一个64位操作系统的设计与实现 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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田宇 著

图书标签:

• 操作系统
• 64位
• 设计
• 实现
• 计算机科学
• 系统编程
• 内核
• 汇编语言
• 底层原理
• 软件工程

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115475251

版次：1

商品编码：12375378

包装：平装

丛书名： C

开本：16开

出版时间：2018-05-01

用纸：胶版纸

页数：680

正文语种：中文

产品特色

编辑推荐

1.基于Intel Core i7处理器的64位多核操作系统
2.引入诸多Linux内核的设计精髓
3.既可在Bochs虚拟机中执行，又可通过U盘引导运行于笔记本电脑

内容简介

本书讲述了一个64位多核操作系统的自制过程。此操作系统自制过程是先从虚拟平台构筑起一个基础框架，随后再将基础框架移植到物理平台中进行升级、完善与优化。为了凸显64位多核操作系统的特点，物理平台选用搭载着Intel Core-i7处理器的笔记本电脑。与此同时，本书还将Linux内核的源码精髓、诸多官方白皮书以及多款常用协议浓缩于其中，可使读者在读完本书后能够学以致用，进而达到理论联系实际的目的。
全书共分为16章。第1~2章讲述了操作系统的基础概念和开发操作系统需要掌握的知识；第3~5章在虚拟平台下快速构建起一个操作系统模型；第6~16章将在物理平台下对操作系统模型做进一步升级、优化和完善。
本书既适合在校学习理论知识的初学者，又适合在职工作的软件工程师或有一定基础的业余爱好者。

作者简介

田宇 Linux内核爱好者，曾在多家大中型软件公司从事软件开发工作，参与过多款高端嵌入式产品的开发研制，主要负责Linux内核和驱动的研发，以及开源操作系统环境的深度定制。

