重点大学计算机专业系列教材：操作系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

谌卫军，王浩娟 著

图书标签:

• 操作系统
• 计算机专业
• 教材
• 重点大学
• 计算机基础
• 系统编程
• 内核
• 原理
• 实践
• 课程

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302266310

版次：1

商品编码：10992625

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-05-01

用纸：胶版纸

页数：212

字数：346000

正文语种：中文

内容简介

《重点大学计算机专业系列教材：操作系统》是清华大学本科生专业课程“操作系统”的教材，主要介绍操作系统的基本概念和基本原理，包括进程管理、死锁、存储管理、I/O设备管理和文件系统等，内容涵盖了现代操作系统所应具备的各个功能模块。
操作系统是一门比较难的专业课程，内容较为单调枯燥、晦涩难懂，学生不易掌握。本书作者具有丰富的教学经验，曾荣获霍英东教育基金会高等院校青年教师奖、北京市高校青年教师教学基本功比赛一等奖等奖项，对教学规律、课程内容和学生特点有深入的理解。因此，在写作本书时，能够生动活泼、通俗易懂地讲述复杂的原理概念，这一点已经在教学实践中得到了充分的验证。另外，为了配合课程的内容，在每一章的末尾，附有大量的习题，以便读者及时地复习相关的内容。
《重点大学计算机专业系列教材：操作系统》适合作为高等院校计算机、软件、自动化和电子等专业本科生的操作系统课程教材，也适合正在学习操作系统的广大科技人员、软件工程师和青少年学生参考。尤其是对于即将参加研究生入学考试的学生来说，本书是一本不可多得的参考书。

内页插图

目录

第1章 操作系统概述
1.1 操作系统的概念
1.2 操作系统的发展历史
1.3 操作系统的类型
1.4 操作系统的硬件环境
1.4.1 受保护的指令
1.4.2 系统调用
1.4.3 内存保护
1.4.4 中断机制
习题

第2章 进程管理
2.1 进程
2.1.1 为何引入进程
2.1.2 什么是进程
2.1.3 进程的特性
2.1.4 进程的创建与终止
2.1.5 进程的状态
2.1.6 状态队列
2.2 线程
2.2.1 线程的概念
2.2.2 线程的实现
2.2.3 一个例子
2.3 进程间通信与同步
2.3.1 进程间通信方式
2.3.2 进程的互斥
2.3.3 基于关闭中断的互斥实现
2.3.4 基于繁忙等待的互斥实现
2.3.5 信号量
2.3.6 进程的同步
2.4 经典的IPC问题
2.4.1 生产者－消费者问题
2.4.2 哲学家就餐问题
2.4.3 读者－写者问题
2.5 进程调度
2.5.1 关于调度的若干问题
2.5.2 批处理系统中的调度算法
2.5.3 交互式系统中的调度算法
2.5.4 实时系统中的调度算法
习题

第3章 死锁
3.1 死锁概述
3.1.1 什么是死锁
3.1.2 资源
3.1.3 死锁的模型
3.2 死锁的检测和解除
3.2.1 死锁检测算法
3.2.2 死锁的解除
3.3 死锁的避免
3.3.1 资源轨迹图
3.3.2 安全状态与不安全状态
3.3.3 银行家算法
3.4 死锁的预防
习题

第4章 存储管理
4.1 单道程序存储管理
4.2 分区存储管理
4.2.1 固定分区存储管理
4.2.2 可变分区存储管理
4.2.3 可变分区的实现
4.2.4 内存中的程序执行
4.2.5 重定位和存储保护
4.3 页式和段式存储管理
4.3.1 页式存储管理
……
第5章 I/O设备管理
第6章 文件系统

