull): 重点介绍 Graham 扫描法和 Jarvi 凸包算法,分析其时间复杂度。 线段相交检测: 探讨如何利用叉积(Cross Product)确定点的位置关系,并设计高效的线段交点算法。 第四部分:计算的极限与复杂度理论 本部分将视野提升到计算理论的高度,探讨哪些问题是可解的,哪些问题是“困难”的。 第 13 章:NP 完全性理论 本章是理论计算机科学的核心。 可判定性与归约 (Reducibility): 介绍多项式时间归约的概念。 NP 类的定义: 详细解释 NP 类的成员具有“易于验证”的特性。 Cook-Levin 定理: 论证 SAT(可满足性问题)的 NP 完全性。 关键 NP 完全问题: 介绍 3-SAT、顶点覆盖(Vertex Cover)、哈密顿回路(Hamiltonian Cycle)等经典 NP 完全问题的归约证明思路。 第 14 章:近似算法与启发式方法 对于 NP 完全问题,当无法在多项式时间内找到精确解时,我们需要高质量的近似解。本章探讨了: 近似比 (Approximation Ratio): 定义和计算方法。 集合覆盖 (Set Cover) 的贪心近似算法: 展示其在可证明的误差范围内工作的有效性。 旅行商问题 (TSP) 的近似: 讨论欧几里得平面上的近似算法(如 Christofides 算法)。 全书结构严谨,数学推导清晰,旨在培养读者从根本上理解计算效率的本质,而非仅仅停留在特定系统调用或库函数的表面操作。

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目录信息

读后感

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网上说这本书是拉着学生翻译的。但是不管你怎么翻译,你怎么把代码都翻译错了。 105页pthread的代码,错误不下于10个,才几十行代码阿。。。 简单列举几个。 1.函数声明void runner(void *param),后面的定义是void *runner(void *param).... 2.pthread-t,pthread-attr-t应该是...  

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第一遍阅读并没有感到它有什么特别之处,大约和国内大部分OS方面的教科书大同小异,读完这本后读了A.S.Tanenbaum的《Operating System:Design and Implementation》,再重新阅读此书,突然发现很多以前没有仔细斟酌的地方实际上蕴涵了很深的思想,通过它确实建立了对OS一个系统...  

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作者的编写风格是我喜欢的。对于非计算机专业的童鞋补充操作系统的知识来说,是一本非常推荐的书。前面将的线程调度知识对编程开发工作非常有帮助,书中讲的很多内容我在实际阅读FreeRTOS操作系统源码的时候得到了印证。后面的一些章节,比如内存映射、文件系统,目前在工作中...  

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《操作系统概念》是一本好书,当然,这指的是原版。据说它是学习os登堂入室的首选佳作。 而这本翻译版,像很多国内的翻译版一样,翻译得十分晦涩,看得十分不爽,所以建议最好还是看原版。  

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09年毕业,同学把他收藏的这本操作系统概念送给了我,当时也没有看,直到两年前才翻开来看,发现书的章节安排得很好,作者也善于循序渐进,翻译也非常好,阅读起来没有生硬的概念 操作系统的概念描述的非常到位,不会让人读完之后不知所云..  

用户评价

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我发现这本书在理论深度和实践指导性上找到了一个绝佳的平衡点。作者在阐述每一个概念时,都会引用大量的实际案例和研究成果,让我能够理解这些理论是如何在现实世界的操作系统中得到应用的。例如,在讲解内存管理单元(MMU)的作用时,作者不仅仅解释了其地址转换功能,还深入探讨了TLB(Translation Lookaside Buffer)如何加速地址转换,以及缓存失效时的处理机制。这种对细节的关注,让我对操作系统的性能优化有了更深入的理解。书中对于中断和异常的处理机制的讲解也十分详尽,从中断向量表的构建到中断服务程序的执行流程,再到异常发生时的堆栈回溯,每一个环节都清晰明了。我尤其欣赏作者在讨论并发控制时,对锁的种类(如互斥锁、读写锁、自旋锁)及其适用场景的细致区分。读完这一部分,我仿佛能够亲手构建一个无锁的并发数据结构。文件系统的性能优化方面,作者还介绍了诸如预读、延迟写等技术,并分析了它们对I/O吞吐量的影响。这本书的价值在于,它不仅教会了我“是什么”,更教会了我“为什么”以及“如何做”,为我未来从事操作系统开发或性能调优打下了坚实的基础。