目录

第 一部分　操作系统相关知识介绍及环境搭建
第　1章 操作系统概述　4
1．1　什么是操作系统　4
1．2　操作系统的组成结构　4
1．3　编写操作系统需要的知识　7
1．4　本书操作系统简介　8
第　2章 环境搭建及基础知识　9
2．1　虚拟机及开发系统平台介绍　9
2．1．1　VMware的安装　9
2．1．2　编译环境CentOS 6　10
2．1．3　Bochs虚拟机　11
2．2　汇编语言　14
2．2．1　AT&T;汇编语言格式与Intel汇编语言格式　14
2．2．2　NASM编译器　16
2．2．3　使用汇编语言调用C语言的函数　16
2．3　C语言　19
2．3．1　GNU C内嵌汇编语言　20
2．3．2　GNU C语言对标准C语言的扩展　23
第二部分　初级篇
第3章　BootLoader引导启动程序　30
3．1　Boot引导程序　30
3．1．1　BIOS引导原理　31
3．1．2　写一个Boot引导程序　32
3．1．3　创建虚拟软盘镜像文件　36
3．1．4　在Bochs上运行我们的Boot程序　38
3．1．5　加载Loader到内存　40
3．1．6　从Boot跳转到Loader程序　52
3．2　Loader引导加载程序　54
3．2．1　Loader原理　54
3．2．2　写一个Loader程序　55
3．2．3　从实模式进入保护模式再到IA-32e模式　65
3．2．4　从Loader跳转到内核程序　75
第4章　内核层　78
4．1　内核执行头程序　78
4．1．1　什么是内核执行头程序　78
4．1．2　写一个内核执行头程序　79
4．2　内核主程序　83
4．3　屏幕显示　85
4．3．1　在屏幕上显示色彩　86
4．3．2　在屏幕上显示log　88
4．4　系统异常　100
4．4．1　异常的分类　101
4．4．2　系统异常处理（一）　102
4．4．3　系统异常处理（二）　109
4．5　初级内存管理单元　121
4．5．1　获得物理内存信息　121
4．5．2　计算可用物理内存页数　123
4．5．3　分配可用物理内存页　126
4．6　中断处理　142
4．6．1　8259A PIC　142
4．6．2　触发中断　148
4．7　键盘驱动　152
4．7．1　简述键盘功能　152
4．7．2　实现键盘中断捕获函数　154
4．8　进程管理　155
4．8．1　简述进程管理模块　155
4．8．2　PCB　156
4．8．3　init进程　163
第5章　应用层　171
5．1　跳转到应用层　171
5．2　实现系统调用API　180
5．3　实现一个系统调用处理函数　185
第三部分　高级篇
第6章　处理器体系结构　190
6．1　基础功能与新特性　190
6．1．1　运行模式　190
6．1．2　通用寄存器　191
6．1．3　CPUID指令　192
6．1．4　标志寄存器EFLAGS　193
6．1．5　控制寄存器　195
6．1．6　MSR寄存器组　199
6．2　地址空间　199
6．2．1　虚拟地址　200
6．2．2　物理地址　200
6．3　实模式　200
6．3．1　实模式概述　201
6．3．2　实模式的段寻址方式　201
6．3．3　实模式的中断向量表　201
6．4　保护模式　202
6．4．1　保护模式概述　202
6．4．2　保护模式的段管理机制　206
6．4．3　保护模式的中断/异常处理机制　214
6．4．4　保护模式的页管理机制　217
6．4．5　保护模式的地址转换过程　224
6．5　IA-32e模式　226
6．5．1　IA-32e模式概述　226
6．5．2　IA-32e模式的段管理机制　228
6．5．3　IA-32e模式的中断/异常处理机制　234
6．5．4　IA-32e模式的页管理机制　234
6．5．5　IA-32e模式的地址转换过程　237
第7章　完善BootLoader功能　238
7．1　实模式的寻址瓶颈　238
7．1．1　错综复杂的1 MB物理地址空间　238
7．1．2　突破1 MB物理内存瓶颈　239
7．1．3　实模式下的4 GB线性地址寻址　240
7．2　获取物理地址空间信息　240
7．3　操作系统引导加载阶段的内存空间划分　242
7．4　U盘启动　244
7．4．1　USB-FDD、USB-ZIP和USB-HDD启动模式的简介　244
7．4．2　将Boot引导程序移植到U盘中启动　251
7．5　在物理平台上启动操作系统　255
7．6　细说VBE功能的实现　261
7．6．1　VBE规范概述　261
7．6．2　获取物理平台的VBE相关信息　272
7．6．3　设置显示模式　279
