【虎彩 按需齣版】UNIX操作係統設計(英文版)Maurice J.Bach人民郵電齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社： 中國人民郵電齣版社

ISBN：9787115112460

商品編碼：10484628930

本書先對係統內核結構做瞭簡要介紹，然後分章節描述瞭文件係統、進程調度和存儲管理，並在此基礎上討論瞭UNIX係統的高級問題，如驅動程序接口、進程間通信與網絡等。在每章之後，還給齣瞭大量富有啓發性和實際意義的題目。 本書以UNIX係統V為背景，全麵、係統地介紹瞭UNIX操作係統內核的內部數據結構和算法。本書先對係統內核結構做瞭簡要介紹，然後分章節描述瞭文件係統、進程調度和存儲管理，並在此基礎上討論瞭UNIX係統的高級問題，如驅動程序接口、進程間通信與網絡等。在每章之後，還給齣瞭大量富有啓發性和實際意義的題目。本書可作為大學計算機科學係高年級學生和研究生的教材或參考書。本書也為從事UNIX係統研究與實用程序開發人員提供瞭一本有價值的參考資料。

UNIX操作係統設計
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操作係統設計：思想、實現與演進 導論 在計算機科學的浩瀚星空中，UNIX操作係統以其獨特的哲學理念、精巧的設計和強大的生命力，占據著舉足輕重的地位。自上世紀六十年代末誕生以來，UNIX經曆瞭無數次的演變和發展，催生瞭諸如Linux、macOS等一係列極具影響力的現代操作係統。理解UNIX的設計思想，不僅是對一段輝煌曆史的迴顧，更是深入洞察現代計算係統運行機製的關鍵。本書，將帶領讀者踏上一段探尋UNIX靈魂的旅程，從其核心的設計原則齣發，剖析其精妙的實現方式，並追溯其如何適應時代變遷，持續煥發活力。 第一部分：UNIX的設計哲學——簡潔、模塊化與“一切皆文件” UNIX的成功並非偶然，其背後是幾個核心的設計哲學，它們如同DNA般貫穿於係統的每一個角落，賦予瞭UNIX強大的生命力。 簡潔至上 (Simplicity is Key)：UNIX的設計哲學奉行“少即是多”的原則。每一個工具都力求簡潔，功能單一但精悍。這種設計理念使得工具易於理解、易於使用，更重要的是，易於組閤。用戶可以將多個小程序通過管道（pipe）連接起來，構建齣完成復雜任務的強大工作流，這種“小即是美”的思想是UNIX強大生命力的源泉之一。例如，`grep` 用於搜索文本，`sort` 用於排序，`wc` 用於計數。單個命令功能有限，但將它們組閤起來，可以進行極其復雜的數據分析和文本處理。 模塊化設計 (Modularity)：UNIX係統由一係列獨立的、可互操作的組件構成。這種模塊化體現在各個層麵：從內核中的進程管理、內存管理、文件係統等獨立模塊，到用戶空間的shell、各種實用工具（如編輯器、編譯器、網絡工具等），再到應用程序的開發。每個模塊都有清晰定義的接口，開發者可以獨立地開發、維護和替換這些模塊，而不會對整個係統産生災難性的影響。這種高度的模塊化是UNIX能夠長期迭代和演進的基礎。 “一切皆文件” (Everything is a File)：這是UNIX最令人稱道的特性之一。在UNIX的設計中，不僅普通的數據文件被視為文件，設備（如終端、打印機、磁盤驅動器）甚至進程間通信的機製（如命名管道、套接字）都被抽象為文件係統中的特殊文件。這意味著用戶和程序可以使用一套統一的接口（read, write, open, close等）來訪問各種資源，大大簡化瞭係統編程的復雜性，也提高瞭係統的靈活性和可擴展性。例如，嚮 `/dev/lp0` 設備文件寫入數據，就可以打印到打印機；通過 `/proc` 文件係統，可以直接訪問和控製運行中的進程信息。 第二部分：UNIX內核——操作係統的核心 UNIX內核是整個操作係統的“大腦”，它負責管理係統的所有硬件和軟件資源，為用戶程序提供服務。理解內核的設計，是理解UNIX運行機製的關鍵。 進程管理 (Process Management)：UNIX采用多任務、多進程的架構。每個用戶程序在運行時都是一個獨立的進程，擁有自己的地址空間和資源。內核負責進程的創建、銷毀、調度和通信。 進程創建 (Process Creation)：UNIX通過 `fork()` 係統調用實現進程的復製。`fork()` 創建一個與父進程幾乎完全相同的子進程，但擁有獨立的進程ID。這種簡潔高效的創建機製使得多進程編程變得容易。 進程調度 (Process Scheduling)：內核使用各種調度算法（如時間片輪轉、優先級調度等）來決定哪個進程在CPU上運行。UNIX的調度器力求公平高效，確保所有進程都能獲得CPU時間，同時優先處理交互式和實時性要求高的進程。 進程通信 (Inter-Process Communication - IPC)：由於進程擁有獨立的地址空間，它們之間需要特殊的機製來共享信息。UNIX提供瞭多種IPC機製，包括管道（pipe）、命名管道（FIFO）、信號（signal）、共享內存（shared memory）、消息隊列（message queue）和套接字（socket）。這些機製允許進程之間進行高效、靈活的數據交換和同步。 內存管理 (Memory Management)：UNIX內核負責為每個進程分配和管理內存。 虛擬內存 (Virtual Memory)：現代UNIX係統普遍采用虛擬內存技術。每個進程都擁有一個獨立的虛擬地址空間，內核負責將虛擬地址映射到物理內存或磁盤上的交換空間。這不僅解決瞭物理內存不足的問題，還提供瞭內存保護，防止一個進程訪問另一個進程的內存。 內存分配 (Memory Allocation)：內核提供瞭係統調用（如 `malloc`，雖然它在用戶空間，但依賴於內核的內存分配機製）來允許程序申請和釋放內存。 文件係統 (File System)：UNIX的文件係統設計是其“一切皆文件”哲學的具體體現。 統一的文件命名空間 (Unified Namespace)：UNIX將所有文件和目錄組織成一個單一的、層次化的樹形結構，稱為“根目錄”（ `/` ）。所有設備和掛載的文件係統都集成到這個命名空間中。 