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这本书的强大之处在于,它能够以一种非常“接地气”的方式,揭示操作系统背后庞大而精密的运作体系。作者并没有回避那些复杂的细节,反而用精炼的语言将它们一一呈现。我最喜欢的部分是关于同步与互斥的讨论。作者对信号量、条件变量等同步原语的讲解,结合具体的代码示例,让我能够迅速掌握如何在多线程环境中避免竞态条件。进程调度算法的详细分析,特别是对多级反馈队列调度算法的解释,让我明白了操作系统如何在公平性和响应时间之间进行权衡。内存管理部分,对内存碎片化问题的讨论以及各种解决策略的介绍,为我理解现代操作系统的内存分配策略提供了基础。文件系统的性能优化,如块大小的选择、空闲块管理策略等,都进行了深入的分析。这本书让我不再将操作系统仅仅视为一个黑盒子,而是能够对其内部的“齿轮”和“传动轴”有了清晰的认识,从而能够更有效地利用和管理系统资源。

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这本书的价值在于,它能够将抽象的操作系统概念具象化,并引导读者去思考实际的系统设计问题。作者在讲解并发模型时,对线程同步、进程间通信等问题进行了深入的探讨,并给出了多种解决方案。这对于理解现代多核处理器的并行计算至关重要。内存管理部分,作者对虚拟内存地址空间和物理地址空间的关系进行了详细的阐述,并解释了如何通过页表来进行地址转换。这让我明白了操作系统的内存管理是如何实现的。文件系统的设计,特别是对文件权限管理、文件查找机制以及文件备份策略的讲解,都让我对数据的安全性和可靠性有了更深的认识。这本书不仅仅是在传授知识,更是在培养一种解决问题的思维方式,它教会了我如何从宏观到微观,一步步地剖析操作系统中的各种问题,并找到最优的解决方案。

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这本书以一种极其系统化的方式,为我打开了操作系统世界的“大门”。作者的写作风格严谨而清晰,没有丝毫的含糊其辞。从操作系统的发展历史和基本概念入手,逐步深入到内核的运作机制。我尤其欣赏作者在讲解并发控制时,对原子操作的介绍,以及如何利用原子操作来实现无锁数据结构。这是一种非常前沿的技术,作者能够将其清晰地呈现给读者,实属不易。在内存管理方面,对于段页式管理和纯页式管理的对比分析,让我能够理解不同硬件架构对操作系统设计的影响。书中对虚拟内存的解释,更是让我明白了如何通过内存映射(mmap)等系统调用来管理文件和内存区域。文件系统章节,对于文件系统的日志记录机制和写时复制(Copy-on-Write)技术的讲解,让我对数据一致性和系统恢复有了更深刻的理解。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一本操作系统的“武功秘籍”,它传授了我应对各种系统难题的“内功心法”和“招式技巧”。

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这本书的内容深度与广度着实令人印象深刻。从最基础的进程管理,到复杂的内存分配策略,再到文件系统的组织结构,作者都以一种循序渐进的方式娓娓道来。读者的学习曲线在这里被巧妙地拉平,即使是初学者也能在清晰的讲解下逐步建立起对操作系统的宏观认识。书中对于不同算法的对比分析尤其精彩,例如在进程调度部分,对先到先服务、短作业优先、优先级调度以及时间片轮转等算法的优缺点进行了详尽阐述,并结合实际场景分析了它们的适用性。这不仅仅是理论的堆砌,更是对实际系统设计思路的深度挖掘。内存管理部分,从分段、分页到虚拟内存,每一步的演进都伴随着对效率和灵活性的权衡。虚拟内存的引入,更是将抽象的概念与实际的硬件实现紧密联系起来,让读者能够理解为何操作系统能够“欺骗”程序,让它认为拥有比物理内存更大的地址空间。文件系统的章节,则详细介绍了目录结构、文件分配方式、空闲空间管理等核心概念,让我对数据的持久化存储有了更深刻的理解。尤其是在磁盘调度算法的讨论中,作者将寻道时间、旋转延迟等实际因素考虑在内,为理解I/O性能优化提供了坚实的基础。总而言之,这本书为我构建了一个关于操作系统运行机制的完整而扎实的知识体系,让我能够更自信地面对未来在系统编程或计算机体系结构方面的学习挑战。

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初读这本书,我最先被其引人入胜的叙事风格所吸引。作者并非枯燥地罗列技术细节,而是通过一系列生动的比喻和形象的类比,将原本晦涩难懂的操作系统原理变得妙趣横生。例如,在讲解进程的概念时,作者将进程比作一个正在执行的程序实例,而CPU则像是忙碌的厨师,需要在不同的菜肴(进程)之间切换,以确保所有订单(任务)都能得到及时处理。这种生动的描绘,极大地降低了学习的门槛,让我能够快速地理解核心概念。进一步阅读,我发现书中对并发与并行这两个容易混淆的概念进行了清晰的界定,并详细阐述了在多处理器系统下,如何通过多线程、多进程等机制来实现真正的并行处理,以及可能遇到的同步互斥问题。死锁的产生条件、检测、避免与解除策略的讨论,更是让我对系统设计的复杂性有了更直观的认识。书中提供了多个经典的死锁场景分析,并给出了相应的解决方案,这些都是宝贵的实战经验。此外,在网络操作系统的部分,作者对客户端-服务器模型、分布式系统的特点以及相关的通信协议进行了概览,虽然篇幅不长,但足以勾勒出网络环境下操作系统所扮演的角色。这本书不仅仅是理论的传授,更像是与一位经验丰富的工程师在进行一场深度对话,从中我学到了如何思考和解决操作系统层面的实际问题。