第8章　内核主程序　282
8．1　内核主程序功能概述　282
8．2　操作系统的Makefile编译脚本　282
8．3　操作系统的kernel．lds链接脚本　286
8．4　操作系统的线性地址空间划分　289
8．5　获得处理器的固件信息　290
第9章　高级内存管理单元　297
9．1　SLAB内存池　297
9．1．1　SLAB内存池概述及相关结构体定义　298
9．1．2　SLAB内存池的创建与销毁　299
9．1．3　SLAB内存池中对象的分配与回收　302
9．2　基于SLAB内存池技术的通用内存管理单元　308
9．2．1　通用内存管理单元的初始化函数slab_init　308
9．2．2　通用内存的分配函数kmalloc　312
9．2．3　通用内存的回收函数kfree　317
9．3　调整物理页管理功能　321
9．3．1　内存管理单元结构及相关函数调整　321
9．3．2　调整alloc_pages函数　323
9．3．3　创建free_pages函数　327
9．4　页表初始化　330
9．4．1　页表重新初始化　331
9．4．2　VBE帧缓存区地址重映射　334
第　10章 高级中断处理单元　337
10．1　APIC概述　337
10．2　Local APIC　338
10．2．1　Local APIC的基础信息　338
10．2．2　Local APIC整体结构及各功能描述　344
10．3　I/O APIC　352
10．3．1　I/O APIC控制器的基础信息　353
10．3．2　I/O APIC整体结构及各引脚功能　356
10．4　中断控制器的模式选择与初始化　358
10．4．1　中断模式　359
10．4．2　Local APIC控制器的初始化　362
10．4．3　I/O APIC控制器的初始化　368
10．5　高级中断处理功能　375
10．5．1　Linux的中断处理机制概述　375
10．5．2　实现中断上半部处理功能　377
第　11章 设备驱动程序　382
11．1　键盘和鼠标驱动程序　382
11．1．1　键盘和鼠标控制器　382
11．1．2　完善键盘驱动　389
11．1．3　实现鼠标驱动　398
11．2　硬盘驱动程序　403
11．2．1　硬盘设备初探　403
11．2．2　完善硬盘驱动程序　418
第　12章 进程管理　428
12．1　进程管理单元功能概述　428
12．2　多核处理器　429
12．2．1　超线程技术与多核技术概述　429
12．2．2　多核处理器间的IPI通信机制介绍　434
12．2．3　让我们的系统支持多核　437
12．3　进程调度器　464
12．3．1　Linux进程调度器简介　465
12．3．2　墙上时钟与定时器　468
12．3．3　内核定时器　479
12．3．4　实现进程调度功能　486
12．4　内核同步方法　498
12．4．1　原子变量　498
12．4．2　信号量　499
12．4．3　完善自旋锁　501
12．5　完善进程管理单元　503
12．5．1　完善PCB与处理器运行环境　503
12．5．2　完善进程调度器和AP处理器引导程序　508
12．5．3　关于线程　514
第　13章 文件系统　516
13．1　文件系统概述　516
13．2　解析FAT32文件系统　517
13．2．1　FAT32文件系统简介　517
13．2．2　通过实例深入解析FAT32文件系统　523
13．2．3　实现基于路径名的文件系统检索功能　532
13．3　虚拟文件系统　552
13．3．1　Linux VFS简介　552
13．3．2　实现VFS　554
第　14章 系统调用API库　566
14．1　系统调用API结构　566
14．2　基于POSIX规范实现系统调用API库　567
14．2．1　POSIX规范下的系统调用API简介　567
14．2．2　升级系统调用模块　568
14．2．3　基础文件操作的系统调用API实现　574
14．2．4　进程创建的系统调用API实现　599
14．2．5　内存管理的基础系统调用API实现　618
第　15章 Shell命令解析器及命令　626
15．1　Shell命令解析器　626
15．1．1　Shell命令解析器概述　626
15．1．2　实现Shell命令解析器　627
15．2　基础命令　641
15．2．1　重启命令reboot　641
15．2．2　工作目录切换命令cd　642
15．2．3　目录内容显示命令ls　645
15．2．4　文件查看命令cat　654
15．2．5　程序执行命令exec　655
第　16章 一个彩蛋　665
附录　术语表　676
参考资料　679