前言/序言

《深入理解计算机系统：系统之基石与现代实践》 引言： 在信息爆炸的时代，计算机系统已渗透到我们生活的方方面面。从掌中的智能手机到庞大的数据中心，无不依赖于复杂精密的计算机系统。然而，大多数用户仅仅停留在“使用”的层面，对于支撑这一切运转的底层原理和运作机制知之甚少。本书的诞生，正是为了填补这一知识鸿沟。我们并非旨在提供一份枯燥的技术手册，而是希望带领读者踏上一段深度探索计算机系统奥秘的旅程。我们将聚焦于那些构成现代计算基石的核心概念，并结合当前业界普遍采用的先进技术和实践，力求在理论的严谨与工程的实用之间找到最佳平衡点。 本书的目标读者群体广泛，包括但不限于： 计算机科学与技术专业的学生： 在学习了基础的编程语言和数据结构后，渴望深入理解计算机系统的工作原理，为后续更高级的学习打下坚实基础。 软件工程师与开发者： 希望提升自己的技术深度，理解代码在底层是如何被执行的，从而编写出更高效、更可靠、更安全的软件。 系统管理员与运维人员： 需要深入了解系统资源的管理、性能瓶颈的分析以及故障排查的方法。 对计算机科学充满好奇的科技爱好者： 想要拨开迷雾，了解电脑背后隐藏的“魔法”。 我们坚信，真正的技术能力源于对基础原理的深刻理解。本书将以一种循序渐进、由浅入深的方式，层层剥茧，展现计算机系统从硬件到软件的完整图景。 核心内容概述： 本书的结构设计紧扣计算机系统的逻辑脉络，从最基础的硬件交互，逐步深入到复杂的软件架构，并最终触及高效能计算与系统安全等前沿领域。 第一部分：硬件层面的基础 在深入探讨软件之前，我们必须先认识构成计算机的血肉之躯——硬件。本部分将详细阐述计算机硬件的底层工作机制，为理解上层软件操作提供坚实的基础。 数字逻辑与电路基础： 我们将从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）开始，介绍它们如何组合成更复杂的逻辑电路，例如加法器、寄存器和多路选择器。理解这些基本构建块，是理解 CPU 如何进行算术运算、如何存储数据的前提。 中央处理器（CPU）架构： 深入剖析 CPU 的核心组成部分，包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、寄存器组。我们将介绍指令集架构（ISA），理解 CPU 如何解析和执行各种指令，以及流水线（pipelining）技术如何提升指令执行效率。对缓存（cache）的原理和多级缓存结构也将进行详细讲解，揭示其在弥合 CPU 与内存速度差距中的关键作用。 存储器层次结构： 计算机系统中存在多种不同速度、不同容量的存储设备。本部分将详细介绍这种层次化的存储结构，从速度最快但容量最小的寄存器，到性能适中的 CPU 缓存，再到容量巨大但访问速度较慢的主内存（RAM），直至非易失性的固态硬盘（SSD）和机械硬盘（HDD）。我们会探讨数据在这些层级之间如何流动，以及缓存一致性（cache coherence）等问题。 输入/输出（I/O）系统： 计算机需要与外部世界进行交互。本部分将介绍各种 I/O 设备（如键盘、显示器、网络接口卡）如何连接到系统，以及数据如何通过总线（bus）进行传输。我们将重点讲解中断（interrupts）和直接内存访问（DMA）机制，它们是如何让 CPU 摆脱低效轮询，提高 I/O 效率的。 第二部分：程序在内存中的生命周期 当一个程序被执行时，它并非直接在硬件上运行，而是经历了一系列复杂的转换和管理过程。本部分将聚焦于程序在内存中的生命周期，揭示其从源代码到可执行文件的演变，以及在运行时如何被加载、管理和执行。 从源代码到可执行文件： 这一过程涉及预处理（preprocessing）、编译（compilation）、汇编（assembly）和链接（linking）四个主要阶段。我们将详细解释每个阶段的功能：预处理器处理宏指令，编译器将高级语言代码转换为汇编代码，汇编器将汇编代码转换为机器码，而链接器则负责将多个编译后的目标文件和库文件组合成一个独立的、可执行的程序。 内存组织与地址空间： 了解程序在内存中的布局至关重要。本部分将介绍程序通常在内存中划分的各个区域，如代码段（.text）、数据段（.data）、BSS段（.bss）、堆（heap）和栈（stack）。我们将深入探讨虚拟内存（virtual memory）的概念，包括页表（page table）、地址翻译（address translation）、缺页中断（page fault）等，理解操作系统如何为每个进程提供独立的、看似连续的地址空间，以及这如何实现内存保护和多任务。 链接：动态链接与静态链接： 详细比较静态链接和动态链接的优缺点，理解它们如何处理符号解析和代码共享。动态链接在现代系统中尤为重要，我们将探讨共享库（shared libraries）的加载机制，以及其对内存占用和程序更新的影响。 