【虎彩 按需出版】UNIX操作系统设计(英文版)Maurice J.Bach人民邮电出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 中国人民邮电出版社

ISBN：9787115112460

商品编码：10484628930

本书先对系统内核结构做了简要介绍，然后分章节描述了文件系统、进程调度和存储管理，并在此基础上讨论了UNIX系统的高级问题，如驱动程序接口、进程间通信与网络等。在每章之后，还给出了大量富有启发性和实际意义的题目。 本书以UNIX系统V为背景，全面、系统地介绍了UNIX操作系统内核的内部数据结构和算法。本书先对系统内核结构做了简要介绍，然后分章节描述了文件系统、进程调度和存储管理，并在此基础上讨论了UNIX系统的高级问题，如驱动程序接口、进程间通信与网络等。在每章之后，还给出了大量富有启发性和实际意义的题目。本书可作为大学计算机科学系高年级学生和研究生的教材或参考书。本书也为从事UNIX系统研究与实用程序开发人员提供了一本有价值的参考资料。

UNIX操作系统设计
PREFACE
CHAPTER1 GENERAL OVER VIEW OF THE SYSTEM
CHAPTER2 INTRODUCTION TO THE KERNEL
CHAPTER3 THE BUFFER CACHE
CHAPTER4 INTERNAL REPRESENTATION OF FILES
CHAPTER5 SYSTEM CALLS FOR FILE SYSTEM
CHAPTER6 THE STRUCTURE OF PROCESSES
CHAPTER7 PROCESS CONTROL
CHAPTER8 PROCESS SCHEDULING AND TIME
CHAPTER9 MEMORY MANAGEMENT POLICIES
CHAPTER10 THE I/O SUBSYSTEM
CHAPTER11 INTERPROCESS COMMUNICATION
CHAPTER12 MULTIPROCESSOR SYSTEMS
CHAPTER13 DISTRIBUTED UNIX SYSTEMS
APPENDIX-SYSTEM CALLS
BIBLIOGRAPHY
INDEX