《代码的基石：操作系统原理与实践》 内容概述： 本书旨在深入剖析操作系统的核心机制，从最基础的硬件交互出发，逐步构建起一个功能完善、性能优越的现代操作系统。全书分为理论篇和实践篇，前者侧重于操作系统原理的讲解，后者则引导读者动手实践，将理论知识转化为实际代码。我们力求以清晰的逻辑、生动的案例，帮助读者跨越抽象的理论迷雾，领略操作系统的设计艺术，掌握构建高效软件系统的关键技能。 理论篇：操作系统的心脏与脉搏 第一章：从零开始的计算世界——计算机体系结构基础 1.1 硬件的语言：CPU、内存与I/O设备 我们将首先回顾计算机硬件的基本组成，包括中央处理器（CPU）的工作原理，指令集架构（ISA）的抽象，以及寄存器、缓存等对性能至关重要的概念。 内存的层级结构（DRAM、SRAM）及其读写机制，内存地址空间的概念，以及如何通过内存管理单元（MMU）进行地址转换，将是重点关注的领域。 各种输入输出（I/O）设备的工作模式，如何与CPU进行交互（轮询、中断、DMA），以及I/O控制器的作用，都会被详细阐述。 1.2 启动的序曲：BIOS/UEFI与引导加载程序 从按下电源按钮到第一个应用程序运行，中间发生了什么？我们将深入探讨BIOS/UEFI在系统初始化过程中的角色，如何加载固件，并最终将控制权交给引导加载程序（Bootloader）。 引导加载程序的工作流程，包括加载操作系统内核到内存，以及内核初始化前的准备工作，将通过图示和原理分析得以清晰展现。 1.3 独一无二的身份：进程的诞生与消亡 2.1 抽象的艺术：进程的概念与PCB 我们将深入理解“进程”这一核心概念，它如何代表一个正在运行的程序，以及进程控制块（PCB）在管理进程中的关键作用。PCB中包含的进程状态、程序计数器、寄存器信息、内存管理信息等，都将一一解析。 2.2 时间的魔法：进程调度策略 在多任务环境下，如何公平高效地分配CPU时间给各个进程，是操作系统面临的巨大挑战。我们将详细介绍各种经典的进程调度算法，如先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度、时间片轮转（Round-Robin）等。 对于实时操作系统，还会探讨硬实时与软实时的概念，以及相关的调度算法，如速率单调调度（RMS）和最早截止期优先（EDF）。 死锁的产生原因、条件以及避免、检测和解除死锁的策略，将作为进程管理的重要组成部分进行深入讨论。 2.3 沟通的桥梁：进程间通信（IPC） 进程之间如何协同工作、交换数据？我们将详细讲解多种IPC机制，包括管道（Pipes）、消息队列（Message Queues）、共享内存（Shared Memory）、信号量（Semaphores）和套接字（Sockets）。每种机制的原理、优缺点以及适用场景都会进行详细分析。 3. 内存的艺术：资源的有效分配与保护 3.1 统一的视图：虚拟内存的概念 虚拟内存是现代操作系统中最具革命性的技术之一。我们将从物理内存和用户程序地址空间的区别出发，引入虚拟内存的概念，以及它如何为每个进程提供一个独立的、更大的地址空间。 3.2 地址的转换：分页与分段 分页（Paging）是实现虚拟内存最常用的技术。我们将详细讲解页表（Page Table）的结构、页的划分、页目录等，以及CPU如何通过内存管理单元（MMU）将虚拟地址转换为物理地址。 分段（Segmentation）则是另一种地址映射方式，我们将探讨段表（Segment Table）的工作原理，以及段页式内存管理。 3.3 空间的博弈：页面置换算法 当物理内存不足时，操作系统需要将内存中的页面换出到磁盘（交换区）。我们将深入研究各种经典的页面置换算法，如最优页面置换算法（OPT）、先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）、时钟算法（Clock Algorithm）等，并分析它们的性能特点。 3.4 内存的保护：内存访问控制 为了防止进程相互干扰或非法访问内存，操作系统需要实施严格的内存访问控制。我们将讨论如何利用硬件（如MMU）和软件机制来实现地址边界检查、权限控制等。 4. 并发的世界：线程与同步 4.1 轻盈的执行体：线程模型 在进程的基础上，我们引入“线程”的概念。我们将探讨用户级线程（User-Level Threads）和内核级线程（Kernel-Level Threads）的区别，以及它们在性能和实现上的权衡。 多线程模型（如一对一、多对一、多对多）将详细介绍，帮助读者理解线程与进程的关系。 4.2 协作的艺术：同步机制 当多个线程/进程访问共享资源时，可能出现竞态条件（Race Condition）。我们将详细讲解互斥锁（Mutex）、自旋锁（Spinlock）、信号量（Semaphore）、条件变量（Condition Variable）、读写锁（Read-Write Lock）等同步原语。 