系统程式及作业系统观念与考题宝典(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书内容涵盖作业系统、系统程式和编译程式，书中提供各章中英试题题型练习和解答，并在章末附上习题让您掌握学习成效，对于踏入资讯领域的学子们，作业系统与系统程式几乎是必备的基本知识。

操作系统原理与实践深度解析 一部聚焦于现代计算系统核心，深度剖析操作系统设计哲学、实现机制与前沿应用的技术专著 本书并非侧重于特定考试的题型梳理或知识点罗列，而是以构建坚实的理论基础和深刻的工程实践理解为核心目标，旨在为读者提供一套完整、严谨的操作系统知识体系。我们着重探讨的是操作系统作为连接硬件与应用程序的“桥梁”所必须处理的根本性难题，以及人类智慧是如何利用精巧的设计来解决这些难题的。 第一部分：基础架构与核心概念的奠基 在信息时代的浪潮中，计算机系统性能的飞速提升，越来越依赖于底层软件的优化。本书的开篇部分，将系统地阐述操作系统的基本概念、发展历程及其在现代计算模型中的定位。我们不会止步于简单的定义，而是深入探究操作系统的内核（Kernel）的本质。 系统调用接口的机制与设计哲学： 详细分析用户模式与内核模式的切换过程，探讨系统调用实现的效率与安全性考量。我们将对比微内核（Microkernel）与宏内核（Monolithic Kernel）架构的优劣，并以实际的系统调用序列为例，揭示软件如何安全地请求硬件服务。 中断与异常处理： 这是操作系统响应外部事件和内部错误的基础。本书将用大量篇幅讲解中断向量表（IVT）、中断描述符表（IDT）的结构，以及在多级中断嵌套环境下的优先级仲裁机制。理解这些机制，是理解实时性与并发性的关键。 引导过程（Bootstrapping）： 从加电自检（POST）到加载第一个用户进程，我们剖析 BIOS/UEFI 如何协同引导加载程序（Boot Loader）将操作系统代码安全地载入内存并开始执行的每一步。这部分内容将涉及固件与操作系统之间的协作边界。 第二部分：资源管理的精妙平衡——进程与线程 并发性是现代操作系统的核心价值所在。本部分将深入探讨操作系统如何有效地管理计算的最小执行单元——进程与线程。 进程的生命周期与状态转换： 不仅描述就绪、运行、阻塞等状态，更会分析进程上下文（Context）的完整构成，以及上下文切换（Context Switching）带来的性能开销与设计优化。 线程模型的多样性： 详尽比较用户级线程（User-Level Threads）与内核级线程（Kernel-Level Threads）的实现方式（如 M:N 映射），阐述现代系统如何利用混合模型来平衡灵活性和内核可见性。 进程间通信（IPC）的深度研究： 超越管道（Pipe）和消息队列（Message Queue）的表面描述，本书将聚焦于共享内存的实现原理（如 System V IPC 或 POSIX 共享内存），以及信号量（Semaphores）和消息传递（Message Passing）在分布式计算环境下的演进。 第三部分：同步、互斥与并发控制的艺术 在多处理器或多核环境下，协调并发访问共享资源是保证数据一致性的基石。本部分是操作系统的理论核心之一。 经典同步问题的严谨分析： 从互斥区（Critical Section）的定义出发，系统性地解决生产者-消费者问题、哲学家用餐问题、读者-写者问题等经典难题，并分析不同解决方案（如 Peterson 算法、霍尔的解决方案）的适用场景。 现代同步原语的底层剖析： 深入探讨互斥锁（Mutex）、条件变量（Condition Variables）和屏障（Barrier）的实现细节。特别关注如何利用硬件原语（如 Test-and-Set, Compare-and-Swap (CAS)）来构建高效且无锁（Lock-free）或无等待（Wait-free）的数据结构。 死锁的预防、检测与恢复： 对死锁的四大必要条件进行数学化的论证，并详细解析银行家算法（Banker's Algorithm）的动态资源分配策略，以及在大型系统中的超时与进程终止恢复机制。 第四部分：内存管理的层次结构与虚拟化 内存管理是操作系统中最复杂、也最能体现其“智能”的部分。本书将从物理地址到逻辑地址的映射，揭示虚拟内存系统的强大能力。 分页（Paging）与分段（Segmentation）的结合： 阐述多级页表的结构和地址转换的硬件加速机制（TLB 的工作原理和替换策略）。对比分段的逻辑隔离优势与分页的内存利用率提升。 虚拟内存的按需调页（Demand Paging）： 深入分析缺页中断（Page Fault）的处理流程，包括页表查找、页面置换算法（FIFO, LRU, OPT 等）的性能对比，以及抖动（Thrashing）现象的成因与规避。 内存保护与隔离： 探讨地址空间布局随机化（ASLR）等安全机制如何利用虚拟内存进行部署，以及内存保护单元（MPU/MMU）在硬件层面对越界访问的拦截。 第五部分：高效I/O与存储系统架构 数据在系统间的流动是性能瓶颈的常见来源。本部分专注于操作系统如何管理外部设备。 I/O 控制方式的演进： 对比程序控制 I/O、中断驱动 I/O 和 直接内存访问（DMA）的效率差异。详细剖析 DMA 控制器的结构及其与 CPU 的协同工作流程。 缓冲管理与缓存一致性： 探讨操作系统如何利用缓冲区（Buffers）和高速缓存（Caches）来平滑速度差异，以及在多核系统中，如何通过缓存一致性协议（如 MESI 协议的软件视角理解）来维护数据同步。 文件系统的核心结构： 深入解析文件系统（如 Inodes、日志结构文件系统 Journaling）如何将逻辑上的文件组织映射到物理磁盘的扇区上。探讨写时复制（CoW）等现代技术在文件系统中的应用。 本书的特色与定位 本书旨在培养读者具备“自底向上”的系统思维能力。我们注重理论的严谨性与工程实践的联系，通过大量的流程图、伪代码示例和设计权衡（Trade-off）分析，帮助读者理解为何一个特定设计会被选择，而非仅仅知道它是什么。它适合于有一定编程基础，渴望深入理解计算核心的计算机科学学生、软件工程师以及系统架构师。阅读本书后，读者将能够独立分析和设计高并发、高可靠性的软件系统组件。

