【正版包邮】一个64位操作系统的设计与实现 田宇 intel64位处理器系统开发教程书籍 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
• Intel64
• 系统开发
• 汇编
• C语言
• 计算机科学
• 技术
• 编程
• 实战
• 教程

店铺： 蓝墨水图书专营店

出版社： 人民邮电

ISBN：9787115475251

商品编码：27522124873

深入浅出，拨开迷雾：解锁现代计算核心的奥秘 在信息技术飞速发展的今天，操作系统作为连接硬件与软件的桥梁，其重要性不言而喻。无论是追求极致性能的服务器，还是承载我们日常生活的个人电脑，亦或是引领潮流的移动设备，无一不依赖于强大而精密的操作系统。然而，对于许多技术爱好者和从业者而言，操作系统的内部运作机制，尤其是现代64位操作系统的设计理念与实现细节，往往如同一团迷雾，难以窥探其究竟。本书正是一次深入剖析这片迷雾的尝试，旨在为读者提供一个全面、系统且极具实践指导意义的学习路径，带领大家一步步揭开现代64位操作系统设计的神秘面纱。 本书并非空泛的理论堆砌，而是以一种“由浅入深，由表及里”的教学方式，将复杂的概念转化为易于理解的逻辑。我们不会止步于对操作系统的基本功能进行罗列，而是深入到其核心组件的设计哲学、关键算法的实现原理以及与之相关的底层硬件交互。从最基础的进程管理、内存管理，到更为复杂的设备驱动、文件系统，乃至网络通信和安全机制，本书都将进行细致的讲解。通过阅读本书，您将不仅能够知晓“是什么”，更能理解“为什么”和“怎么做”。 从宏观视角，构建系统蓝图 本书的开篇，我们将带领读者跳出细枝末节，站在宏观的角度审视一个完整的操作系统。这里，我们将重点探讨操作系统的基本概念，例如内核、用户空间、系统调用、中断等。我们将解释这些概念是如何协同工作，共同构建起一个稳定而高效的计算环境。对于64位操作系统而言，其在地址空间、寄存器宽度以及数据处理能力上的飞跃，对整个系统的设计都产生了深远的影响。本书将详细阐述这些64位特性的优势，以及如何在操作系统设计中充分利用这些优势来提升性能和扩展性。 进程管理：生命周期的精妙调度 进程是操作系统最基本的工作单元，理解进程的生命周期、创建、销毁以及相互之间的通信机制，是掌握操作系统精髓的第一步。本书将深入讲解进程管理的各个方面： 进程模型与状态转换： 从创建到终止，进程在不同的状态之间是如何转换的？我们将解析就绪、运行、等待等状态的含义，以及触发状态转换的事件。 进程调度： 如何在有限的CPU资源下，合理分配CPU时间给各个进程？我们将探讨多种经典的调度算法，如先到先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度，以及更复杂的轮转调度（Round Robin）和多级反馈队列调度。同时，我们会深入分析这些算法在64位架构下的优化策略。 线程模型： 线程作为比进程更轻量级的执行单元，在现代操作系统中扮演着越来越重要的角色。本书将详细讲解用户级线程和内核级线程的区别与联系，以及多线程并发带来的挑战与解决方案。 进程间通信（IPC）： 进程之间如何安全有效地交换信息？我们将详细介绍管道（Pipes）、消息队列（Message Queues）、共享内存（Shared Memory）以及信号量（Semaphores）等多种IPC机制的原理和实现。 死锁： 并发环境下进程之间可能发生的互相等待，即死锁。本书将深入分析死锁产生的四个必要条件，并介绍预防、避免、检测和解除死锁的各种策略。 内存管理：数据的有序存储与高效访问 内存是程序的运行之本，高效而安全的内存管理是操作系统稳定运行的关键。本书将全面解析现代64位操作系统中的内存管理技术： 内存抽象与地址空间： 为什么我们需要虚拟内存？我们将讲解虚拟地址与物理地址的映射关系，以及内存分页（Paging）和分段（Segmentation）等机制是如何实现的。 分页机制详解： 页表、页目录、TLB（Translation Lookaside Buffer）等核心概念将得到详细的剖析。我们将阐述多级页表如何在64位巨大的地址空间中有效地管理内存。 内存分配与回收： 操作系统如何为进程分配和回收内存？我们将介绍伙伴系统（Buddy System）、内存池（Memory Pool）等常见的内存分配算法。 内存置换算法： 当物理内存不足时，如何选择将哪些页面换出？我们将深入讲解先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）、最佳页面置换算法（Optimal）等，并分析其在实际系统中的优缺点。 共享内存与写时复制（Copy-on-Write）： 这些高效的内存管理技术在进程间通信和程序启动优化方面发挥着重要作用，本书将对其进行深入的介绍。 设备管理：连接物理世界与数字世界的桥梁 操作系统需要管理大量的硬件设备，使其能够高效、稳定地为应用程序服务。