UNIX操作系统设计：思想、实现与演进 导论 在计算机科学的浩瀚星空中，UNIX操作系统以其独特的哲学理念、精巧的设计和强大的生命力，占据着举足轻重的地位。自上世纪六十年代末诞生以来，UNIX经历了无数次的演变和发展，催生了诸如Linux、macOS等一系列极具影响力的现代操作系统。理解UNIX的设计思想，不仅是对一段辉煌历史的回顾，更是深入洞察现代计算系统运行机制的关键。本书，将带领读者踏上一段探寻UNIX灵魂的旅程，从其核心的设计原则出发，剖析其精妙的实现方式，并追溯其如何适应时代变迁，持续焕发活力。 第一部分：UNIX的设计哲学——简洁、模块化与“一切皆文件” UNIX的成功并非偶然，其背后是几个核心的设计哲学，它们如同DNA般贯穿于系统的每一个角落，赋予了UNIX强大的生命力。 简洁至上 (Simplicity is Key)：UNIX的设计哲学奉行“少即是多”的原则。每一个工具都力求简洁，功能单一但精悍。这种设计理念使得工具易于理解、易于使用，更重要的是，易于组合。用户可以将多个小程序通过管道（pipe）连接起来，构建出完成复杂任务的强大工作流，这种“小即是美”的思想是UNIX强大生命力的源泉之一。例如，`grep` 用于搜索文本，`sort` 用于排序，`wc` 用于计数。单个命令功能有限，但将它们组合起来，可以进行极其复杂的数据分析和文本处理。 模块化设计 (Modularity)：UNIX系统由一系列独立的、可互操作的组件构成。这种模块化体现在各个层面：从内核中的进程管理、内存管理、文件系统等独立模块，到用户空间的shell、各种实用工具（如编辑器、编译器、网络工具等），再到应用程序的开发。每个模块都有清晰定义的接口，开发者可以独立地开发、维护和替换这些模块，而不会对整个系统产生灾难性的影响。这种高度的模块化是UNIX能够长期迭代和演进的基础。 “一切皆文件” (Everything is a File)：这是UNIX最令人称道的特性之一。在UNIX的设计中，不仅普通的数据文件被视为文件，设备（如终端、打印机、磁盘驱动器）甚至进程间通信的机制（如命名管道、套接字）都被抽象为文件系统中的特殊文件。这意味着用户和程序可以使用一套统一的接口（read, write, open, close等）来访问各种资源，大大简化了系统编程的复杂性，也提高了系统的灵活性和可扩展性。例如，向 `/dev/lp0` 设备文件写入数据，就可以打印到打印机；通过 `/proc` 文件系统，可以直接访问和控制运行中的进程信息。 第二部分：UNIX内核——操作系统的核心 UNIX内核是整个操作系统的“大脑”，它负责管理系统的所有硬件和软件资源，为用户程序提供服务。理解内核的设计，是理解UNIX运行机制的关键。 进程管理 (Process Management)：UNIX采用多任务、多进程的架构。每个用户程序在运行时都是一个独立的进程，拥有自己的地址空间和资源。内核负责进程的创建、销毁、调度和通信。 进程创建 (Process Creation)：UNIX通过 `fork()` 系统调用实现进程的复制。`fork()` 创建一个与父进程几乎完全相同的子进程，但拥有独立的进程ID。这种简洁高效的创建机制使得多进程编程变得容易。 进程调度 (Process Scheduling)：内核使用各种调度算法（如时间片轮转、优先级调度等）来决定哪个进程在CPU上运行。UNIX的调度器力求公平高效，确保所有进程都能获得CPU时间，同时优先处理交互式和实时性要求高的进程。 进程通信 (Inter-Process Communication - IPC)：由于进程拥有独立的地址空间，它们之间需要特殊的机制来共享信息。UNIX提供了多种IPC机制，包括管道（pipe）、命名管道（FIFO）、信号（signal）、共享内存（shared memory）、消息队列（message queue）和套接字（socket）。这些机制允许进程之间进行高效、灵活的数据交换和同步。 内存管理 (Memory Management)：UNIX内核负责为每个进程分配和管理内存。 虚拟内存 (Virtual Memory)：现代UNIX系统普遍采用虚拟内存技术。每个进程都拥有一个独立的虚拟地址空间，内核负责将虚拟地址映射到物理内存或磁盘上的交换空间。这不仅解决了物理内存不足的问题，还提供了内存保护，防止一个进程访问另一个进程的内存。 内存分配 (Memory Allocation)：内核提供了系统调用（如 `malloc`，虽然它在用户空间，但依赖于内核的内存分配机制）来允许程序申请和释放内存。 文件系统 (File System)：UNIX的文件系统设计是其“一切皆文件”哲学的具体体现。 统一的文件命名空间 (Unified Namespace)：UNIX将所有文件和目录组织成一个单一的、层次化的树形结构，称为“根目录”（ `/` ）。所有设备和挂载的文件系统都集成到这个命名空间中。 