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主编推荐语

原富士通一线Linux内核开发工程师聚焦Linux核心功能,讲解了操作系统是怎样工作的。

内容简介

本书结合大量实验程序和图表,通俗易懂地介绍了Linux操作系统的运行原理和硬件的基础知识,涉及进程管理、进程调度器、内存管理、存储层次、文件系统和外部存储器等。

实验程序使用C语言和Python编写,读者可亲自动手运行程序,来确认系统的行为。另外,以图解的方式介绍各知识点,简明且直观,能够帮助读者加深理解。读者只需对Linux基本命令有所了解,即可轻松阅读。

目录

  • 版权信息
  • 版权声明
  • 推荐序
  • 前言
  • 注意事项
  • 第1章 计算机系统的概要
  • 第2章 用户模式实现的功能
  • 2.1 系统调用
  • CPU 的模式切换
  • 发起系统调用时的情形
  • 实验
  • 执行系统调用所需的时间
  • 2.2 系统调用的包装函数
  • 2.3 C 标准库
  • 2.4 OS 提供的程序
  • 第3章 进程管理
  • 3.1 创建进程
  • 3.2 fork() 函数
  • 3.3 execve() 函数
  • 3.4 结束进程
  • 第4章 进程调度器
  • 4.1 关于实验程序的设计
  • 4.2 实验程序的实现
  • 4.3 实验
  • 实验 4-A(进程数量=1)
  • 实验 4-B(进程数量=2)
  • 实验 4-C(进程数量=4)
  • 4.4 思考
  • 4.5 上下文切换
  • 4.6 进程的状态
  • 4.7 状态转换
  • 4.8 空闲状态
  • 4.9 各种各样的状态转换
  • 4.10 吞吐量与延迟
  • 4.11 现实中的系统
  • 4.12 存在多个逻辑 CPU 时的调度
  • 4.13 实验方法
  • 4.14 实验结果
  • 实验 4-D(进程数量=1)
  • 实验 4-E(进程数量=2)
  • 实验 4-F(进程数量=4)
  • 4.15 吞吐量与延迟
  • 实验 4-D
  • 实验 4-E
  • 实验 4-F
  • 4.16 思考
  • 4.17 运行时间和执行时间
  • 逻辑 CPU 数量=1,进程数量=1
  • 逻辑 CPU 数量=1,进程数量=2
  • 逻辑 CPU 数量=2,进程数量=1
  • 逻辑 CPU 数量=2,进程数量=4
  • 4.18 进程睡眠
  • 4.19 现实中的进程
  • 4.20 变更优先级
  • 第5章 内存管理
  • 5.1 内存相关的统计信息
  • 5.2 内存不足
  • 5.3 简单的内存分配
  • 内存碎片化
  • 访问用于其他用途的内存区域
  • 难以执行多任务
  • 5.4 虚拟内存
  • 5.5 页表
  • 5.6 实验
  • 5.7 为进程分配内存
  • 在创建进程时
  • 在动态分配内存时
  • 5.8 实验
  • 5.9 利用上层进行内存分配
  • 5.10 解决问题
  • 内存碎片化
  • 访问用于其他用途的内存区域
  • 难以执行多任务
  • 5.11 虚拟内存的应用
  • 5.12 文件映射
  • 文件映射的实验
  • 5.13 请求分页
  • 请求分页的实验
  • 虚拟内存不足与物理内存不足
  • 5.14 写时复制
  • 写时复制的实验
  • 5.15 Swap
  • 关于 Swap 的实验
  • 5.16 多级页表
  • 5.17 标准大页
  • 标准大页的用法
  • 透明大页
  • 第6章 存储层次
  • 6.1 高速缓存
  • 6.2 高速缓存不足时
  • 6.3 多级缓存
  • 6.4 关于高速缓存的实验
  • 6.5 访问局部性
  • 6.6 总结
  • 6.7 转译后备缓冲区
  • 6.8 页面缓存
  • 6.9 同步写入
  • 6.10 缓冲区缓存
  • 6.11 读取文件的实验
  • 采集统计信息
  • 6.12 写入文件的实验
  • 采集统计信息
  • 6.13 调优参数
  • 6.14 总结
  • 6.15 超线程
  • 超线程的实验
  • 禁用超线程功能时
  • 启用超线程功能时
  • 第7章 文件系统
  • 7.1 Linux 的文件系统
  • 7.2 数据与元数据
  • 7.3 容量限制
  • 7.4 文件系统不一致
  • 7.5 日志
  • 7.6 写时复制
  • 7.7 防止不了的情况
  • 7.8 文件系统不一致的对策
  • 7.9 文件的种类
  • 7.10 字符设备
  • 7.11 块设备
  • 7.12 各种各样的文件系统
  • 7.13 基于内存的文件系统
  • 7.14 网络文件系统
  • 7.15 虚拟文件系统
  • procfs
  • sysfs
  • cgroupfs
  • 7.16 Btrfs
  • 多物理卷
  • 快照
  • RAID
  • 数据损坏的检测与恢复
  • 第8章 外部存储器
  • 8.1 HDD 的数据读写机制
  • 8.2 HDD 的性能特性
  • 8.3 HDD 的实验
  • 8.4 实验程序
  • 8.5 顺序访问
  • 8.6 随机访问
  • 8.7 通用块层
  • 8.8 I/O 调度器
  • 8.9 预读
  • 8.10 实验
  • 顺序访问
  • 随机访问
  • 8.11 SSD
  • SSD 的实验
  • 8.12 总结
  • 后记
  • 作者简介
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评分及书评

4.8
5个评分
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    通俗易懂

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      图文的方式更容易理解

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        给这本书评了
        5.0
        深入浅出

        图书中的图示和代码很有助于理解

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        出版方

        人民邮电出版社

        人民邮电出版社是工业和信息化部主管的大型专业出版社,成立于1953年10月1日。人民邮电出版社坚持“立足信息产业、面向现代社会、传播科学知识、服务科教兴国”,致力于通信、计算机、电子技术、教材、少儿、经管、摄影、集邮、旅游、心理学等领域的专业图书出版。