係統程式及作業係統觀念與考題寶典(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 係統程式
• 作業係統
• 計算機原理
• 底層技術
• 考研
• 麵試
• 算法
• 數據結構
• 操作係統
• 編程

本書內容涵蓋作業係統、係統程式和編譯程式，書中提供各章中英試題題型練習和解答，並在章末附上習題讓您掌握學習成效，對於踏入資訊領域的學子們，作業係統與係統程式幾乎是必備的基本知識。

操作係統原理與實踐深度解析 一部聚焦於現代計算係統核心，深度剖析操作係統設計哲學、實現機製與前沿應用的技術專著 本書並非側重於特定考試的題型梳理或知識點羅列，而是以構建堅實的理論基礎和深刻的工程實踐理解為核心目標，旨在為讀者提供一套完整、嚴謹的操作係統知識體係。我們著重探討的是操作係統作為連接硬件與應用程序的“橋梁”所必須處理的根本性難題，以及人類智慧是如何利用精巧的設計來解決這些難題的。 第一部分：基礎架構與核心概念的奠基 在信息時代的浪潮中，計算機係統性能的飛速提升，越來越依賴於底層軟件的優化。本書的開篇部分，將係統地闡述操作係統的基本概念、發展曆程及其在現代計算模型中的定位。我們不會止步於簡單的定義，而是深入探究操作係統的內核（Kernel）的本質。 係統調用接口的機製與設計哲學： 詳細分析用戶模式與內核模式的切換過程，探討係統調用實現的效率與安全性考量。我們將對比微內核（Microkernel）與宏內核（Monolithic Kernel）架構的優劣，並以實際的係統調用序列為例，揭示軟件如何安全地請求硬件服務。 中斷與異常處理： 這是操作係統響應外部事件和內部錯誤的基礎。本書將用大量篇幅講解中斷嚮量錶（IVT）、中斷描述符錶（IDT）的結構，以及在多級中斷嵌套環境下的優先級仲裁機製。理解這些機製，是理解實時性與並發性的關鍵。 引導過程（Bootstrapping）： 從加電自檢（POST）到加載第一個用戶進程，我們剖析 BIOS/UEFI 如何協同引導加載程序（Boot Loader）將操作係統代碼安全地載入內存並開始執行的每一步。這部分內容將涉及固件與操作係統之間的協作邊界。 第二部分：資源管理的精妙平衡——進程與綫程 並發性是現代操作係統的核心價值所在。本部分將深入探討操作係統如何有效地管理計算的最小執行單元——進程與綫程。 進程的生命周期與狀態轉換： 不僅描述就緒、運行、阻塞等狀態，更會分析進程上下文（Context）的完整構成，以及上下文切換（Context Switching）帶來的性能開銷與設計優化。 綫程模型的多樣性： 詳盡比較用戶級綫程（User-Level Threads）與內核級綫程（Kernel-Level Threads）的實現方式（如 M:N 映射），闡述現代係統如何利用混閤模型來平衡靈活性和內核可見性。 進程間通信（IPC）的深度研究： 超越管道（Pipe）和消息隊列（Message Queue）的錶麵描述，本書將聚焦於共享內存的實現原理（如 System V IPC 或 POSIX 共享內存），以及信號量（Semaphores）和消息傳遞（Message Passing）在分布式計算環境下的演進。 第三部分：同步、互斥與並發控製的藝術 在多處理器或多核環境下，協調並發訪問共享資源是保證數據一緻性的基石。本部分是操作係統的理論核心之一。 經典同步問題的嚴謹分析： 從互斥區（Critical Section）的定義齣發，係統性地解決生産者-消費者問題、哲學傢用餐問題、讀者-寫者問題等經典難題，並分析不同解決方案（如 Peterson 算法、霍爾的解決方案）的適用場景。 現代同步原語的底層剖析： 深入探討互斥鎖（Mutex）、條件變量（Condition Variables）和屏障（Barrier）的實現細節。特彆關注如何利用硬件原語（如 Test-and-Set, Compare-and-Swap (CAS)）來構建高效且無鎖（Lock-free）或無等待（Wait-free）的數據結構。 死鎖的預防、檢測與恢復： 對死鎖的四大必要條件進行數學化的論證，並詳細解析銀行傢算法（Banker's Algorithm）的動態資源分配策略，以及在大型係統中的超時與進程終止恢復機製。 第四部分：內存管理的層次結構與虛擬化 內存管理是操作係統中最復雜、也最能體現其“智能”的部分。本書將從物理地址到邏輯地址的映射，揭示虛擬內存係統的強大能力。 分頁（Paging）與分段（Segmentation）的結閤： 闡述多級頁錶的結構和地址轉換的硬件加速機製（TLB 的工作原理和替換策略）。對比分段的邏輯隔離優勢與分頁的內存利用率提升。 虛擬內存的按需調頁（Demand Paging）： 深入分析缺頁中斷（Page Fault）的處理流程，包括頁錶查找、頁麵置換算法（FIFO, LRU, OPT 等）的性能對比，以及抖動（Thrashing）現象的成因與規避。 內存保護與隔離： 探討地址空間布局隨機化（ASLR）等安全機製如何利用虛擬內存進行部署，以及內存保護單元（MPU/MMU）在硬件層麵對越界訪問的攔截。 第五部分：高效I/O與存儲係統架構 數據在係統間的流動是性能瓶頸的常見來源。本部分專注於操作係統如何管理外部設備。 I/O 控製方式的演進： 對比程序控製 I/O、中斷驅動 I/O 和 直接內存訪問（DMA）的效率差異。詳細剖析 DMA 控製器的結構及其與 CPU 的協同工作流程。 緩衝管理與緩存一緻性： 探討操作係統如何利用緩衝區（Buffers）和高速緩存（Caches）來平滑速度差異，以及在多核係統中，如何通過緩存一緻性協議（如 MESI 協議的軟件視角理解）來維護數據同步。 文件係統的核心結構： 深入解析文件係統（如 Inodes、日誌結構文件係統 Journaling）如何將邏輯上的文件組織映射到物理磁盤的扇區上。探討寫時復製（CoW）等現代技術在文件係統中的應用。 本書的特色與定位 本書旨在培養讀者具備“自底嚮上”的係統思維能力。我們注重理論的嚴謹性與工程實踐的聯係，通過大量的流程圖、僞代碼示例和設計權衡（Trade-off）分析，幫助讀者理解為何一個特定設計會被選擇，而非僅僅知道它是什麼。它適閤於有一定編程基礎，渴望深入理解計算核心的計算機科學學生、軟件工程師以及係統架構師。閱讀本書後，讀者將能夠獨立分析和設計高並發、高可靠性的軟件係統組件。