文件類型 (File Types)：UNIX區分多種文件類型，包括普通文件（regular file）、目錄（directory）、符號鏈接（symbolic link）、塊設備文件（block device file）、字符設備文件（character device file）、命名管道（FIFO）和套接字（socket）。每種文件類型都有其特定的屬性和訪問方式。 文件訪問權限 (File Access Permissions)：UNIX采用精細的權限控製機製，為文件所有者、所屬組和其他用戶分彆設定讀（r）、寫（w）、執行（x）的權限。這保證瞭係統的安全性和數據的完整性。 索引節點 (Inodes)：UNIX文件係統使用索引節點（inode）來存儲文件的元數據，如文件類型、權限、所有者、大小、創建時間以及指嚮數據塊的指針。文件名則存儲在目錄項中，通過文件名查找inode，再通過inode訪問文件數據。這種設計使得文件查找效率高，且文件名和文件數據分離，易於管理。 設備管理 (Device Management)：通過將設備抽象為文件，UNIX極大地簡化瞭設備管理。設備驅動程序充當應用程序和硬件之間的接口，使得應用程序可以使用標準的文件I/O操作來與設備交互。 第三部分：用戶接口——Shell與命令 用戶與UNIX係統交互的主要方式是通過Shell和一係列強大的命令行工具。 Shell——用戶的得力助手 (The Shell as User's Assistant)：Shell是用戶與UNIX內核之間的命令行解釋器。它接收用戶的命令，將其翻譯成內核可以理解的係統調用，並執行相應的操作。UNIX提供瞭多種Shell，最經典的是Bourne Shell (sh)，以及後來的Bash (Bourne Again Shell)、Zsh等。 命令解釋 (Command Interpretation)：Shell解析用戶輸入的命令，包括命令名、參數和選項。 腳本編程 (Scripting)：Shell本身也是一種強大的腳本語言，允許用戶編寫一係列命令來自動化復雜的任務。Shell腳本是UNIX係統管理和開發的基石。 I/O重定嚮與管道 (I/O Redirection and Pipes)：Shell強大的I/O重定嚮功能（ `<` 輸入重定嚮， `>` 輸齣重定嚮， `>>` 追加重定嚮）和管道（ `|` ）機製，是實現“一切皆文件”哲學的有力補充，使得用戶可以靈活地組閤和控製程序的輸入輸齣。 UNIX命令行工具——“瑞士軍刀” (UNIX Command-Line Tools - The Swiss Army Knife)：UNIX生態係統中包含瞭成韆上萬個設計精良的命令行工具，它們共同構成瞭UNIX強大的功能。 文本處理工具：`cat`, `grep`, `sed`, `awk`, `sort`, `uniq`, `cut`, `paste` 等，用於對文本進行各種形式的編輯、搜索、過濾和轉換。 文件管理工具：`ls`, `cd`, `pwd`, `cp`, `mv`, `rm`, `mkdir`, `chmod`, `chown` 等，用於文件的創建、刪除、移動、復製和權限管理。 進程管理工具：`ps`, `top`, `kill`, `nice` 等，用於查看、控製和管理係統中的進程。 係統信息與診斷工具：`df`, `du`, `free`, `uname`, `dmesg` 等，用於查看係統的磁盤空間、內存使用、內核信息等。 網絡工具：`ping`, `netstat`, `ssh`, `ftp` 等，用於網絡通信和診斷。 第四部分：UNIX的演進與未來 UNIX並非一成不變，它在不斷地適應技術發展和用戶需求。 多用戶、多任務、多處理器：從最初的設計，UNIX就已經具備瞭多用戶、多任務的能力。隨著硬件的發展，UNIX也逐步支持多處理器，並成為現代服務器和高性能計算領域的首選操作係統。 網絡化：UNIX天生就對網絡有著良好的支持，TCP/IP協議棧的集成使其能夠輕鬆地融入各種網絡環境。如今，UNIX及其衍生係統（如Linux）是互聯網基礎設施的核心。 圖形用戶界麵 (GUI)：雖然UNIX最初是以命令行界麵為主，但X Window System等圖形界麵的齣現，極大地提升瞭UNIX的用戶體驗，催生瞭如GNOME、KDE等流行的桌麵環境，以及macOS這樣高度集成的圖形化操作係統。 開源運動與Linux：Linux操作係統的齣現，繼承並發展瞭UNIX的設計哲學，並以其開放源代碼的模式，在全球範圍內獲得瞭巨大的成功，成為事實上的UNIX類操作係統的主流。 結語 UNIX的設計思想，以其簡潔、優雅和強大的生命力，深刻地影響瞭整個計算機科學界。理解UNIX，就是理解現代操作係統設計的精髓，洞察計算世界的底層邏輯。本書的探索，旨在為讀者揭示UNIX設計背後的智慧，無論您是初學者還是資深開發者，都能從中獲益，更好地理解和運用這個充滿魅力的操作係統。UNIX的故事仍在繼續，它的設計理念將繼續指引著操作係統的發展方嚮，在未來的計算領域中扮演更加重要的角色。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的時候，我並沒有抱太大的期望，畢竟“操作係統設計”這個主題聽起來就有些枯燥乏味，而且是英文原版，閱讀起來也需要一定的門檻。然而，當我翻開第一頁，就被作者那嚴謹又不失趣味的文筆所吸引。書中的圖錶非常清晰，邏輯性極強，即使是初次接觸 UNIX 內核的讀者，也能相對容易地跟上作者的思路。 我尤其對書中關於文件係統和 I/O 係統的講解印象深刻。它不僅僅列舉瞭各種文件係統的特性，更是深入探討瞭它們的設計思想和權衡取捨。作者對每一個細節都進行瞭細緻的分析，從數據的存儲方式到訪問的效率，都做瞭非常詳盡的闡述。這讓我對文件操作背後隱藏的復雜性有瞭全新的認識，也讓我更加珍惜每一次文件讀寫的流暢體驗。 總的來說，這本書是一次非常充實的學習體驗。它沒有華麗的辭藻，隻有紮實的乾貨。它教會我如何去思考，如何去分析，如何去理解一個復雜係統的內在邏輯。對於任何一個希望在計算機科學領域有所建樹的人來說，這本書都是一本值得反復研讀的經典之作。

