|
Основы операционных систем. Курс лекций. Карпов В.Е., Коньков К.А.Основы операционных систем. Курс лекцийКарпов В.Е., Коньков К.А.М.: Интернет-университет информационных технологий, 2005. — 536 с. Книга представляет собой систематизированный учебный курс по теории операционных систем. В ней рассмотрены фундаментальные принципы построения и особенности проектирования современных ОС. Теоретический материал дополнен разнообразными практическими примерами. Рекомендовано для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям в области информационных технологий. Содержание: Лекция 1. Введение 13 Что такое операционная система 13 Краткая история эволюции вычислительных систем 16 Основные понятия, концепции ОС 24 Архитектурные особенности ОС 27 Классификация ОС 32 Заключение 34 Часть II. Процессы и их поддержка в операционной системе 41 Лекция 2. Процессы 41 Понятие процесса 41 Состояния процесса 43 Операции над процессами и связанные с ними понятия 46 Заключение 54 Лекция 3. Планирование процессов 59 Уровни планирования 59 Критерии планирования и требования к алгоритмам 61 Параметры планирования 62 Вытесняющее и невытесняющее планирование 64 Алгоритмы планирования 65 Заключение 82 Лекция 4. Кооперация процессов и основные аспекты ее логической организации 87 Взаимодействующие процессы 87 Категории средств обмена информацией 89 Логическая организация механизма передачи информации 90 Нити исполнения 96 Заключение 100 Лекция 5. Алгоритмы синхронизации 105 Interleaving, race condition и взаимоисключения 105 Критическая секция 108 Программные алгоритмы организации взаимодействия процессов 111 Аппаратная поддержка взаимоисключений 117 Заключение 119 Лекция 6. Механизмы синхронизации 123 Семафоры 123 Мониторы 126 Сообщения 129 Эквивалентность семафоров, мониторов и сообщений 130 Заключение 133 Лекция 7. Тупики 141 Введение 141 Условия возникновения тупиков 143 Основные направления борьбы с тупиками 143 Игнорирование проблемы тупиков 144 Способы предотвращения тупиков 144 Обнаружение тупиков 149 Восстановление после тупиков 150 Заключение 151 Часть III. Управление памятью 155 Лекция 8. Организация памяти компьютера. Простейшие схемы управления памятью 155 Введение 155 Простейшие схемы управления памятью 161 Страничная память 166 Сегментная и сегментно-страничная организация памяти 168 Заключение 171 Лекция 9. Виртуальная память. Архитектурные средства поддержки виртуальной памяти 175 Понятие виртуальной памяти 175 Архитектурные средства поддержки виртуальной памяти 177 Заключение 185 Лекция 10. Аппаратно-независимый уровень управления виртуальной памятью 189 Исключительные ситуации при работе с памятью 189 Стратегии управления страничной памятью 190 Алгоритмы замещения страниц 191 Управление количеством страниц, выделенным процессу. Модель рабочего множества 197 Страничные демоны 200 Программная поддержка сегментной модели памяти процесса.. 201 Отдельные аспекты функционирования менеджера памяти .... 203 Заключение 205 Часть IV. Файловые системы 209 Лекция 11. Файлы с точки зрения пользователя 209 Введение 209 Общие сведения о файлах 212 Организация файлов и доступ к ним 214 Операции над файлами 217 Директории. Логическая структура файлового архива 218 Операции над директориями 222 Защита файлов 223 Заключение 224 Лекция 12. Реализация файловой системы 229 Общая структура файловой системы 229 Управление внешней памятью 232 Реализация директорий 240 Монтирование файловых систем 243 Связывание файлов 245 Кооперация процессов при работе с файлами 247 Надежность файловой системы 250 Производительность файловой системы 254 Реализация некоторых операций над файлами 256 Современные архитектуры файловых систем 259 Заключение 260 Часть V. Ввод-вывод 265 Лекция 13. Система управления вводом-выводом 265 Физические принципы организации ввода-вывода 266 Логические принципы организации ввода-вывода 276 Алгоритмы планирования запросов к жесткому диску 286 Заключение 291 Часть VI. Сети и сетевые операционные системы 295 Лекция 14. Сети и сетевые операционные системы 295 Для чего компьютеры объединяют в сети 296 Сетевые и распределенные операционные системы 297 Взаимодействие удаленных процессов как основа работы вычислительных сетей 298 Основные вопросы логической организации передачи информации между удаленными процессами 301 Понятие протокола 302 Многоуровневая модель построения сетевых вычислительных систем 304 Проблемы адресации в сети 308 Проблемы маршрутизации в сетях 315 Связь с установлением логического соединения и передача данных с помощью сообщений 318 Синхронизация удаленных процессов 320 Заключение 320 Часть VII. Проблемы безопасности операционных систем 325 Лекция 15. Основные понятия информационной безопасности 325 Введение 325 Угрозы безопасности 327 Формализация подхода к обеспечению информационной безопасности 329 Криптография как одна из базовых технологий безопасности ОС 331 Заключение 335 Лекция 16. Защитные механизмы операционных систем 339 Идентификация и аутентификация 339 Авторизация. Разграничение доступа к объектам ОС 342 Выявление вторжений. Аудит системы защиты 347 Анализ некоторых популярных ОС с точки зрения их защищенности 348 Заключение 353 Семинары 357 Семинары 1—2. Введение в курс практических занятий. Знакомство с операционной системой UNIX 357 Семинары 3—4. Процессы в операционной системе UNIX 385 Семинар 5. Организация взаимодействия процессов через pipe и FIFO в UNIX 403 Семинары 6—7. Средства System V IPC. Организация работы с разделяемой памятью в UNIX. Понятие нитей исполнения (thread) 431 Семинар 8. Семафоры в UNIX как средство синхронизации процессов 465 Семинар 9. Очереди сообщений в UNIX 479 Семинары 10—11. Организация файловой системы в UNIX. Работа с файлами и директориями. Понятие о memory mapped файлах 501 Семинары 12—13. Организация ввода-вывода в UNIX. Файлы устройств. Аппарат прерываний. Сигналы в UNIX 539 Семинары 14—15. Семейство протоколов TCP/IP. Сокеты (sockets) в UNIX и основы работы с ними 575 Литература 627 |
Loading
|