第三部分：系统级编程与进程管理 在理解了程序的底层运作后，我们将进一步探讨操作系统提供的关键服务，特别是如何管理程序执行的“实体”——进程。 进程与线程： 详细区分进程（process）和线程（thread）的概念，理解它们在资源拥有、独立性以及并发执行上的差异。我们将介绍进程的创建、终止、状态转换，以及进程间通信（IPC）的常用机制，如管道（pipe）、消息队列（message queue）、共享内存（shared memory）和信号量（semaphore）。 并发与同步： 在多进程或多线程环境中，如何保证数据的一致性和避免竞态条件（race condition）是核心问题。本部分将深入介绍并发（concurrency）与并行（parallelism）的区别，以及各种同步机制，包括互斥锁（mutex）、条件变量（condition variable）、读写锁（read-write lock）等，并给出实际应用场景的示例。 系统调用（System Calls）： 理解应用程序如何通过系统调用与操作系统内核交互，以请求服务（如文件读写、内存分配、创建进程）。我们将介绍一些常用的系统调用，以及它们在用户空间和内核空间之间切换的过程。 文件系统： 探讨文件系统的概念，包括文件、目录、inode、文件分配表等，以及文件系统是如何在物理存储设备上组织和管理数据的。我们将介绍常见的 POSIX 文件 I/O 操作，以及其底层实现原理。 第四部分：网络通信的基石 现代计算离不开网络。本部分将从最基础的网络模型出发，逐步深入到 TCP/IP 协议栈的细节，以及如何进行高效的网络编程。 网络模型与协议栈： 介绍 OSI 七层模型和 TCP/IP 四层（或五层）模型，理解各层的作用和通信方式。我们将重点讲解 IP 协议（地址、路由）、TCP 协议（连接建立、可靠传输、拥塞控制）和 UDP 协议（无连接、高效）的核心原理。 套接字（Sockets）编程： 学习如何使用套接字 API 来构建客户端-服务器（client-server）应用程序。我们将演示如何创建套接字、绑定地址、监听连接、接受连接、发送和接收数据，并提供同步和非同步（异步）IO 的编程示例。 高性能网络编程： 探讨一些提升网络程序性能的技术，例如 I/O 多路复用（select, poll, epoll）、非阻塞 I/O、以及零拷贝（zero-copy）技术。 第五部分：现代计算的挑战与前沿 在掌握了计算机系统的基础之后，我们将目光投向当前计算领域面临的挑战以及一些前沿技术。 性能优化与调优： 学习如何分析程序性能瓶颈，包括 CPU 占用率、内存使用、I/O 延迟等。介绍性能剖析工具（profiler）的使用，以及一些常见的优化策略，例如算法改进、数据结构选择、缓存优化、编译器优化等。 虚拟化技术： 深入理解虚拟化（virtualization）的原理，包括全虚拟化（full virtualization）、半虚拟化（paravirtualization）和容器化（containerization，如 Docker）。讲解虚拟机监视器（VMM）或 hypervisor 的作用，以及虚拟化如何实现资源隔离、提高资源利用率。 并行与分布式计算： 介绍多核 CPU 上的并行编程模型（如 OpenMP, pthreads），以及分布式系统中的挑战（如 CAP 定理、一致性模型）。简要介绍一些常见的分布式计算框架。 系统安全性基础： 探讨计算机系统的安全漏洞，如缓冲区溢出（buffer overflow）、格式化字符串漏洞（format string vulnerability）等，以及相应的防御措施，如地址空间布局随机化（ASLR）、数据执行保护（DEP）等。 结语： 《深入理解计算机系统：系统之基石与现代实践》并非一本速成的秘籍，而是一份精心编排的学习指南。我们鼓励读者在阅读过程中，结合实际的编程练习，亲手搭建和调试示例代码，从而将理论知识转化为实践能力。我们相信，通过对本书内容的系统学习和深入思考，读者将能够构建起一个关于计算机系统运作的全面、深刻的认知框架，为在瞬息万变的科技领域中不断前行，打下坚实而持久的根基。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我在选择操作系统教材时，确实有过不少纠结。市面上同类的书籍琳琅满目，但真正能让我眼前一亮的却不多。直到我偶然看到了这本书，它给我的第一印象就是“扎实”和“专业”。翻阅目录，我就被其内容的广度和深度所吸引。从基础的进程、线程、内存管理，到高级的 I/O 系统、文件系统、安全机制，再到对各种经典操作系统的介绍和对比，几乎涵盖了操作系统领域的方方面面。而且，书中的理论讲解清晰严谨，毫不含糊，对于一些复杂的算法和数据结构，都给出了详细的推导过程和伪代码，这对于我这种喜欢刨根问底的学习者来说，简直是莫大的福音。