文件类型 (File Types)：UNIX区分多种文件类型，包括普通文件（regular file）、目录（directory）、符号链接（symbolic link）、块设备文件（block device file）、字符设备文件（character device file）、命名管道（FIFO）和套接字（socket）。每种文件类型都有其特定的属性和访问方式。 文件访问权限 (File Access Permissions)：UNIX采用精细的权限控制机制，为文件所有者、所属组和其他用户分别设定读（r）、写（w）、执行（x）的权限。这保证了系统的安全性和数据的完整性。 索引节点 (Inodes)：UNIX文件系统使用索引节点（inode）来存储文件的元数据，如文件类型、权限、所有者、大小、创建时间以及指向数据块的指针。文件名则存储在目录项中，通过文件名查找inode，再通过inode访问文件数据。这种设计使得文件查找效率高，且文件名和文件数据分离，易于管理。 设备管理 (Device Management)：通过将设备抽象为文件，UNIX极大地简化了设备管理。设备驱动程序充当应用程序和硬件之间的接口，使得应用程序可以使用标准的文件I/O操作来与设备交互。 第三部分：用户接口——Shell与命令 用户与UNIX系统交互的主要方式是通过Shell和一系列强大的命令行工具。 Shell——用户的得力助手 (The Shell as User's Assistant)：Shell是用户与UNIX内核之间的命令行解释器。它接收用户的命令，将其翻译成内核可以理解的系统调用，并执行相应的操作。UNIX提供了多种Shell，最经典的是Bourne Shell (sh)，以及后来的Bash (Bourne Again Shell)、Zsh等。 命令解释 (Command Interpretation)：Shell解析用户输入的命令，包括命令名、参数和选项。 脚本编程 (Scripting)：Shell本身也是一种强大的脚本语言，允许用户编写一系列命令来自动化复杂的任务。Shell脚本是UNIX系统管理和开发的基石。 I/O重定向与管道 (I/O Redirection and Pipes)：Shell强大的I/O重定向功能（ `<` 输入重定向， `>` 输出重定向， `>>` 追加重定向）和管道（ `|` ）机制，是实现“一切皆文件”哲学的有力补充，使得用户可以灵活地组合和控制程序的输入输出。 UNIX命令行工具——“瑞士军刀” (UNIX Command-Line Tools - The Swiss Army Knife)：UNIX生态系统中包含了成千上万个设计精良的命令行工具，它们共同构成了UNIX强大的功能。 文本处理工具：`cat`, `grep`, `sed`, `awk`, `sort`, `uniq`, `cut`, `paste` 等，用于对文本进行各种形式的编辑、搜索、过滤和转换。 文件管理工具：`ls`, `cd`, `pwd`, `cp`, `mv`, `rm`, `mkdir`, `chmod`, `chown` 等，用于文件的创建、删除、移动、复制和权限管理。 进程管理工具：`ps`, `top`, `kill`, `nice` 等，用于查看、控制和管理系统中的进程。 系统信息与诊断工具：`df`, `du`, `free`, `uname`, `dmesg` 等，用于查看系统的磁盘空间、内存使用、内核信息等。 网络工具：`ping`, `netstat`, `ssh`, `ftp` 等，用于网络通信和诊断。 第四部分：UNIX的演进与未来 UNIX并非一成不变，它在不断地适应技术发展和用户需求。 多用户、多任务、多处理器：从最初的设计，UNIX就已经具备了多用户、多任务的能力。随着硬件的发展，UNIX也逐步支持多处理器，并成为现代服务器和高性能计算领域的首选操作系统。 网络化：UNIX天生就对网络有着良好的支持，TCP/IP协议栈的集成使其能够轻松地融入各种网络环境。如今，UNIX及其衍生系统（如Linux）是互联网基础设施的核心。 图形用户界面 (GUI)：虽然UNIX最初是以命令行界面为主，但X Window System等图形界面的出现，极大地提升了UNIX的用户体验，催生了如GNOME、KDE等流行的桌面环境，以及macOS这样高度集成的图形化操作系统。 开源运动与Linux：Linux操作系统的出现，继承并发展了UNIX的设计哲学，并以其开放源代码的模式，在全球范围内获得了巨大的成功，成为事实上的UNIX类操作系统的主流。 结语 UNIX的设计思想，以其简洁、优雅和强大的生命力，深刻地影响了整个计算机科学界。理解UNIX，就是理解现代操作系统设计的精髓，洞察计算世界的底层逻辑。本书的探索，旨在为读者揭示UNIX设计背后的智慧，无论您是初学者还是资深开发者，都能从中获益，更好地理解和运用这个充满魅力的操作系统。UNIX的故事仍在继续，它的设计理念将继续指引着操作系统的发展方向，在未来的计算领域中扮演更加重要的角色。