CH 0 基本概念

第一篇  作業係統篇
CH 1 作業係統概述
CH 2 排班程式
CH 3 死結
CH 4 處理單元間的重復處理
CH 5 記憶體管理
CH 6 虛擬記憶體管理
CH 7 輔助儲存體之管理
CH 8 分散式係統之同步處理

第二篇  係統程式篇
CH 9 組閤語言
CH 10 組閤程式
CH 11 巨集處理器
CH 12 載入程式與聯結程式

第三篇  編譯程式篇
CH 13 自動機理論
CH 14 編譯程式
 

對於踏入資訊領域的學子們，作業係統與係統程式幾乎是必備的基本知識。有鑑於原文書的內容繁多瑣碎，常常為瞭切入或說明一個主題觀念，卻輾轉說瞭一大堆的兀言，最後纔發現隻有一個重點或觀念；加上語文障礙更使得學生在研讀作業係統或係統程式時有不知所雲之感。雖然市麵上也有原文書的翻譯本，但常常是多人分工翻譯，造成各章節翻譯的品質參差不齊或專有名詞採用不一緻，甚至省略整個段落沒有翻譯或翻譯錯誤，不但落失原文書的精神與原意，更造成學生學習上的睏擾。

　　有感於學生學習作業係統或係統程式時，常有抓不到書中重點的睏惑，特將平日授課的心得與資料蒐集整理並編撰成此書，讓各大專院校汲汲於係統程式及作業係統學習的學子們，有個便利且簡潔的學習管道。本書將作業係統、係統程式與編譯程式中最精髓的部分與重要的基本觀念以最簡易、最清晰的方式呈現。

　　此外，並輔以相關的範例與題型使學生們更能瞭解重點與基本觀念之所在，不再有研讀許久卻摸不著頭緒或不知重點為何的睏惑。於編寫此書時也深深體認到『書不在於厚，有重點纔行；字不在於多，有意義就行。』
 

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哇，拿到這本《係統程式及作業係統觀念與考題寶典(第二版)》真的是讓我有種挖到寶的感覺！我之前為瞭準備考試，翻瞭好幾本關於作業係統的書，老實說，有些書真的寫得太理論，看著看著就頭昏腦脹，對實際的程式設計幫助不大。但這本很不一樣，它的概念講解非常清晰，而且很貼近實際操作。書中舉的例子都非常實用，讓我對像行程管理、記憶體分配這些抽象的概念有瞭更具體的理解。尤其是一些跟Linux係統相關的實作部分，寫得非常詳盡，一步一步帶著你做，新手也能照著做，不會覺得無從下手。而且，它還有考題寶典的部分，這真的是太貼心瞭！很多時候，唸瞭半天書，卻不知道怎麼考，或是考齣來的題目都跟你想的不一樣。這本書的考題涵蓋瞭各種考試類型，而且針對每個考題都提供瞭詳盡的解析，讓我能針對自己的弱點加強。我個人覺得，這本書最大的優點就是它把理論和實踐完美地結閤瞭起來，不是死闆的背誦，而是讓你真的理解「為什麼」以及「怎麼做」。考前的總複習，真的少不瞭它。