更让我惊喜的是，书中还穿插了大量的实例分析，对 Linux、Windows 等主流操作系统的内核实现进行了剖析，让我能够将理论知识与实际操作相结合，更好地理解操作系统的运作机制。我尤其欣赏作者在讲解过程中，善于运用各种图示来辅助理解，比如各种状态转换图、数据结构图等，这些图示不仅美观，而且非常直观，能够帮助我快速抓住核心要点。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一位循循善诱的导师，将我这个对操作系统门外汉，一步步引导入门。之前我总觉得操作系统是一个庞大而神秘的学科，充满了各种抽象的概念，让我望而却步。但是，这本书的出现，彻底改变了我的看法。作者用极其通俗易懂的语言，将那些复杂的理论讲解得深入浅出。我最欣赏的地方在于，它并没有一上来就灌输大量的术语，而是从最基本的用户需求出发，比如“我如何运行一个程序？”、“我如何保存我的文件？”、“我如何同时做几件事情？”等等。通过这些贴近生活的问题，引出操作系统在解决这些问题时所扮演的角色，以及相关的原理。这种“从问题到原理”的教学思路，让我觉得学习过程非常自然，也更容易产生共鸣。而且，书中对每个概念的讲解都非常到位，不仅解释了“是什么”，更深入地阐述了“为什么”以及“如何实现”。我感觉自己仿佛置身于一个大型的实验室，在老师的带领下，一点点地解剖着操作系统的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本书，初次拿到手，就被它厚实的体格给震住了，沉甸甸的，仿佛蕴含着无数知识的重量。翻开扉页，清晰的排版和精炼的语言扑面而来，让人立刻感受到这是一部经过深思熟虑、精心打磨的教材。我之前也翻阅过不少关于操作系统的书籍，但总觉得要么过于理论化，要么过于碎片化，很难形成一个系统、深入的理解。而这本书，从目录的设置就能看出其脉络清晰，由浅入深，从最基础的概念讲起，逐步深入到内存管理、进程管理、文件系统等核心模块，甚至还涉及到了分布式操作系统和实时操作系统等前沿领域。这对于我这样一个初学者来说，无疑是极大的福音。我尤其欣赏书中对抽象概念的具象化解释，通过大量的图示和类比，将那些原本枯燥晦涩的原理变得生动易懂。例如，在讲解进程调度时，作者用了一个生动的生活场景来比喻不同调度算法的优劣，让我一下子就抓住了核心要点。而且，书中不仅仅是罗列概念，更注重原理的剖析，通过对内核源码的解读，让我窥见了操作系统的“内心世界”。这一点对于希望深入理解操作系统本质的读者来说，简直是如获至宝。我迫不及待地想投入到学习中，相信这本书一定能为我打下坚实的基础，为我未来的学习和研究指明方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，无疑是给我一直以来在操作系统学习道路上的迷茫带来了曙光。我承认，在接触这本书之前，我对操作系统的理解一直停留在比较表面的层次，知道一些名词概念，但对于它们是如何协同工作的，以及背后的深刻原理，却是一知半解。这次的学习，我抱着一种“要啃硬骨头”的心态，而这本书，恰恰给了我这样的机会。它不仅仅是知识的堆砌，更像是一场引人入胜的探索之旅。书中的每一个章节都像是一个精心设计的关卡，需要我一步步去攻克，去理解。我特别喜欢作者在讲解某个重要概念时，会先给出其在实际应用中的场景，然后再深入剖析其理论基础。这种“理论联系实际”的教学方式，让我能够更好地理解知识的价值和意义，而不是死记硬背。比如，在讲述文件系统时，作者并没有直接抛出各种文件系统的结构，而是先从用户如何存储和检索文件这个最基本的需求出发，层层递进，最终引出了文件系统的设计原理和各种实现方式。这样的讲解方式，极大地激发了我对学习的兴趣，也让我对操作系统有了更全面、更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，就是它不仅仅是一本教材，更像是一本“武功秘籍”，能够帮助我掌握操作系统这个“内功”。它所传授的知识，不仅仅是停留在表面，而是深入到操作系统的“经脉”和“穴位”。我之前在学习过程中，常常会遇到一些“知其然不知其所以然”的困惑，对于一些操作系统的底层原理，感到难以理解。而这本书，则通过详实的讲解和精妙的图示，将那些隐藏在表象之下的奥秘揭示出来。例如，在讲解文件系统时，作者并没有仅仅停留在文件和目录的概念，而是深入到磁盘的物理结构、文件分配方式、目录项的组织等层面，让我能够真正理解文件是如何存储在磁盘上的。这种深入的剖析，让我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在掌握一种解决问题的能力。而且，书中对不同操作系统实现细节的对比分析，也让我对这个领域的“百家争鸣”有了更深的认识，也让我能够更好地理解不同操作系统的优势和劣势。