圖解Linux核心工作原理|透過實作與圖解學習OS與硬體的基礎知識【增訂版】
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內容簡介
📌 全彩印刷、圖解詳盡，快速學會關鍵知識
📌 將Go與Python程式的實驗與結果視覺化
透過實作與豐富的精緻圖解，對OS與硬體相關的工作原理是如何運作，進行淺顯易懂的解說，讓您對OS的運作，有更加具體而清晰的了解。
不論是新手還是老手，都很容易陷入「OS是個充滿神秘與困難的東西」的困境。為了要改善這個狀況，本書不會探討艱深的理論，而是以Linux為中心，在進入實作階段前就對Linux的工作原理進行解說，讀者只需要對Linux基本的命令有所瞭解便可輕鬆閱讀。
本書可以幫助你：
．當OS或硬體相關故障產生時，能夠冷靜處理
．開發出有考慮到硬體特性的優良軟體
．瞭解該依據什麼樣的指標來設計系統
📌 將Go與Python程式的實驗與結果視覺化
透過實作與豐富的精緻圖解，對OS與硬體相關的工作原理是如何運作，進行淺顯易懂的解說，讓您對OS的運作，有更加具體而清晰的了解。
不論是新手還是老手，都很容易陷入「OS是個充滿神秘與困難的東西」的困境。為了要改善這個狀況，本書不會探討艱深的理論，而是以Linux為中心，在進入實作階段前就對Linux的工作原理進行解說，讀者只需要對Linux基本的命令有所瞭解便可輕鬆閱讀。
本書可以幫助你：
．當OS或硬體相關故障產生時，能夠冷靜處理
．開發出有考慮到硬體特性的優良軟體
．瞭解該依據什麼樣的指標來設計系統
目錄
第1章 Linux概要
程式與行程
核心
系統呼叫
函式庫
第2章 行程管理-基礎篇
行程的建立
行程的父子關係
行程的狀態
行程的結束
殭屍行程（zombie processes）與孤兒行程（orphan process）
訊號
實現shell的工作管理
常駐程式
第3章 行程排程器
使用單一邏輯CPU 的情形
使用複數邏輯CPU 的情形
user+sys 比real 還要大的案例
時間片
上下文交換
關於效能
程式平行執行的重要性
第4章 記憶體管理系統
記憶體相關資訊的取得
記憶體的回收處理
虛擬記憶體
分配給行程的新記憶體區域
分頁表的階層化
第5章 行程管理-應用篇
行程建立處理的高速化
行程間通訊
互斥控制（mutual exclusion）
互斥控制的原地打轉
多行程與多執行緒
第6章 裝置存取
裝置檔
裝置驅動程式
裝置檔名是可變的
第7章 檔案系統
檔案的存取方法
記憶體對映檔案
一般檔案系統
容量制限（配額）
維持檔案系統的完整性
Btrfs 所提供的檔案系統高階功能
資料損毀的偵測/修復
其他的檔案系統
第8章 記憶階層
快取記憶體
Simultaneous Multi Threading（SMT）
分頁快取
緩衝快取
寫入的時機
direct I/O
置換（swap）
統計數據
第9章 區塊層
HDD的特徵
區塊層的基本功能
區塊裝置的效能指標與測量方法
區塊層對HDD 效能所帶來的影響
區塊層對NVMe SSD 的效能所帶來的影響
第10章 虛擬化功能
什麼是虛擬化功能
虛擬化軟體
支援虛擬化的CPU功能
主機作業系統是怎麼看待虛擬機器
虛擬化環境的行程排程
虛擬機器與記憶體管理
虛擬機器與儲存裝置
第11章 容器
與虛擬機器之間的差異
容器的種類
namespace
安全風險
第12章 cgroup
cgroup可控制的資源
使用案例：CPU使用時間的控制
應用案例
終章 本書所學到的內容與今後的應用方式
程式與行程
核心
系統呼叫
函式庫
第2章 行程管理-基礎篇
行程的建立
行程的父子關係
行程的狀態
行程的結束
殭屍行程（zombie processes）與孤兒行程（orphan process）
訊號
實現shell的工作管理
常駐程式
第3章 行程排程器
使用單一邏輯CPU 的情形
使用複數邏輯CPU 的情形
user+sys 比real 還要大的案例
時間片
上下文交換
關於效能
程式平行執行的重要性
第4章 記憶體管理系統
記憶體相關資訊的取得
記憶體的回收處理
虛擬記憶體
分配給行程的新記憶體區域
分頁表的階層化
第5章 行程管理-應用篇
行程建立處理的高速化
行程間通訊
互斥控制（mutual exclusion）
互斥控制的原地打轉
多行程與多執行緒
第6章 裝置存取
裝置檔
裝置驅動程式
裝置檔名是可變的
第7章 檔案系統
檔案的存取方法
記憶體對映檔案
一般檔案系統
容量制限（配額）
維持檔案系統的完整性
Btrfs 所提供的檔案系統高階功能
資料損毀的偵測/修復
其他的檔案系統
第8章 記憶階層
快取記憶體
Simultaneous Multi Threading（SMT）
分頁快取
緩衝快取
寫入的時機
direct I/O
置換（swap）
統計數據
第9章 區塊層
HDD的特徵
區塊層的基本功能
區塊裝置的效能指標與測量方法
區塊層對HDD 效能所帶來的影響
區塊層對NVMe SSD 的效能所帶來的影響
第10章 虛擬化功能
什麼是虛擬化功能
虛擬化軟體
支援虛擬化的CPU功能
主機作業系統是怎麼看待虛擬機器
虛擬化環境的行程排程
虛擬機器與記憶體管理
虛擬機器與儲存裝置
第11章 容器
與虛擬機器之間的差異
容器的種類
namespace
安全風險
第12章 cgroup
cgroup可控制的資源
使用案例：CPU使用時間的控制
應用案例
終章 本書所學到的內容與今後的應用方式
序／導讀
序
本書以豐富圖表及簡潔易懂的說明，詳盡地敘述其運作原理，同時還使用了豐富的效能數據，以不用虛假蒙混的方式，針對艱深、難理解的效能相關部分，做出詳盡的說明，實為一本罕見的書，我身邊的人們都對本書抱持著相當地好評。
本書對於想要藉由了解核心讓自己更上一層樓、想自己編寫OS 的人、想對自己的程式進行效能微調的人來說，本書一定會帶來很大的幫助！
---Linux 核心hacker、Ruby committer 小崎 資広---
本書以豐富圖表及簡潔易懂的說明，詳盡地敘述其運作原理，同時還使用了豐富的效能數據，以不用虛假蒙混的方式，針對艱深、難理解的效能相關部分，做出詳盡的說明，實為一本罕見的書，我身邊的人們都對本書抱持著相當地好評。
本書對於想要藉由了解核心讓自己更上一層樓、想自己編寫OS 的人、想對自己的程式進行效能微調的人來說，本書一定會帶來很大的幫助！
---Linux 核心hacker、Ruby committer 小崎 資広---
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