本书将带领读者深入了解设备管理的核心： I/O子系统： I/O请求是如何被提交、处理和完成的？我们将讲解I/O控制器、中断处理、DMA（Direct Memory Access）等关键技术。 设备驱动程序： 设备驱动是连接硬件与操作系统的桥梁。本书将介绍设备驱动的编写原则、结构以及与内核的交互方式，并重点关注在64位架构下驱动程序的设计考量。 缓冲与缓存： 如何通过缓冲和缓存技术来提高I/O效率？我们将讲解读写缓冲、页面缓存等概念。 中断处理： 中断是硬件通知CPU有事件发生的机制。本书将深入解析中断的产生、中断向量表、中断服务程序（ISR）的编写以及中断的优先级管理。 文件系统：信息的持久化存储与组织 文件系统是将数据持久化存储在磁盘等存储设备上的关键。本书将深入探讨现代文件系统的设计与实现： 文件模型与目录结构： 文件、目录、路径等基本概念的含义，以及如何构建层次化的文件组织结构。 文件系统类型： FAT、NTFS、ext4、XFS等主流文件系统的设计理念和技术特点。 文件操作： 文件的创建、读写、删除、查找等操作是如何实现的？我们将深入到磁盘块的管理、inode（索引节点）的使用、目录项的查找等底层细节。 文件系统的缓存与日志： 如何通过缓存和日志技术来提高文件系统的性能和可靠性？ 访问控制与安全性： 如何确保文件的安全，防止未授权访问？我们将介绍权限管理、ACL（Access Control Lists）等机制。 并发与同步：协作与竞争的艺术 在多任务环境下，多个进程或线程可能同时访问共享资源，这就需要一套完善的同步机制来避免数据不一致和程序崩溃。本书将重点讲解： 竞态条件（Race Condition）： 共享资源被多个执行单元并发访问时可能出现的问题。 同步原语： 互斥锁（Mutexes）、信号量（Semaphores）、条件变量（Condition Variables）等是如何工作的，以及它们在解决竞态条件中的作用。 避免死锁的策略： 重温死锁的预防、避免、检测和解除方法，并结合具体的代码示例进行说明。 原子操作： 在多处理器环境下，如何实现不可中断的操作，保证数据的正确性。 系统调用与内核接口：用户空间与内核空间的交互 应用程序无法直接访问硬件，它们需要通过系统调用来请求操作系统内核提供服务。本书将详细讲解： 系统调用的概念与流程： 用户程序如何发起系统调用，内核如何处理系统调用，以及系统调用的返回值。 内核接口的设计： 为什么内核接口的设计至关重要，以及一些良好的接口设计原则。 64位架构下的系统调用： 64位架构对系统调用的参数传递、寄存器使用等方面带来的影响。 网络通信：构建分布式世界的基础 现代操作系统无不具备强大的网络通信能力。本书将从操作系统的角度，解析网络通信的底层机制： 网络协议栈： TCP/IP协议栈的层次结构，以及各层协议（IP、TCP、UDP）的功能与工作原理。 Socket编程： 如何通过Socket接口在应用程序层面实现网络通信。 内核中的网络处理： 内核如何处理网络数据包，包括数据包的接收、发送、路由以及拥塞控制等。 系统性能优化与安全：追求卓越的永恒主题 在掌握了操作系统的核心设计与实现之后，本书将进一步探讨如何优化系统的性能，并保障系统的安全性： 性能瓶颈分析： 如何识别和分析系统运行中的性能瓶颈。 优化技术： CPU缓存优化、I/O优化、内存访问优化等。 系统安全基础： 用户认证、访问控制、加密技术等。 安全漏洞与防护： 常见的安全漏洞类型，以及操作系统层面的防护措施。 实践为王：理论结合代码 本书的最大特色之一，在于将理论知识与实践紧密结合。我们鼓励读者在学习过程中，尝试阅读相关开源操作系统的源码，甚至动手修改和实现一些小的功能模块。本书将提供一些思考题和实验指导，帮助读者将所学知识转化为实际操作能力。理解64位处理器的指令集和内存模型，将是理解操作系统底层运作的关键。本书将适时穿插64位处理器相关的知识点，帮助读者建立起硬件与软件之间的联系。 适合读者 本书面向的对象广泛，包括但不限于： 对操作系统底层原理充满好奇的计算机科学与技术专业的在校学生。 希望深入理解计算机工作原理，提升技术深度的软件工程师。 致力于操作系统研发、嵌入式系统开发、系统性能优化的从业人员。 对构建高性能、高可靠性系统感兴趣的技术爱好者。 结语 操作系统是计算机科学皇冠上的明珠，其设计与实现是一项复杂而充满挑战的工程。本书希望能够成为您探索这片领域的一盏明灯，带领您穿越理论的迷雾，触及64位操作系统设计的核心。通过本书的学习，您将不仅能够深刻理解现代操作系统的运行机制，更能激发您独立思考和解决复杂技术问题的能力，为您的技术生涯打下坚实的基础，助您在日新月异的技术浪潮中行稳致远。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我当初买这本书，主要是因为我对CPU工作原理一直充满了好奇。尤其是64位处理器，感觉它就像一个非常精密的机器，里面有很多我看不懂的“齿轮”和“线路”。我希望这本书能够帮我揭开这层神秘的面纱，让我了解CPU内部是如何处理指令的，比如指令流水线、缓存机制等等。