临界区（Critical Section）的概念以及如何保证其原子性，将是同步机制讨论的核心。 死锁在多线程环境下的表现形式和解决策略，将与进程死锁进行对比分析。 5. 存储的守护者：文件系统 5.1 数据的组织：文件与目录结构 我们将深入探讨文件的基本概念，如文件属性、文件类型、文件操作（创建、删除、读、写、定位）。 目录的层次结构，如何实现文件查找和路径解析，以及各种目录组织方式（如单级、两级、树形）的优劣。 5.2 磁盘的舞蹈：磁盘调度与I/O管理 磁盘的物理结构（盘面、磁道、扇区）将作为基础。我们将详细分析各种磁盘调度算法，如先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描算法（SCAN）、循环扫描算法（C-SCAN）等，以优化磁盘I/O性能。 缓冲区（Buffer）和缓存（Cache）在文件I/O中的作用，以及延迟写入（Lazy Write）等技术。 5.3 空间的分配：文件分配方式 文件如何在磁盘上存储？我们将介绍连续分配、链式分配（隐式链接、显式链接）和索引分配（单级索引、多级索引、混合索引）等文件分配方式，并分析它们的优缺点。 5.4 数据的安全：文件系统的一致性与恢复 如何保证文件系统在异常情况下（如断电）的数据一致性？我们将讨论日志文件系统（Journaling File System）的原理，以及文件系统检查（fsck）的重要性。 6. 机器的语言：设备驱动与I/O系统 6.1 硬件的代言人：设备驱动程序 我们将深入理解设备驱动程序（Device Driver）在操作系统中的角色，它如何作为硬件和操作系统内核之间的桥梁。 编写设备驱动需要了解的硬件接口、中断处理、DMA技术等。 6.2 I/O的统一接口：通用I/O模型 操作系统如何为用户提供统一的I/O接口，屏蔽底层硬件差异？我们将探讨字符设备、块设备的概念，以及它们在系统调用中的表现。 中断处理流程，中断向量表（IVT）的作用，以及中断共享等机制。 6.3 网络的起点：网络协议栈基础 简要介绍网络通信的基本原理，TCP/IP协议栈的层次结构，以及套接字（Socket）作为网络通信接口的概念。 实践篇：从理论到代码的飞跃 第七章：你的第一个操作系统内核 7.1 引导加载程序的实现 我们将指导读者编写一个简单的引导加载程序，使其能够将内核映像加载到内存并跳转执行。这部分将涉及汇编语言编程和链接脚本的编写。 7.2 内核的入口与初始化 解析内核的入口点，如何进行初步的硬件初始化（如设置中断描述符表IDT、全局描述符表GDT）。 7.3 打印第一个“Hello, OS!” 通过直接访问显存或使用BIOS中断，实现最基本的屏幕输出功能，让读者看到自己编写的代码运行起来。 第八章：进程与线程的实践 8.1 简单的进程创建与管理 通过系统调用（如fork()的简化版），实现用户程序创建子进程的功能。 实现简易的进程调度器，体验不同调度算法的效果。 8.2 线程模型的实现 在用户空间或内核空间实现线程的创建、调度和同步。 编写多线程程序，观察同步机制的应用。 第九章：内存管理的实战 9.1 虚拟内存的模拟 尝试实现简单的分页机制，包括页表的创建与更新。 模拟页面置换算法，观察内存抖动现象。 9.2 内存分配器的设计 实现用户空间的内存分配器（如malloc/free的简单版本），理解堆管理。 第十章：文件系统的构建 10.1 简单的文件系统接口 设计和实现基本的文件操作（创建、读取、写入、删除）。 构建简单的目录结构。 10.2 磁盘空间的管理 实现文件分配策略，如简单的位图（Bitmap）或空闲链表。 模拟磁盘I/O，优化读写效率。 第十一章：设备驱动的初步探索 11.1 键盘输入驱动 编写简单的键盘驱动程序，捕获键盘输入并将其传递给内核。 11.2 串口通信驱动 实现简单的串口通信，为后续调试和远程控制打下基础。 本书的特色： 理论与实践深度结合： 每一个重要的概念都辅以相应的实践章节，让读者在理解原理的同时，也能动手验证。 循序渐进的难度： 从最基础的硬件交互到复杂的系统服务，逐步引导读者构建完整的操作系统。 丰富的示例代码： 提供大量高质量、可运行的 C 语言示例代码，方便读者学习和调试。 深入的原理剖析： 对于关键技术，我们不仅仅停留在表面，而是深入到其底层实现机制。 面向未来： 关注现代操作系统发展趋势，为读者构建扎实的知识体系。 适合读者： 计算机科学、软件工程及相关专业的学生。 有一定 C 语言基础，希望深入了解操作系统原理的开发者。 对操作系统底层实现感兴趣的程序员。 想要构建高性能、高可靠性系统的工程师。 通过阅读本书，您将不仅能够理解操作系统是如何工作的，更能掌握构建现代操作系统的核心技术，为您的技术生涯打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