CH 0 基本概念

第一篇  作业系统篇
CH 1 作业系统概述
CH 2 排班程式
CH 3 死结
CH 4 处理单元间的重复处理
CH 5 记忆体管理
CH 6 虚拟记忆体管理
CH 7 辅助储存体之管理
CH 8 分散式系统之同步处理

第二篇  系统程式篇
CH 9 组合语言
CH 10 组合程式
CH 11 巨集处理器
CH 12 载入程式与联结程式

第三篇  编译程式篇
CH 13 自动机理论
CH 14 编译程式
 

对于踏入资讯领域的学子们，作业系统与系统程式几乎是必备的基本知识。有鑑于原文书的内容繁多琐碎，常常为了切入或说明一个主题观念，却辗转说了一大堆的兀言，最后才发现只有一个重点或观念；加上语文障碍更使得学生在研读作业系统或系统程式时有不知所云之感。虽然市面上也有原文书的翻译本，但常常是多人分工翻译，造成各章节翻译的品质参差不齐或专有名词採用不一致，甚至省略整个段落没有翻译或翻译错误，不但落失原文书的精神与原意，更造成学生学习上的困扰。

　　有感于学生学习作业系统或系统程式时，常有抓不到书中重点的困惑，特将平日授课的心得与资料蒐集整理并编撰成此书，让各大专院校汲汲于系统程式及作业系统学习的学子们，有个便利且简洁的学习管道。本书将作业系统、系统程式与编译程式中最精髓的部分与重要的基本观念以最简易、最清晰的方式呈现。

　　此外，并辅以相关的范例与题型使学生们更能了解重点与基本观念之所在，不再有研读许久却摸不着头绪或不知重点为何的困惑。于编写此书时也深深体认到『书不在于厚，有重点才行；字不在于多，有意义就行。』
 

评分☆☆☆☆☆

對於這本《系統程式及作業系統觀念與考題寶典(第二版)》，我只能說，它徹底顛覆了我對「教科書」的想像！以往我讀過的類似書籍，常常是枯燥乏味，內容又像是從百科全書裡剪貼過來的，很難消化。但這本書，它就像一位經驗豐富的老師，用一種你會喜歡的方式，引導你進入系統程式和作業系統的世界。我特別喜歡它對於「觀念」的闡述，不是那種硬梆梆的定義，而是會用一些生動的比喻和實際的應用場景來解釋，讓這些抽象的概念變得具體而有趣。例如，在講解記憶體管理時，書中會把記憶體想像成一個大型的停車場，然後用不同的停車策略來比喻分頁、分段等技術，這樣的講解方式，我一次就記住了。更別提那後面的考題寶典了，簡直是考試神器！題目類型多樣，涵蓋的範圍也很廣，而且解析的清晰度，讓我這個本來覺得考試很頭痛的學生，都信心大增。如果說有人正在為系統程式或作業系統的學習而煩惱，我絕對會大力推薦這本書，它真的會讓你覺得學習不再是一件苦差事！

