操作系统教程:CPU/内存/进程/文件系统全解析

如何真正理解操作系统?5大核心模块带你掌握底层原理


如何真正理解操作系统?5大核心模块带你掌握底层原理

1. 为什么操作系统是程序员必须攻克的"技术高地"

操作系统作为计算机系统的核心,直接影响程序运行效率与系统稳定性。本课程开篇即揭示操作系统的基石地位:从CPU权限管理(视频3-3/3-4)到内存分配机制(5-1/5-9),通过22个技术本质解析视频,构建完整的知识框架。特别值得关注的是"程序运行奥秘"章节(第2章),用10课时讲透编译型语言、堆栈区设计等基础概念,为后续学习铺平道路。

2. 深度拆解进程与线程:多任务实现的底层逻辑

第4章以34节超详细讲解覆盖进程管理全流程:从状态转移(4-12/4-13)到创建退出(4-20/4-22),再到线程实现原理(4-26/4-28)。课程通过对比Windows与Linux的API差异(4-16/4-17),结合浏览器多进程实例(4-37),让抽象概念具象化。关于"协程为何存在"的讨论(4-33/4-34)更是直击技术前沿痛点。

3. 内存管理黑科技:从虚拟内存到页式管理

黑客帝国式的情景化教学(5-1)开启第5章精彩内容,重点解析物理内存与虚拟内存的映射关系(5-15/5-16)。通过内存池优化实践(5-18/5-19)和进程内存观察实验(5-21),学员可直观理解段式/页式管理(5-8/5-9)的优劣,以及TLB加速原理(5-11/5-12)。

4. 系统调用与中断处理:操作系统控制权的秘密

第3章"权限管理的王者之争"(3-3/3-4)揭示CPU态切换本质,而第6章则展示中断如何驱动整个系统运转。通过strace工具实操(3-13)和网络数据读取全流程解析(6-5),学员能掌握系统调用返回机制(3-10/3-11)和中断处理逻辑(6-4)等关键技能。

5. 从理论到实践:文件系统与并发控制的终极解决方案

"一切皆文件"的设计哲学(8-1)在设备管理章节得到完美诠释,通过文件系统三层实现解析(8-7/8-9)和读写加速技术(8-12/8-13)深化理解。并发章节(第7章)更是从硬件层面出发,用信号量实战(7-11/7-14)解决生产者-消费者问题,完整覆盖锁实现(7-5/7-6)到线程同步(7-8/7-9)的全链路知识。

这套课程通过187个知识节点的精细拆解,将抽象的操作系统原理转化为可验证的实践技能。无论是理解"物理内存1G如何分配2G"(5-15)的魔法,还是掌握多进程编程技巧(4-35/4-36),都能帮助学习者在技术深水区建立扎实的认知锚点。

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资源目录列表:

├─【课程教程】操作系统不再难懂!2024全新版教程,入门与实践相结合,轻松参透技术精髓!
│  ├─01第1章《2024全新版操作系统入门与实践-参透技术本质》导学
│  │  ├─011-1为什么操作系统是计算机基石,是程序高手必经之路.mp4
│  │  ├─021-2如何学习才能更容易掌握操作系统,看透技术本质.mp4
│  ├─02第2章CPU、内存以及程序运行的奥秘
│  │  ├─012-1谈论CPU时你的大脑里应该有什么(上).mp4
│  │  ├─022-2谈论CPU时你的大脑里应该有什么(下).mp4
│  │  ├─032-3内存的本质是什么.mp4
│  │  ├─042-4编程语言是怎么一回事.mp4
│  │  ├─052-5到底什么是编译型语言以及解释型语言.mp4
│  │  ├─062-6为什么内存中有堆区和栈区.mp4
│  │  ├─072-7没有操作系统程序能运行起来吗.mp4
│  │  ├─082-8程序是怎样运行起来的(上).mp4
│  │  ├─092-9程序是怎样运行起来的(下).mp4
│  │  ├─102-10为什么用c语言编写操作系统.mp4
│  │  ├─112-11程序和进程有什么区别(上).mp4
│  │  ├─122-12程序和进程有什么区别(下).mp4
│  ├─03第3章操作系统的实现原理与系统调用
│  │  ├─013-1操作系统是如何实现的.mp4
│  │  ├─023-2操作系统是如何启动的.mp4
│  │  ├─033-3cpu权限管理的王者之争(上).mp4
│  │  ├─043-4cpu权限管理的王者之争(下).mp4
│  │  ├─053-5为什么需要系统调用什么是系统调用(上).mp4
│  │  ├─063-6为什么需要系统调用什么是系统调用(下).mp4
│  │  ├─073-7系统调用时CPU和操作系统中发送了什么(上).mp4
│  │  ├─083-8系统调用时CPU和操作系统中发送了什么(下).mp4
│  │  ├─093-9CPU是如何执行操作系统中的函数的.mp4
│  │  ├─103-10系统调用执行完后怎么返回用户态(上).mp4
│  │  ├─113-11系统调用执行完后怎么返回用户态(下).mp4
│  │  ├─123-12实践篇_真实的内核调用栈.mp4
│  │  ├─133-13利用strace排查各种疑难杂症.mp4
│  ├─04第4章进程管理:操作系统如何实现多任务
│  │  ├─014-1操作系统为什么需要进程这个概念.mp4
│  │  ├─024-2操作系统是如何实现多任务的要解决哪些问题.mp4
│  │  ├─034-3进程被暂停后是怎么恢复运行的.mp4
│  │  ├─044-4进程切换是如何实现的(上).mp4
│  │  ├─054-5进程切换是如何实现的(中).mp4
│  │  ├─064-6进程切换是如何实现的(下).mp4
│  │  ├─074-7进程切换和函数调用的区别.mp4
│  │  ├─084-8为什么进程需要各种各样的状态信息(上).mp4
│  │  ├─094-9为什么进程需要各种各样的状态信息(下).mp4
│  │  ├─104-10操作系统是如何调度进程的(上).mp4
│  │  ├─114-11操作系统是如何调度进程的(下).mp4
│  │  ├─124-12进程是如何在各个状态之间进行转移的(上).mp4
│  │  ├─134-13进程是如何在各个状态之间进行转移的(下).mp4
│  │  ├─144-14操作系统与进程的夺权之战(上).mp4
│  │  ├─154-15操作系统与进程的夺权之战(下).mp4
│  │  ├─164-16windows与linux下的进程创建api(上).mp4
│  │  ├─174-17windows与linux下的进程创建api(下).mp4
│  │  ├─184-18为什么linux中需要fork与exec两个api(上).mp4
│  │  ├─194-19为什么linux中需要fork与exec两个api(下).mp4
│  │  ├─204-20操作系统是如何一步步创建出进程的(上).mp4
│  │  ├─214-21操作系统是如何一步步创建出进程的(下).mp4
│  │  ├─224-22进程是如何退出的.mp4
│  │  ├─234-23操作系统是如何实现进程间通信的(上).mp4
│  │  ├─244-24操作系统是如何实现进程间通信的(下).mp4
│  │  ├─254-25有了进程为什么还需要线程.mp4
│  │  ├─264-26线程这个概念的来源、本质与实现.mp4
│  │  ├─274-27线程是如何被创建出来的(上).mp4
│  │  ├─284-28线程是如何被创建出来的(下).mp4
│  │  ├─294-29彻底理解进程和线程的区别(上).mp4
│  │  ├─304-30彻底理解进程和线程的区别(下).mp4
│  │  ├─314-31利用多线程优化程序性能(上).mp4
│  │  ├─324-32利用多线程优化程序性能(下).mp4