评价二 我最近有幸接触到一本名为《 ARM 架构下的嵌入式系统开发：从硬件到驱动》的书籍，这本作品对我而言，无疑是一次宝贵的学习经历。作者以 ARM 处理器为例，系统地阐述了嵌入式系统开发的全过程，从底层的硬件原理，到上层的软件驱动，再到最终的应用程序开发，都做了详尽的介绍。我特别喜欢书中关于处理器指令集和流水线设计的讲解，这些内容往往是许多嵌入式书籍中被忽略的细节，但它们对于理解处理器性能瓶颈和优化代码至关重要。书中通过大量的实例，展示了如何利用 ARM 的各种外设，例如 GPIO、UART、SPI、I2C 等，来与外部硬件进行交互。这些实践性的内容，让我能够迅速将理论知识转化为实际操作，动手完成了许多有趣的实验。尤其是在讲解中断处理和异常机制时，作者不仅解释了中断向量表、中断控制器的工作原理，还提供了具体的代码示例，帮助读者理解如何编写高效、可靠的中断服务程序。此外，书中关于实时操作系统（RTOS）在嵌入式系统中的应用，也给了我很大的启发。作者详细对比了 FreeRTOS、RT-Thread 等主流 RTOS 的优缺点，并介绍了如何在 ARM 平台上移植和配置 RTOS，这对于开发需要高实时性的嵌入式应用至关重要。