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这本书给我最直观的感受是其内容的层次感和逻辑性。作者在介绍操作系统时,并不是简单地将各个模块孤立地呈现,而是将它们有机地组织起来,形成一个完整的体系。从用户态到内核态的切换,以及系统调用的工作机制,都讲解得非常清晰。进程管理部分,作者对进程创建、终止、通信等过程的详细描述,以及对进程调度算法的深入分析,都让我对操作系统的调度机制有了全面的了解。内存管理方面,对于分页、分段、段页式管理等不同内存管理方式的优劣分析,以及对虚拟内存的详细解释,都让我对操作系统的内存分配和管理有了更深入的理解。文件系统的设计,包括目录结构、文件分配方式、空闲空间管理等,都讲解得非常到位。这本书就像一幅精密的蓝图,它将操作系统的每一个“房间”都一一呈现,并解释了它们之间的相互关系,让我能够全面而深入地理解这个复杂的系统。

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这本书给我的最大感受是其逻辑结构的严谨与完整。作者似乎遵循着一种“由浅入深、由表及里”的学习路线,层层递进,将复杂的操作系统概念分解成易于理解的部分。从最宏观的系统调用接口,到微观的CPU调度算法,每一个章节都紧密相连,形成一个逻辑自洽的整体。我特别喜欢作者在介绍线程与进程关系时的阐述,他清晰地指出了两者在资源占用、通信方式上的差异,以及它们各自的优势和劣势。这让我能够更准确地选择合适的并发模型。内存管理部分,作者对于页面置换算法的分析非常透彻,他不仅列举了FIFO、LRU、OPT等经典算法,还从理论上分析了它们的性能边界,并结合实际操作系统的分页机制,解释了为何LRU及其近似算法在实践中更为常用。文件系统部分,作者对不同文件系统中元数据管理方式的对比,以及对日志文件系统(Journaling File System)工作原理的讲解,让我对数据的完整性和可靠性有了全新的认识。这本书就像一本操作系统的“说明书”,它不仅教会了我如何使用操作系统,更教会了我它底层是如何工作的,这种知其所以然的学习方式,对我而言受益匪浅。

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我在阅读这本书时,发现它对于操作系统的各个组成部分都进行了极其详尽的讲解,并且在逻辑上衔接地非常自然。作者的写作风格严谨而专业,但又不失趣味性。例如,在讲解进程状态转换时,作者使用了一个非常形象的状态图,清晰地展示了进程在运行、就绪、等待等不同状态之间的切换。这让我对进程的生命周期有了直观的理解。内存管理部分,对于分页和分段的优缺点分析,以及它们在不同体系结构下的应用,都讲解得非常到位。虚拟内存的实现机制,特别是页面置换算法的详细分析,让我明白了为什么操作系统能够有效地利用有限的物理内存来运行大量的程序。文件系统的核心概念,如文件、目录、inode等的讲解,以及不同文件系统的实现方式,都为我提供了坚实的理论基础。这本书就像一位博学的导师,它不仅解答了我对操作系统运作原理的疑惑,更激发了我对计算机底层技术的浓厚兴趣。

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阅读此书的过程中,我不断被其对细节的深入挖掘所折服。作者似乎对操作系统的每一个角落都了如指掌,并且善于将这些细节以一种易于接受的方式呈现给读者。例如,在讲解虚拟内存时,作者不仅仅局限于页面置换算法,还详细讨论了缺页中断的处理流程,以及页表项(PTE)中各种标志位(如Present bit, Dirty bit, Accessed bit)的含义和作用。这让我明白,每一次页面错误都不是简单的“找不到”,而是一个精心设计的、由硬件和软件协同完成的过程。进程间通信(IPC)部分,作者对管道、消息队列、共享内存等多种IPC机制的优劣进行了详细的对比,并给出了在不同场景下推荐使用的IPC方式。这对于构建复杂的分布式系统至关重要。I/O子系统方面,作者对缓冲、缓存、非阻塞I/O等概念的讲解,让我对如何提高应用程序的I/O效率有了更清晰的认识。这本书的价值在于,它能够激发读者的好奇心,引导读者去探索操作系统更深层次的工作原理,从而培养出解决复杂问题的能力。

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啊,这本书好难。。

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