当然，我更看重的是操作系统如何与CPU进行交互，如何利用64位处理器的强大能力来提升整体性能。我期待书中能够详细阐述64位指令集（如x86-64）的设计理念和特点，以及操作系统如何调用这些指令来实现各种功能。内存管理方面，我希望能够了解64位地址空间带来的优势，以及操作系统如何在这种巨大的地址空间内进行高效的管理。进程和线程的调度也是我非常感兴趣的部分，我希望能够看到书中是如何在64位环境下实现高效的并发和并行。总而言之，我希望这本书能够给我提供一个清晰的框架，让我理解操作系统和64位处理器之间是如何协同工作的，并从中获得一些实际的开发思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直打开了我对计算机底层世界的大门！一直以来，我都是在各种应用软件层面游走，对操作系统这个“幕后黑手”知之甚少。拿到这本书，我满怀期待地想深入了解一下64位系统到底是怎么运作的，比如CPU指令集、内存管理、进程调度等等这些高大上的概念。书的装帧和印刷都很不错，拿到手里很有质感，这让我对内容更加充满信心。我非常好奇作者是如何将如此复杂的概念，用一种让初学者也能理解的方式来阐述的。毕竟，64位操作系统是现代计算的基础，理解它对于我这样想要在IT领域深耕的人来说，无疑是至关重要的。我希望这本书能够详细地讲解从硬件架构到软件实现的整个流程，比如如何设计和构建一个独立的操作系统内核，如何处理中断和异常，以及如何实现高效的内存分配和回收机制。我尤其关注书中关于Intel 64位处理器特性的部分，毕竟这是当前主流的处理器架构，了解其设计和实现细节，对于我后续的学习和工作会有极大的帮助。期待书中能够提供丰富的图示和代码示例，这样能够更直观地理解抽象的概念，也方便我动手实践。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习任何技术，尤其是像操作系统这种偏底层的技术，最怕的就是理论过于枯燥，或者说缺乏实践指导。所以，在选择这本书之前，我特地去了解了作者在业界的声誉和过往的作品。这本书的题目吸引了我，特别是“设计与实现”这几个字，让我觉得它不仅仅是讲解理论，更会包含实际的开发过程。我希望这本书能够给我带来一种“跟着作者一起做”的感觉，能够让我亲手搭建起一个简单的64位操作系统，哪怕只是一个基础的骨架。我非常期待书中能够详细讲解操作系统的引导过程，从BIOS/UEFI到内核的加载，再到用户空间的启动。其次，我希望能够深入理解多线程和多进程的实现原理，如何在64位环境下高效地管理和切换它们。内存管理是另一个我非常关注的重点，我希望书中能够清晰地解释虚拟内存、分页、分段等机制，以及如何有效地防止内存泄漏和提高内存访问效率。此外，对于文件系统的设计和实现，我也抱有很高的期望，希望能够了解文件是如何存储、访问和管理的。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，了解一个系统的底层原理，是成为一名优秀程序员的关键。这本书的题目——【正版包邮】一个64位操作系统的设计与实现 田宇 intel64位处理器系统开发教程书籍——直接点出了我一直以来想要探索的领域。我非常好奇，在64位这个更广阔的计算空间里，操作系统是如何被设计和实现的。我希望这本书能够提供一个宏观的视角，让我理解操作系统的整体架构，以及各个模块之间是如何协同工作的。我尤其关注书中关于进程管理和内存管理的部分，我希望能够深入理解进程的生命周期、调度算法，以及虚拟内存、分页、分段等核心概念是如何在64位环境下实现的。此外，我也对文件系统的设计和实现原理很感兴趣，希望能够了解文件是如何在磁盘上存储、组织和访问的。这本书提到“intel64位处理器系统开发教程”，这意味着它会结合具体的硬件平台来讲解，这对于我这种想要将理论与实践相结合的人来说，是非常有价值的。我期待书中能够提供一些实际的开发案例或者代码片段，能够帮助我更好地理解和掌握相关技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名让我觉得很有分量，提到“正版包邮”也说明了其正规性，这让我对学习的内容更加安心。我之前接触过一些关于操作系统的入门书籍，但总感觉不够深入，无法完全理解其背后的原理。我希望这本书能够给我带来更深层次的理解，尤其是在64位操作系统设计方面。我非常期待书中能够详细讲解操作系统的内核结构，比如如何组织和管理系统调用，如何实现设备驱动，以及如何进行错误处理和异常捕获。对于内存管理，我希望能够深入了解页表、TLB等概念，以及它们在64位系统中的作用。进程管理方面，我希望能够看到关于进程创建、销毁、同步和通信的详细介绍。此外，我也对文件系统和I/O子系统的设计和实现感到好奇，希望书中能够提供清晰的讲解。这本书的题目也提到了“Intel 64位处理器系统开发教程”，这让我觉得它会非常贴合实际开发需求，我期待书中能够包含一些实际的开发技巧和最佳实践。