评分☆☆☆☆☆

评价三 一本题为《分布式系统一致性模型解析与实践》的书籍，最近在我手中留下了深刻的烙印。这本书就像一座灯塔，照亮了我在复杂分布式环境中航行的方向。作者以其深厚的理论功底和丰富的实践经验，将 CAP 定理、PACELC 定理等理论精辟地阐述清楚，并在此基础上，深入剖析了各种一致性模型，如强一致性、最终一致性、顺序一致性等，并结合实际场景，分析了它们在不同系统中的取舍和权衡。书中关于 Paxos 和 Raft 算法的讲解，更是逻辑严谨，条理清晰。作者通过生动的图示和详细的算法流程，将这些原本晦涩难懂的一致性协议，变得易于理解和掌握。我印象最深刻的是，作者并没有止步于理论的讲解，而是花费了大量篇幅，介绍了如何在实际的分布式系统中，如 ZooKeeper、etcd 等，实现和应用这些一致性协议。通过分析这些知名系统的源码和设计思路，我不仅加深了对一致性原理的理解，更获得了宝贵的工程实践经验。总而言之，这本书为我提供了一个理解和构建健壮、可扩展的分布式系统的绝佳视角。

评分☆☆☆☆☆

评价四 最近读了一本关于《现代编译原理与实践：LLVM 技术揭秘》的书，对于我这个一直以来对编译器和编程语言底层运作机制充满好奇的人来说，这本书简直是打开了新世界的大门。作者将 LLVM 这一强大且广泛应用的编译基础设施，从最基础的词法分析、语法分析，到中间表示（IR）的生成与优化，再到最终的目标代码生成，进行了全方位的深入讲解。书中对 LLVM IR 的讲解尤为精彩，它作为一种独立的、通用的中间表示，能够被各种前端语言（如 C/C++、Rust、Swift 等）生成，并经过 LLVM 优化的统一处理，再生成针对不同目标架构的代码。这种模块化的设计理念，让我对现代编译器的设计思路有了全新的认识。书中的代码示例和实际操作指导，让我能够亲手构建和修改 LLVM 插件，甚至尝试编写一个简单的编译器前端。我尤其对书中关于 LLVM Pass 的设计与实现部分印象深刻，理解了如何通过编写各种优化 Pass 来提升代码的执行效率，以及如何利用 LLVM 的丰富工具链进行静态分析和代码调试。这本书不仅仅是理论的堆砌，更是实践的指南，它让复杂的编译器技术变得触手可及。

评分☆☆☆☆☆

评价一 在技术书籍的浩瀚星海中，一本名为《深入理解Linux内核：从汇编到系统调用》的书籍，总能勾起我深埋的求知欲。这本书并非那种浅尝辄止的科普读物，而是直击 Linux 内核核心的学术巨著。初次翻阅，扑面而来的便是密密麻麻的 C 语言代码和汇编指令，仿佛置身于一个由二进制构成的宏伟迷宫。作者对内核调度机制的剖析，如同精密的钟表匠，将 CPU 的每一次调度、每一个进程的生命周期描绘得淋漓尽致。从中，我不仅理解了多线程、多进程的底层运作原理，更窥见了时间片轮转、优先级调度等算法在实际场景中的应用。内存管理部分更是令人拍案叫绝，从页表、TLB 到缺页中断的处理，作者如剥洋葱般层层揭开虚拟内存的神秘面纱，让我这个自诩熟悉内存分配的开发者，重新认识了内存的复杂与精妙。尤其是对物理内存与虚拟内存的映射关系，以及如何通过 MMU 硬件单元实现高效访问的讲解，让我对现代计算机体系结构有了更深层次的理解。这本书的价值在于，它不仅仅是知识的堆砌，更是思维的启迪。每一次阅读，都像是在与一位经验丰富的内核开发者进行一次深度对话，从中汲取宝贵的经验和深刻的见解。

评分☆☆☆☆☆

评价五 我在阅读一本名为《高性能计算：并行算法设计与优化》的书籍时，获得了前所未有的启发。这本书仿佛是一位经验丰富的工程师，在面对海量数据和计算难题时，如何巧妙地利用并行计算的力量。书中详细介绍了 MPI 和 OpenMP 这两种主流的并行计算模型，并深入剖析了它们的通信机制、同步方式以及在不同并行架构下的应用场景。我尤其被书中关于并行算法设计的部分所吸引，作者通过对矩阵乘法、快速傅里叶变换（FFT）、有限差分等经典问题的并行化处理，生动地展示了如何将串行算法转化为并行算法，并优化其性能。书中对内存局部性、缓存一致性以及通信开销的分析，让我深刻理解了在设计并行算法时，需要考虑的各种潜在瓶颈。此外，书中还介绍了 GPU 计算模型，以及 CUDA 等并行编程语言，让我得以窥见利用 GPU 进行大规模并行计算的巨大潜力。通过书中大量的实例和性能分析，我不仅掌握了设计和实现高性能并行计算程序的技巧，更对如何充分发挥硬件的并行处理能力有了更深层次的认识。这本书是一本理论与实践相结合的典范，对于任何想要深入了解高性能计算领域的读者来说，都具有极高的参考价值。

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