具体描述
《操作系统原理与实践》内容简介：作者集十多年教学实践，并结合最新的《全国硕士研究生入学统一考试计算机专业基础综合考试大纲》和操作系统的最新发展编写而成《操作系统原理与实践》。全书共10章，主要内容包括操作系统概述、作业管理、进程管理、存储管理、设备管理、文件管理和常见操作系统对上述功能的实现的举例、操作系统安全与保密机制、网络操作系统、实践指导——典型操作系统实验范例。特别增加了4个操作系统的实训和大量的习题，对帮助学生认识操作系统核心内容有重要作用。
《操作系统原理与实践》涵盖操作系统原理的基本内容，并将操作系统的基本原理与实际相结合。在内容取舍、文字描述、习题选择方面力求以面向实践、重在应用、便于教学组织为原则，在章节安排、形式体例、行文风格方面力求做到概念讲解透彻、内容难度适中。《操作系统原理与实践》适合作为高等院校计算机及相关专业的教材，也可供各类大专院校师生参考，同时也可作为报考计算机及相关专业硕士研究生的复习用书。
《深入理解计算机系统：计算机组成、结构与性能优化》 本书旨在揭示现代计算机系统的运作奥秘，从最底层的硬件架构到高级的软件交互，为读者构建一个全面而深刻的理解框架。我们不局限于某一特定操作系统的原理，而是将视角投向了构成计算机核心的通用概念和技术。 第一部分：硬件基础与底层交互 数字逻辑与处理器架构： 我们将从最基本的逻辑门开始，逐步构建起复杂的组合逻辑和时序逻辑电路，进而深入理解中央处理器（CPU）的核心组成部分，包括算术逻辑单元（ALU）、控制器、寄存器组等。我们将探讨不同类型的指令集架构（ISA），如x86-64和ARM，以及它们如何影响指令的执行流程和性能。我们将解析流水线技术、超标量执行、分支预测等现代处理器性能优化技术，理解它们如何最大化指令吞吐量。 存储器层次结构与缓存机制： 内存是计算机系统的关键组成部分，我们将详细剖析其物理结构，包括DRAM技术、内存控制器和地址映射。更重要的是，我们将深入研究存储器层次结构，从CPU内部的寄存器、一级、二级、三级缓存，到主存（RAM），再到二级存储（SSD、HDD）。我们将详尽讲解缓存的工作原理，包括缓存块、相联度、替换策略（如LRU）以及写策略，揭示缓存如何有效地弥合CPU与内存之间的速度鸿沟，以及理解缓存未命中（cache miss）的原因和应对策略。 I/O系统与设备交互： 输入/输出（I/O）设备是计算机与外部世界沟通的桥梁。本书将介绍各种I/O设备的基本工作原理，如硬盘驱动器、网络接口卡、显示器和键盘。我们将深入探讨I/O数据的传输方式，包括轮询（polling）、中断（interrupts）和直接内存访问（DMA），并分析它们在不同场景下的优劣。我们将理解I/O控制器、I/O总线以及I/O通道在数据传输中的作用，以及如何通过高效的I/O管理来提升系统整体性能。 第二部分：程序执行与内存管理 机器代码与程序编译链接： 任何程序最终都要被转换成机器可执行的代码。我们将详细介绍编程语言如何经过预处理、编译、汇编和链接等阶段，最终形成可在处理器上运行的机器代码。我们将剖析目标文件（object file）的结构，包括代码段、数据段、符号表和重定位信息，并理解链接器（linker）如何将多个目标文件和库文件组合成一个可执行文件。 虚拟内存与地址空间： 虚拟内存是现代操作系统提供的核心功能之一，它赋予了程序一个独立、连续的地址空间，并隔离了不同进程。我们将深入解析虚拟地址到物理地址的转换过程，以及页表（page table）、页目录（page directory）和TLB（Translation Lookaside Buffer）在其中扮演的关键角色。我们将探讨页面置换算法（如FIFO, LRU, Optimal），理解它们如何决定哪些页面应该被换出到磁盘，以及页面错误（page fault）的处理机制。 进程与线程模型： 进程是程序在内存中的一个执行实例，而线程是进程内更小的执行单元。本书将深入阐述进程的概念，包括进程控制块（PCB）、进程状态（新建、就绪、运行、等待、终止）以及进程切换（context switching）的开销。我们将详细讲解线程模型，包括用户级线程和内核级线程，以及它们在并发执行中的优势和局限性。我们将触及进程间通信（IPC）的各种机制，如管道、消息队列、共享内存和信号量，理解它们如何实现进程间的数据交换和同步。 第三部分：系统性能分析与优化 性能测量与瓶颈分析： 衡量和理解系统性能是优化的前提。我们将介绍各种性能测量工具和技术，如性能计数器、性能分析器（profiler）和基准测试（benchmarking）。我们将学习如何识别系统的性能瓶颈，无论是CPU、内存、I/O还是网络，并理解各种瓶颈可能带来的影响。 并发与同步： 在多核、多处理器系统中，并发执行是常态。我们将深入探讨并发编程中的挑战，如竞态条件（race condition）和死锁（deadlock）。我们将学习各种同步机制，包括互斥锁（mutex）、信号量（semaphore）、条件变量（condition variable）和读写锁，理解它们如何确保共享资源的访问安全和程序的正确性。 高性能计算中的关键技术： 本书还将探讨一些在高性能计算（HPC）和现代软件开发中至关重要的技术。我们将简要介绍并行计算模型，如数据并行和任务并行，以及如何在多核CPU和GPU上实现高效的并行计算。我们还将涉及一些低级优化技术，如指令级并行（ILP）、向量化（vectorization）和循环展开（loop unrolling），以及如何利用编译器优化选项来提升代码性能。 通过对这些底层原理的深入剖析，《深入理解计算机系统：计算机组成、结构与性能优化》旨在为读者提供一个坚实的计算机科学基础，使他们能够更有效地编写、调试和优化软件，并深刻理解应用程序的性能表现是如何由硬件架构和系统软件共同决定的。本书适合计算机科学、软件工程、嵌入式系统等领域的学生、开发者和研究人员阅读。
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