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书是目前我接触过的关于操作系统中最具启发性的一本。它的标题——“重点大学计算机专业系列教材”——本身就预示着其内容的深度和严谨性，而实际阅读体验更是印证了这一点。我之前在学习过程中，经常会遇到一些“知其然不知其所以然”的情况，对于一些操作系统的设计理念和权衡取舍，感到困惑。这本书恰恰弥补了我的这一缺憾。作者在讲解每个模块时，不仅仅是介绍其功能，更深入地剖析了设计这些功能背后的动机、面临的挑战以及各种可能的解决方案。例如，在讲解内存管理时，作者详细对比了分段、分页等不同内存管理策略的优缺点，并分析了在不同场景下，哪种策略更具优势。这种深入的分析，让我对操作系统的设计思路有了更深刻的理解，也培养了我分析和解决问题的能力。而且，书中对一些经典算法的详细讲解，比如各种进程调度算法、死锁检测算法等，都配有清晰的逻辑推导和伪代码，让我能够真正掌握这些算法的精髓。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直观的感受就是“体系化”。我之前学习操作系统，常常是东一榔头西一棒子，缺乏一个整体的框架。而这本书，从最底层的硬件抽象，到上层的用户接口，构建了一个完整而又相互关联的体系。每个知识点都不是孤立存在的，而是紧密地联系在一起，共同支撑着整个操作系统的运转。我尤其喜欢它在引入新概念时，会先回顾之前学习过的相关知识，或者明确指出新概念与之前知识的联系，让我在学习过程中能够不断巩固和深化理解。例如，在讲解同步和互斥时，作者会先回顾进程和线程的概念，然后再介绍它们在并发执行过程中可能遇到的问题，最后引出信号量、锁等同步机制。这种“承上启下”的设计，让我的学习过程非常顺畅，也让我能够构建起一个完整的知识体系。而且，书中对每一章节的重点都进行了提炼和总结，并在章节末尾设置了思考题和习题，这对于我巩固知识、检验学习效果非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，就像是一位经验丰富的建筑师，向我展示着一座宏伟建筑——操作系统的设计蓝图。它不仅仅是告诉了我建筑的各个部分是什么，更是详细地解析了每一块砖石、每一根梁柱是如何被设计和搭建的，以及它们之间是如何协同作用，共同构筑起这座坚固而高效的建筑。我之前在学习过程中，常常会陷入对某个具体功能的死记硬背，而这本书，则让我从宏观的视角出发，理解了整个操作系统的设计哲学和架构思想。作者在讲解时，非常注重原理的阐述，比如在介绍调度算法时，会分析不同算法的设计目标（如吞吐量、响应时间、公平性等），以及它们各自的优缺点，并对比了在不同应用场景下的适用性。这种深入的分析，让我能够理解操作系统的设计并非是 arbitrary 的，而是基于各种权衡和取舍的结果。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，可以说是一次思维的“洗礼”。我之前一直认为操作系统是一个非常枯燥的学科，充满了各种抽象的概念和晦涩的术语。然而，这本书的出现，彻底改变了我的看法。作者用一种极其生动、富有启发性的方式，将那些复杂的概念变得鲜活起来。我最欣赏的一点是，它并没有回避问题的复杂性，而是直面挑战，并通过深入的分析和恰当的类比，让读者能够迎刃而解。例如，在讲解死锁问题时，作者并没有直接抛出银行家算法，而是先通过一个生动的故事，描绘出死锁发生的场景，让读者充分体会到问题的棘手，然后再引出各种预防、避免和检测死锁的策略。这种“情境化”的学习方式，让我对问题的理解更加深刻，也更容易记住相关的解决方案。而且，书中对一些前沿技术的介绍，比如多核处理器下的并发控制、虚拟化技术等，都让我看到了操作系统的未来发展方向，极大地激发了我对该领域的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书在讲解操作系统原理时，其深入程度和严谨性是我之前从未见过的。它不像一些入门书籍那样，只是简单地介绍一些表面概念，而是真正地触及到了操作系统的核心。我特别喜欢作者在讲解核心模块时，会深入到操作系统内核层面，通过对一些关键数据结构和算法的剖析，来揭示其内部工作机制。例如，在讲解进程管理时，作者详细介绍了进程控制块（PCB）的结构，以及进程在不同状态之间的转换过程，并用大量的图示来辅助说明。这让我觉得，我不再是一个旁观者，而是能够深入到操作系统的“心脏”，去观察它的每一次跳动。而且，书中对各种系统调用和 API 的讲解，也并非是简单的罗列，而是会分析它们背后的原理和作用，以及在实际编程中的应用。这对于我这样的开发者来说，极具参考价值，能够帮助我更好地理解和使用操作系统提供的服务。

