操作系統(tǒng)

內容概要

本書是一本用新的觀念講述操作系統(tǒng)原理和設計的高級教程。 全書圍繞著并發(fā)和分布式概念組織章節(jié)，避免僅僅將注意力置于傳統(tǒng)的集中式系統(tǒng)，反映了分布式系統(tǒng)在當代已被廣泛應用的現實，從而更能為讀者所接受。全書共有30章，分為四個部分，第一部分和第二部分主要闡述了操作系統(tǒng)核心概念和基本功能，并介紹了操作系統(tǒng)理論和實踐的最新進展。第三部分和第四部分將操作系統(tǒng)和數據庫，以及分布式系統(tǒng)的設計結合起來，對UNIX，Linux，Windows 2000/NT和JVM等典型現代操作系統(tǒng)進行了具體分析，并討論了Web服務、中間件和事務處理等應用。對于操作系統(tǒng)安全這樣一個重要課題，書中還專門安排了一章進行論述。本書的另一個特點是，所有的代碼示例均結合Java語言進行，并采用Java描述面向對象的概念、并發(fā)算法和分布式程序設計等。    本書適合作為研究生的操作系統(tǒng)課程教材，也適合程序員、軟件工程師，以及系統(tǒng)設計者作為學習和了解系統(tǒng)軟件和操作系統(tǒng)的參考書。

作者簡介

Jean Bacon，英國劍橋大學教授，耶酥學院高級會員。講授操作系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)及計算機體系結構課程，她在分布式系統(tǒng)領域從事的研究在劍橋大學首屈一指。
    Tim harris，英國劍橋大學計算機科學系講師，邱吉爾學院高級會員。可擴異操作系統(tǒng)領域博士，除講授操作系統(tǒng)課程以