评分☆☆☆☆☆

說真的，這本《係統程式及作業係統觀念與考題寶典(第二版)》根本就是為我們這種「應試族」量身打造的！我之前也是苦惱於市麵上很多教材都太過學術，讀起來像在嚼木炭，完全提不起興趣，更別說要吸收瞭。但是這本書，它就像一位經驗豐富的老師，用最淺顯易懂的方式，把那些看似複雜的係統程式和作業係統原理，一一拆解開來。我最欣賞的是它那種「循序漸進」的教學方式，從最基礎的概念開始，慢慢往上堆疊，讓你不會在中間就卡住。而且，它不隻是紙上談兵，書裡麵穿插瞭大量的程式碼範例，很多都是可以直接拿來跑的，這對我來說太重要瞭！我總覺得，光是看理論，腦袋裡永遠是霧煞煞，但當我看到實際的程式碼，然後跟書裡的解釋對照，那種「豁然開朗」的感覺，真的很難形容。考題寶典的部分更是錦上添花，那些題目都很有代錶性，而且解析得非常仔細，讓我能快速抓住齣題方嚮，省去瞭自己大海撈針的時間。如果說要推薦一本作業係統的入門書，我絕對會毫不猶豫地推薦這本！

评分☆☆☆☆☆

我必須說，《係統程式及作業係統觀念與考題寶典(第二版)》這本書，簡直是我的救星！我之前為瞭應付學期末的考試，真的花瞭很多時間在找資料，試圖把那些零散的觀念拼湊起來，但總是覺得哪裡不對勁，缺乏係統性。這本書就如同一個完整的藍圖，把係統程式和作業係統的知識點，像搭積木一樣，一層一層地建構起來。它的優點在於，它不是那種隻列齣名詞然後叫你背的書，而是會深入淺齣地解釋每一個概念的「背後原理」。例如，在講到死結（Deadlock）的時候，它不僅列齣發生死結的必要條件，還會用生動的例子說明，甚至提供瞭一些預防和處理死結的策略，這讓我對這個問題有瞭更全麵的認識。而考題寶典的部分，根本就是額外的「 bonus 」！那些題目齣的都很精準，而且解析得很到位，讓我能夠在考前針對性地複習，把模糊的觀念徹底弄懂。我真心覺得，這本書的作者在教學方法上，下瞭很大的功夫，纔能寫齣這麼優質的教材。

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對於這本《係統程式及作業係統觀念與考題寶典(第二版)》，我隻能說，它徹底顛覆瞭我對「教科書」的想像！以往我讀過的類似書籍，常常是枯燥乏味，內容又像是從百科全書裡剪貼過來的，很難消化。但這本書，它就像一位經驗豐富的老師，用一種你會喜歡的方式，引導你進入係統程式和作業係統的世界。我特別喜歡它對於「觀念」的闡述，不是那種硬梆梆的定義，而是會用一些生動的比喻和實際的應用場景來解釋，讓這些抽象的概念變得具體而有趣。例如，在講解記憶體管理時，書中會把記憶體想像成一個大型的停車場，然後用不同的停車策略來比喻分頁、分段等技術，這樣的講解方式，我一次就記住瞭。更別提那後麵的考題寶典瞭，簡直是考試神器！題目類型多樣，涵蓋的範圍也很廣，而且解析的清晰度，讓我這個本來覺得考試很頭痛的學生，都信心大增。如果說有人正在為係統程式或作業係統的學習而煩惱，我絕對會大力推薦這本書，它真的會讓你覺得學習不再是一件苦差事！

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這本《係統程式及作業係統觀念與考題寶典(第二版)》的編排真的很讚！我之前有買過其他學校老師寫的講義，雖然也是講作業係統，但是排版常常很混亂，重點也不清楚，讀起來很纍。這本書就不一樣瞭，它的結構非常清晰，每個章節的標題都很明確，而且內容的編排也很有邏輯。我特別喜歡它在講解觀念的時候，會用很多圖錶輔助，像是在講到行程調度演算法的時候，那些圖示就讓我瞬間理解瞭各種演算法的執行流程，比單純的文字描述要直觀太多瞭。而且，書中很多術語都有詳細的解釋，不會讓你讀到一個名詞就卡住。至於考題寶典的部分，我覺得它的題目質量很高，而且涵蓋的範圍很廣，基本上涵蓋瞭大多數學校在作業係統課程上會考的重點。我每次做完考題，都會仔細對照解析，找齣自己不熟悉的觀念，然後再迴頭去翻書本的對應章節，這樣學習效率真的提高很多。我個人認為，這本書不僅適閤學生準備考試，對於想深入瞭解作業係統原理的工程師來說，也是一本很好的參考書。