评分☆☆☆☆☆

不得不说， Maurice J. Bach 的这本书，真的刷新了我对 UNIX 的认知。之前总觉得 UNIX 离我这个普通用户太遥远，都是工程师们才需要了解的东西。但这本书用一种非常接地气的方式，把那些高深的理论都讲得明明白白，而且还带着一股子“老派”的严谨和匠心。 我最喜欢的部分是关于系统调用和信号处理的内容。作者不是简单地告诉你“怎么用”，而是告诉你“为什么这么设计”。他会从历史的角度，解释为什么 UNIX 会走上这条道路，以及这些设计在当时和现在分别意味着什么。这种“知其然，更知其所以然”的学习方式，真的让人受益匪浅。 读这本书的时候，我感觉自己就像是在跟着一位经验丰富的老师傅，一步一步地拆解一个精密的机械装置，然后又将它重新组装起来。每一个齿轮的啮合，每一个弹簧的张力，都被解释得清清楚楚。这种成就感，是在其他很多技术书籍上无法获得的。 这本书的价值，不仅仅在于它提供了多少技术细节，更在于它培养了一种系统思维和解决问题的能力。它让我明白，在复杂的世界里，总有其内在的规律可循，只要你愿意去深入研究，去理解那些看似微小的细节。

评分☆☆☆☆☆

读完【虎彩 按需出版】UNIX操作系统设计(英文版)Maurice J.Bach人民邮电出版社，我只能说，这是一次非常“硬核”的学习体验，但同时也是一次极具价值的洗礼。这本书的语言风格非常直接，不带任何修饰，直击核心。 我特别被书中对内核数据结构的描述所吸引。作者对链表、树、散列表等基本数据结构在内核中的应用进行了详细的介绍，并分析了它们各自的优势和劣势。这让我第一次真正理解，原来我们日常操作的操作系统，背后是由如此严谨的数据组织方式支撑着的。 而且，这本书的出版形式也很有意思，按需出版，感觉像是为真正需要它的人量身定制的。拿到手里的时候，能感受到一种“为知识而生”的质感。 这本书可能不适合那些追求轻松阅读体验的读者，但如果你真心想要深入了解 UNIX 的精髓，想要挑战自己的技术深度，那么它绝对是你的不二之选。它能让你从“使用者”变成“理解者”，甚至“思考者”。

评分☆☆☆☆☆

初读这本书，我最大的感受就是“透彻”。它没有丝毫的含糊其辞，每一个概念的引入，每一个理论的阐述，都显得逻辑严谨，滴水不漏。Maurice J. Bach 先生在这本书中展现出的深厚功底，着实令人赞叹。 我个人对书中关于并发和同步机制的讲解尤为着迷。作者并没有回避这些技术上的难点，而是迎难而上，通过清晰的图示和深入的分析，将多线程、多进程环境下的各种挑战和解决方案娓娓道来。特别是对锁机制和信号量的应用场景，他给出了非常详尽的解释，让我对如何构建稳定高效的并发系统有了更深刻的理解。 这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本关于工程哲学的著作。它让我认识到，在设计一个操作系统时，需要考虑的不仅仅是功能的实现，更重要的是如何去平衡各种因素，如何去做出最优化的选择。这是一种在实践中不断打磨出来的智慧。 我强烈推荐这本书给所有对操作系统底层原理感兴趣的读者。它能让你从更宏观的角度去理解计算机是如何工作的，也能让你在微观层面去欣赏那些精巧的设计。这是一次值得你投入时间和精力的学习旅程。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我并没有抱太大的期望，毕竟“操作系统设计”这个主题听起来就有些枯燥乏味，而且是英文原版，阅读起来也需要一定的门槛。然而，当我翻开第一页，就被作者那严谨又不失趣味的文笔所吸引。书中的图表非常清晰，逻辑性极强，即使是初次接触 UNIX 内核的读者，也能相对容易地跟上作者的思路。 我尤其对书中关于文件系统和 I/O 系统的讲解印象深刻。它不仅仅列举了各种文件系统的特性，更是深入探讨了它们的设计思想和权衡取舍。作者对每一个细节都进行了细致的分析，从数据的存储方式到访问的效率，都做了非常详尽的阐述。这让我对文件操作背后隐藏的复杂性有了全新的认识，也让我更加珍惜每一次文件读写的流畅体验。 总的来说，这本书是一次非常充实的学习体验。它没有华丽的辞藻，只有扎实的干货。它教会我如何去思考，如何去分析，如何去理解一个复杂系统的内在逻辑。对于任何一个希望在计算机科学领域有所建树的人来说，这本书都是一本值得反复研读的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界，虽然我之前对 UNIX 的了解仅限于一些基础命令的使用，但这本书的深入讲解，特别是它对内核设计原理的剖析，彻底颠覆了我之前的一些刻板印象。作者 Maurice J. Bach 不愧是 UNIX 领域的大家，他能将如此复杂和抽象的概念，用一种相对易懂的方式呈现出来，这本身就是一种巨大的成就。 我特别喜欢书中对进程管理和内存管理的章节，它不再是那种教科书式的条条框框，而是通过生动的比喻和详细的流程图，一步步带领读者去理解这些核心机制是如何运作的。比如，在解释进程调度时，作者并没有停留在理论层面，而是深入到各种调度算法的优缺点，以及在不同场景下它们是如何被选择和应用的。这让我突然意识到，我们日常使用电脑时，背后有如此精妙的系统在默默地工作，而这一切都离不开 UNIX 操作系统设计中的智慧结晶。 对于想要深入理解计算机底层原理的读者来说，这本书绝对是不可多得的宝藏。它不仅仅是一本技术书籍，更像是一次对操作系统设计哲学的一次深入探索。它让我明白，一个优秀的操作系统，不仅仅是功能的堆砌，更是对效率、稳定性和可扩展性的一种极致追求。读完这本书，我感觉自己看待 UNIX 的眼光都发生了变化，不再是简单的“操作系统”，而是“一个精巧的工程艺术品”。