書籍目錄

第1章 系統(tǒng)設計需求　1.1 內在的并發(fā)系統(tǒng)　1.2 支持潛在的并發(fā)應用　1.3 軟件系統(tǒng)的體系結構　1.4 定義并發(fā)系統(tǒng)　1.5 系統(tǒng)實現需求　1.6 系統(tǒng)設計中的安全，保護與容錯　習題第一部分 系統(tǒng)設計：技術與原理　第2章 系統(tǒng)結構與動態(tài)執(zhí)行　　2.1 系統(tǒng)結構：概念視圖　　2.2 系統(tǒng)結構：實現視圖　　2.3 進程概念　　2.4 操作系統(tǒng)功能　　2.5 操作系統(tǒng)調用和保護　　2.6 操作系統(tǒng)結構　　2.7 操作系統(tǒng)內的對象結構及操作系統(tǒng)支持下的對象結構　　2.8 分布式對象系統(tǒng)，平臺和中間件　　2.9 安全與保護　　2.10 小結　　思考題　　習題　第3章 硬件接口，I/O和通信　　3.1 概述　　3.2 與設備的接口　　3.3 異常處理　　3.4 多處理器　　3.5 用戶級的輸入和輸出　　3.6 通信管理　　3.7 通信網絡，接口和驅動　　3.8 通信協(xié)議　　3.9 操作系統(tǒng)之中和操作系統(tǒng)之上對通信的處理　　3.10 小結　　習題　第4章 進程支持　　4.1 系統(tǒng)中進程的使用　　4.2 進程和處理器　　4.3 進程狀態(tài)　　4.4 與硬件同步：事件與WAIT操作　　4.5 進程數據結構　　4.6 調度：通用方案　　4.7 共享內存多處理器系統(tǒng)的調度　　4.8 滿足實時需求的進程調度　　4.9 進程抽象和實現　　4.10 操作系統(tǒng)結構和進程的實現　　4.11 多線程進程的實現　　4.12 語言系統(tǒng)，運行時系統(tǒng)和操作系統(tǒng)中的進程　　4.13 語言系統(tǒng)和操作系統(tǒng)中的進程狀態(tài)　　4.14 使用系統(tǒng)調用的順序程序　　4.15 編程語言并行性的發(fā)展　　4.16 編程語言中的進程創(chuàng)建　　4.17 線程體系結構　　4.18 Java的線程和異?！　?.19 小結　　思考題　　習題　第5章 存儲管理　　5.1 存儲管理簡介　　5.2 存儲層次結構　　5.3 進程的地址空間　　5.4 段式虛擬存儲　　5.5 頁式虛擬存儲　　5.6 分段和分頁結合　　5.7 操作系統(tǒng)數據結構　　5.8 內存管理單元的示例　　5.9 系統(tǒng)設計中的內存管理　　5.10 小結　　習題　第6章 文件管理　　6.1 文件管理　　6.2 文件系統(tǒng)功能綜述　　6.3 文件和目錄結構　　6.4 文件系統(tǒng)接口　　6.5 文件系統(tǒng)的實現　　6.6 現代文件系統(tǒng)設計　　6.7 基于網絡的文件服務　　6.8 虛擬內存和存儲的集成　　6.9 小結　　習題　第7章 分布式系統(tǒng)基礎　　7.1 簡介　　7.2 一般分布式系統(tǒng)的演化　　7.3 個人計算　　7.4 模型和軟件架構　　7.5 分布式系統(tǒng)的獨有特點　　7.6 分布式系統(tǒng)中的時間　　7.7 命名　　7.8 移動用戶，計算機和對象　　7.9 小結　　習題　第8章 安全　　8.1 場景和安全需求　　8.2 威脅及風險分析　　8.3 加密方法　　8.4 算法　　8.5 協(xié)議　　8.6 實例　　8.7 小結　　習題第二部分 主存中的并發(fā)控制　第9章 系統(tǒng)結構　　9.1 共享地址空間中的進程　　9.2 獨立地址空間中的進程　　9.3 共享操作系統(tǒng)　　9.4 對兩種模型中進程設置方式的小結　　9.5 進程間交互的要求　　9.6 進程交互的種類　　9.7 進程交互　　9.8 單一并發(fā)動作的定義　　思考題　　習題　第10章 底層同步：實現　　10.1 進程同步和事件通知與等待之間的比較　　10.2 互斥　　10.3 互斥的硬件支持　　10.4 信號量　　10.5 使用信號量的風格　　10.6 信號量操作的實現　　10.7 小結　　思考題　　習題　第11章 底層同步：算法　　11.1 簡介　　11.2 系統(tǒng)設計中信號量的例子：THE系統(tǒng)　　11.3 生產者-消費者，有界緩沖區(qū)問題　　11.4 安全性和活躍性屬性　　11.5 多讀者，單寫者問題　　11.6 信號量的局限性　　11.7 eventcount（事件計數）與sequencer（序列器）　　11.8 POSIX線程　　11.9 小結　　實例研究及練習：磁盤高速緩存的管理　　思考題　　習題　第12章 用共享內存實現IPC　　12.1 編程語言中的臨界區(qū)　　12.2 管程　　12.3 在操作粒度上的同步　　12.4 小結　　思考題　　習題　第13章 IPC和系統(tǒng)結構　　13.1 進程間通信的風格　　13.2 系統(tǒng)結構和用共享內存實現的IPC　　13.3 系統(tǒng)結構和非共享內存的IPC　　13.4 適合共享內存通信的系統(tǒng)　　13.5 不適合共享內存通信的系統(tǒng)　　13.6 經典UNIX中的例子　　13.7 進程間通信概述　　13.8 系統(tǒng)結構的對偶性　　13.9 命名　　13.10 小結　　思考題　　習題　第14章 非共享內存的IPC　　14.1 簡介　　14.2 共享文件　　14.3 UNIX管道　　14.4 異步消息傳遞　　14.5 基本消息傳遞機制的幾種變體　　14.6 異步消息傳遞的實現　　14.7 同步消息傳遞　　14.8 編程語言中的消息傳遞　　14.9 服務器和客戶端的多線程模型　　14.10 小結　　思考題　　習題　第15章 災難恢復和永久數據存儲　　15.1 故障簡述　　15.2 災難模型　　15.3 災難恢復和透明性　　15.4 冪等（可重復）操作　　15.5 永久對象的原子操作　　15.6 原子操作的實現　　