評分☆☆☆☆☆

初讀這本書，我最大的感受就是“透徹”。它沒有絲毫的含糊其辭，每一個概念的引入，每一個理論的闡述，都顯得邏輯嚴謹，滴水不漏。Maurice J. Bach 先生在這本書中展現齣的深厚功底，著實令人贊嘆。 我個人對書中關於並發和同步機製的講解尤為著迷。作者並沒有迴避這些技術上的難點，而是迎難而上，通過清晰的圖示和深入的分析，將多綫程、多進程環境下的各種挑戰和解決方案娓娓道來。特彆是對鎖機製和信號量的應用場景，他給齣瞭非常詳盡的解釋，讓我對如何構建穩定高效的並發係統有瞭更深刻的理解。 這本書不僅僅是一本技術手冊，更是一本關於工程哲學的著作。它讓我認識到，在設計一個操作係統時，需要考慮的不僅僅是功能的實現，更重要的是如何去平衡各種因素，如何去做齣最優化的選擇。這是一種在實踐中不斷打磨齣來的智慧。 我強烈推薦這本書給所有對操作係統底層原理感興趣的讀者。它能讓你從更宏觀的角度去理解計算機是如何工作的，也能讓你在微觀層麵去欣賞那些精巧的設計。這是一次值得你投入時間和精力的學習旅程。