│  │  ├─334-33有了线程为什么还有协程(上).mp4
│  │  ├─344-34有了线程为什么还有协程(下).mp4
│  │  ├─354-35实践篇多进程编程(上).mp4
│  │  ├─364-36实践篇多进程编程(下).mp4
│  │  ├─374-37多进程多线程在浏览器中的应用.mp4
│  ├─05第5章内存管理:操作系统如何管理内存
│  │  ├─015-1黑客帝国与内存背后的真相.mp4
│  │  ├─025-2为什么内存分配会是个问题.mp4
│  │  ├─035-3程序运行需要分配哪些内存.mp4
│  │  ├─045-4操作系统是如何为进程分配内存的(上).mp4
│  │  ├─055-5操作系统是如何为进程分配内存的(下).mp4
│  │  ├─065-6操作系统是如何为进程分配内存的.mp4
│  │  ├─075-7虚拟地址空间的诞生.mp4
│  │  ├─085-8操作系统如何为进程分配内存:段式内存管理.mp4
│  │  ├─095-9操作系统是如何为进程分配内存的:页式内存管理.mp4
│  │  ├─105-10页式内存管理会带来哪些问题.mp4
│  │  ├─115-11操作系统如何加速页表读取(上).mp4
│  │  ├─125-12操作系统如何加速页表读取(下).mp4
│  │  ├─135-13操作系统如何解决页表占用内存过多的问题.mp4
│  │  ├─145-14页式内存管理有哪些有趣的功能.mp4
│  │  ├─155-15为什么物理内存只有1G程序员可以申请出2G内存(上).mp4
│  │  ├─165-16为什么物理内存只有1G程序员可以申请出2G内存(下).mp4
│  │  ├─175-17操作系统是如何管理内存的.mp4
│  │  ├─185-18实践篇_利用内存池优化程序性能(上).mp4
│  │  ├─195-19实践篇_利用内存池优化程序性能(下).mp4
│  │  ├─205-20实践篇_申请1G内存实际会消耗多少物理内存.mp4
│  │  ├─215-21实践篇_进程在内存中是什么样子的.mp4
│  ├─06第6章中断:操作系统如何利用中断处理外部事件
│  │  ├─016-1中断这一章要解决什么问题.mp4
│  │  ├─026-2到底什么是中断.mp4
│  │  ├─036-3操作系统在什么情况下开始运行.mp4
│  │  ├─046-4操作系统是如何处理中断的.mp4
│  │  ├─056-5程序是如何读取到网络数据的.mp4
│  ├─07第7章并发:从硬件到软件再到操作系统
│  │  ├─017-1并发问题的本质与根源是什么.mp4
│  │  ├─027-2实践篇_实际动手感受一下并发编程问题.mp4
│  │  ├─037-3怎样从根源上解决并发问题(上).mp4
│  │  ├─047-4怎样从根源上解决并发问题(下).mp4
│  │  ├─057-5一山不容二虎_锁是如何实现的(上).mp4
│  │  ├─067-6一山不容二虎_锁是如何实现的(下).mp4
│  │  ├─077-7有回旋锁为什么还需要sleep锁_音频.mp4
│  │  ├─087-8闻风而动_如何实现线程间的同步等待机制(上).mp4
│  │  ├─097-9闻风而动_如何实现线程间的同步等待机制(下).mp4
│  │  ├─107-10到底什么是信号量信号量是怎样实现的.mp4
│  │  ├─117-11实践篇_用信号量解决互斥问题.mp4
│  │  ├─127-12用信号量解决同步等待问题.mp4
│  │  ├─137-13用信号量解决生产者消费者问题(上).mp4
│  │  ├─147-14用信号量解决生产者消费者问题(下).mp4
│  ├─08第8章操作系统是如何管理设备的
│  │  ├─018-1一切皆为文件是什么意思.mp4
│  │  ├─028-2操作系统是如何管理设备.mp4
│  │  ├─038-3磁盘是如何工作的(上).mp4
│  │  ├─048-4磁盘是如何工作的(下).mp4
│  │  ├─058-5文件这个概念是怎样实现的(上).mp4
│  │  ├─068-6文件这个概念是怎样实现的(下).mp4
│  │  ├─078-7文件系统、文件夹以及一切皆为文件是怎么实现的(上).mp4
│  │  ├─088-8文件系统、文件夹以及一切皆为文件是怎么实现的(中).mp4
│  │  ├─098-9文件系统、文件夹以及一切皆为文件是怎么实现的(下).mp4
│  │  ├─108-10操作系统是如何打开、创建以及读写文件的(上).mp4
│  │  ├─118-11操作系统是如何打开、创建以及读写文件的(下).mp4
│  │  ├─128-12操作系统是如何加速文件读写的(上).mp4
│  │  ├─138-13操作系统是如何加速文件读写的(下).mp4
│  ├─09第9章万变不离其宗-理解每一行代码对计算机的影响,你就是高手!
│  │  ├─019-1送君千里终于一别-收下这三句忠告,让你受益匪浅。.mp4
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