评分☆☆☆☆☆

教材，啥也不说，凑合着看吧。

评分☆☆☆☆☆

操作系统是管理计算机硬件资源，控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。操作系统是计算机系统的关键组成部分，负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务。操作系统的种类很多，各种设备安装的操作系统可从简单到复杂，可从手机的嵌入式操作系统到超级计算机的大型操作系统。目前流行的现代操作系统主要有Android、BSD、iOS、Linux、Mac OS X、Windows、Windows Phone和z/OS等，除了Windows和z/OS等少数操作系统，大部分操作系统都为类Unix操作系统。

评分☆☆☆☆☆

教材，啥也不说，凑合着看吧。

评分☆☆☆☆☆

很好的东东~~~~~~~~很有用

评分☆☆☆☆☆

还可以为什么要十个字

评分☆☆☆☆☆

很多东西还没有将细

评分☆☆☆☆☆

还不错,通俗易懂!!!很适合大学生去读

评分☆☆☆☆☆

还可以为什么要十个字

评分☆☆☆☆☆

《重点大学计算机专业系列教材：操作系统》适合作为高等院校计算机、软件、自动化和电子等专业本科生的操作系统课程教材，也适合正在学习操作系统的广大科技人员、软件工程师和青少年学生参考。尤其是对于即将参加研究生入学考试的学生来说，本书是一本不可多得的参考书。