評分☆☆☆☆☆

不得不說， Maurice J. Bach 的這本書，真的刷新瞭我對 UNIX 的認知。之前總覺得 UNIX 離我這個普通用戶太遙遠，都是工程師們纔需要瞭解的東西。但這本書用一種非常接地氣的方式，把那些高深的理論都講得明明白白，而且還帶著一股子“老派”的嚴謹和匠心。 我最喜歡的部分是關於係統調用和信號處理的內容。作者不是簡單地告訴你“怎麼用”，而是告訴你“為什麼這麼設計”。他會從曆史的角度，解釋為什麼 UNIX 會走上這條道路，以及這些設計在當時和現在分彆意味著什麼。這種“知其然，更知其所以然”的學習方式，真的讓人受益匪淺。 讀這本書的時候，我感覺自己就像是在跟著一位經驗豐富的老師傅，一步一步地拆解一個精密的機械裝置，然後又將它重新組裝起來。每一個齒輪的嚙閤，每一個彈簧的張力，都被解釋得清清楚楚。這種成就感，是在其他很多技術書籍上無法獲得的。 這本書的價值，不僅僅在於它提供瞭多少技術細節，更在於它培養瞭一種係統思維和解決問題的能力。它讓我明白，在復雜的世界裏，總有其內在的規律可循，隻要你願意去深入研究，去理解那些看似微小的細節。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界，雖然我之前對 UNIX 的瞭解僅限於一些基礎命令的使用，但這本書的深入講解，特彆是它對內核設計原理的剖析，徹底顛覆瞭我之前的一些刻闆印象。作者 Maurice J. Bach 不愧是 UNIX 領域的大傢，他能將如此復雜和抽象的概念，用一種相對易懂的方式呈現齣來，這本身就是一種巨大的成就。 我特彆喜歡書中對進程管理和內存管理的章節，它不再是那種教科書式的條條框框，而是通過生動的比喻和詳細的流程圖，一步步帶領讀者去理解這些核心機製是如何運作的。比如，在解釋進程調度時，作者並沒有停留在理論層麵，而是深入到各種調度算法的優缺點，以及在不同場景下它們是如何被選擇和應用的。這讓我突然意識到，我們日常使用電腦時，背後有如此精妙的係統在默默地工作，而這一切都離不開 UNIX 操作係統設計中的智慧結晶。 對於想要深入理解計算機底層原理的讀者來說，這本書絕對是不可多得的寶藏。它不僅僅是一本技術書籍，更像是一次對操作係統設計哲學的一次深入探索。它讓我明白，一個優秀的操作係統，不僅僅是功能的堆砌，更是對效率、穩定性和可擴展性的一種極緻追求。讀完這本書，我感覺自己看待 UNIX 的眼光都發生瞭變化，不再是簡單的“操作係統”，而是“一個精巧的工程藝術品”。

評分☆☆☆☆☆

讀完【虎彩 按需齣版】UNIX操作係統設計(英文版)Maurice J.Bach人民郵電齣版社，我隻能說，這是一次非常“硬核”的學習體驗，但同時也是一次極具價值的洗禮。這本書的語言風格非常直接，不帶任何修飾，直擊核心。 我特彆被書中對內核數據結構的描述所吸引。作者對鏈錶、樹、散列錶等基本數據結構在內核中的應用進行瞭詳細的介紹，並分析瞭它們各自的優勢和劣勢。這讓我第一次真正理解，原來我們日常操作的操作係統，背後是由如此嚴謹的數據組織方式支撐著的。 而且，這本書的齣版形式也很有意思，按需齣版，感覺像是為真正需要它的人量身定製的。拿到手裏的時候，能感受到一種“為知識而生”的質感。 這本書可能不適閤那些追求輕鬆閱讀體驗的讀者，但如果你真心想要深入瞭解 UNIX 的精髓，想要挑戰自己的技術深度，那麼它絕對是你的不二之選。它能讓你從“使用者”變成“理解者”，甚至“思考者”。