15.7 非易失內存　　15.8 永久存儲的操作　　15.9 操作系統(tǒng)中DBMS的需求　　15.10 小結　　思考題　　習題　第16章 分布式IPC　　16.1 簡介　　16.2 分布式系統(tǒng)的特征　　16.3 分布式IPC：消息傳遞　　16.4 IPC和通信的集成　　16.5 Java的套接字和流　　16.6 分布式程序設計范型　　16.7 遠程過程調用　　16.8 RPC語言集成　　16.9 Java的RMI：一般對象模型中的RPC　　16.10 對同步調用的評述　　16.11 命名，定位和綁定　　16.12 小結　　思考題　　習題第三部分 事 務　第17章 組合操作　　17.1 組合操作　　17.2 主存中的組合操作　　17.3 涉及主存和持久性存儲的組合操作　　17.4 組合操作的并發(fā)執(zhí)行　　17.5 潛在的問題　　17.6 系統(tǒng)崩潰　　17.7 小結　　思考題　　習題　第18章 資源分配和死鎖　　18.1 動態(tài)分配需求　　18.2 死鎖　　18.3 活鎖和饑餓　　18.4 死鎖存在的必要條件　　18.5 哲學家就餐問題　　18.6 對象分配圖　　18.7 死鎖檢測的數據結構及算法　　18.8 死鎖避免　　18.9 關于多進程釋放對象　　18.10 分布式死鎖　　18.11 小結　　思考題　　習題　第19章 事務處理　　19.1 簡介　　19.2 事務的規(guī)約與編程　　19.3 串行化和一致性的定義　　19.4 事務的ACID屬性　　19.5 給出事務的特定次序　　19.6 事務處理的一個系統(tǒng)模型　　19.7 事務的依賴圖　　19.8 歷史記錄及串行圖　　19.9 處理中止操作：更多關于隔離性　　19.10 小結　　思考題　　習題　第20章 并發(fā)控制　　20.1 簡介　　20.2 主存中的并發(fā)組合操作　　20.3 事務管理系統(tǒng)的結構　　20.4 通過鎖機制控制并發(fā)　　20.5 時間戳順序（TSO）　　20.6 樂觀并發(fā)控制（OCC）　　20.7 小結　　思考題　　習題　第21章 系統(tǒng)恢復　　21.1 系統(tǒng)恢復需求　　21.2 對象模型，對象狀態(tài)與恢復　　21.3 并發(fā)，系統(tǒng)崩潰和事務特性　　21.4 為系統(tǒng)崩潰恢復提供日志和影子對象　　21.5 恢復日志的使用　　21.6 撤銷和重做操作　　21.7 系統(tǒng)失效時的事務狀態(tài)　　21.8 事務恢復的算法　　21.9 移動對象的位置數據庫　　21.10 小結　　習題　第22章 分布式事務　　22.1 分布式系統(tǒng)的一個對象模型　　22.2 分布式事務處理　　22.3 通信　　22.4 并發(fā)控制：兩階段鎖　　22.5 并發(fā)控制：時間戳順序　　22.6 樂觀并發(fā)控制　　22.7 分布式系統(tǒng)的提交和終止　　22.8 原子性提交：兩階段提交協(xié)議　　22.9 對OCC的兩階段確認　　22.10 小結　　思考題　　習題　第23章 分布式計算　　23.1 簡介　　23.2 進程組　　23.3 數據副本的一致性　　23.4 消息傳遞的排序　　23.5 分布式的n進程互斥　　23.6 小結　　習題第四部分 實例研究　第24章 經典UNIX　　24.1 簡介　　24.2 UNIX的發(fā)展歷史　　24.3 系統(tǒng)結構和UNIX內核　　24.4 文件系統(tǒng)接口　　24.5 文件系統(tǒng)的實現　　24.6 進程創(chuàng)建，終止和調度　　24.7 IPC：管道和信號　　24.8 小結　　習題　第25章 Linux，Solaris和現代UNIX　　25.1 簡介　　25.2 內核結構　　25.3 SVr4 IPC　　25.4 套接字和集成了IPC的文件子系統(tǒng)　　25.5 內存管理　　25.6 多處理器調度　　25.7 小結　　習題　第26章 可擴展系統(tǒng)　　26.1 可擴展性機制　　26.2 編譯時配置　　26.3 微內核操作系統(tǒng)　　26.4 可下載代碼　　26.5 exokernel和垂直結構　　26.6 嵌套虛擬機　　26.7 可擴展虛擬機　　26.8 小結　　習題　第27章 Windows 2000　　27.1 Windows 2000簡介　　27.2 系統(tǒng)結構　　27.3 對象模型和對象管理　　27.4 內核　　27.5 進程，線程，纖程和并發(fā)控制　　27.6 I/O子系統(tǒng)　　27.7 NT文件系統(tǒng)（NTFS）　　27.8 網絡　　27.9 小結　　習題　第28章 萬維網　　28.1 Web客戶端與Web服務器的簡單交互　　28.2 Web頁面的命名　　28.3 使用HTTP通信　　28.4 文檔表示　　28.5 在客戶端和服務器上執(zhí)行程序　　28.6 安全　　28.7 并發(fā)控制　　28.8 可伸縮性問題　　28.9 基于Web的中間件：XML和SOAP　　28.10 小結　　習題　第29章 中間件　　29.1 中間件范型　　29.2 Java中間件　　29.3 OMG和OMA　　29.4 CORBA　　29.5 ODMG　　29.6 COM，DCOM 和 .NET　　29.7 面向消息的中間件（MOM）　　29.8 小結　　習題　第30章 事務處理監(jiān)視器和系統(tǒng)　　30.1 事務處理監(jiān)視器　　30.2 電子貨幣轉賬（EFT）應用程序簡介　　30.3 國際銀行支付：SWIFT　　30.4 使用PIN碼驗證身份　　30.5 國際自動柜員機（ATM）網絡服務　　30.6 TP系統(tǒng)中的負載和通信　　30.7 小結和趨勢　　習題附錄A 計算機系統(tǒng)的演變參考文獻術語表

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