评分☆☆☆☆☆

我必須說，《系統程式及作業系統觀念與考題寶典(第二版)》這本書，簡直是我的救星！我之前為了應付學期末的考試，真的花了很多時間在找資料，試圖把那些零散的觀念拼湊起來，但總是覺得哪裡不對勁，缺乏系統性。這本書就如同一個完整的藍圖，把系統程式和作業系統的知識點，像搭積木一樣，一層一層地建構起來。它的優點在於，它不是那種只列出名詞然後叫你背的書，而是會深入淺出地解釋每一個概念的「背後原理」。例如，在講到死結（Deadlock）的時候，它不僅列出發生死結的必要條件，還會用生動的例子說明，甚至提供了一些預防和處理死結的策略，這讓我對這個問題有了更全面的認識。而考題寶典的部分，根本就是額外的「 bonus 」！那些題目出的都很精準，而且解析得很到位，讓我能夠在考前針對性地複習，把模糊的觀念徹底弄懂。我真心覺得，這本書的作者在教學方法上，下了很大的功夫，才能寫出這麼優質的教材。

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到這本《系統程式及作業系統觀念與考題寶典(第二版)》真的是讓我有種挖到寶的感覺！我之前為了準備考試，翻了好幾本關於作業系統的書，老實說，有些書真的寫得太理論，看著看著就頭昏腦脹，對實際的程式設計幫助不大。但這本很不一樣，它的概念講解非常清晰，而且很貼近實際操作。書中舉的例子都非常實用，讓我對像行程管理、記憶體分配這些抽象的概念有了更具體的理解。尤其是一些跟Linux系統相關的實作部分，寫得非常詳盡，一步一步帶著你做，新手也能照著做，不會覺得無從下手。而且，它還有考題寶典的部分，這真的是太貼心了！很多時候，唸了半天書，卻不知道怎麼考，或是考出來的題目都跟你想的不一樣。這本書的考題涵蓋了各種考試類型，而且針對每個考題都提供了詳盡的解析，讓我能針對自己的弱點加強。我個人覺得，這本書最大的優點就是它把理論和實踐完美地結合了起來，不是死板的背誦，而是讓你真的理解「為什麼」以及「怎麼做」。考前的總複習，真的少不了它。

评分☆☆☆☆☆

這本《系統程式及作業系統觀念與考題寶典(第二版)》的編排真的很讚！我之前有買過其他學校老師寫的講義，雖然也是講作業系統，但是排版常常很混亂，重點也不清楚，讀起來很累。這本書就不一樣了，它的結構非常清晰，每個章節的標題都很明確，而且內容的編排也很有邏輯。我特別喜歡它在講解觀念的時候，會用很多圖表輔助，像是在講到行程調度演算法的時候，那些圖示就讓我瞬間理解了各種演算法的執行流程，比單純的文字描述要直觀太多了。而且，書中很多術語都有詳細的解釋，不會讓你讀到一個名詞就卡住。至於考題寶典的部分，我覺得它的題目質量很高，而且涵蓋的範圍很廣，基本上涵蓋了大多數學校在作業系統課程上會考的重點。我每次做完考題，都會仔細對照解析，找出自己不熟悉的觀念，然後再回頭去翻書本的對應章節，這樣學習效率真的提高很多。我個人認為，這本書不僅適合學生準備考試，對於想深入了解作業系統原理的工程師來說，也是一本很好的參考書。

评分☆☆☆☆☆

說真的，這本《系統程式及作業系統觀念與考題寶典(第二版)》根本就是為我們這種「應試族」量身打造的！我之前也是苦惱於市面上很多教材都太過學術，讀起來像在嚼木炭，完全提不起興趣，更別說要吸收了。但是這本書，它就像一位經驗豐富的老師，用最淺顯易懂的方式，把那些看似複雜的系統程式和作業系統原理，一一拆解開來。我最欣賞的是它那種「循序漸進」的教學方式，從最基礎的概念開始，慢慢往上堆疊，讓你不會在中間就卡住。而且，它不只是紙上談兵，書裡面穿插了大量的程式碼範例，很多都是可以直接拿來跑的，這對我來說太重要了！我總覺得，光是看理論，腦袋裡永遠是霧煞煞，但當我看到實際的程式碼，然後跟書裡的解釋對照，那種「豁然開朗」的感覺，真的很難形容。考題寶典的部分更是錦上添花，那些題目都很有代表性，而且解析得非常仔細，讓我能快速抓住出題方向，省去了自己大海撈針的時間。如果說要推薦一本作業系統的入門書，我絕對會毫不猶豫地推薦這本！