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openEuler操作系統

( 簡體 字)
作者:任炬、張堯學、彭許紅類別:1. -> 作業系統 -> 綜合
譯者:
出版社:清華大學出版社openEuler操作系統 3dWoo書號: 53367
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NT售價: 445

出版日:10/1/2020
頁數:432
光碟數:0
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印刷:黑白印刷語系: ( 簡體 版 )
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ISBN:9787302563280
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 
作者序:

譯者序:

前言:

操作系統作為最核心的基礎軟件,也被譽為計算機的“靈魂”。無論對于計算機相關專業的學生或研究人員,還是對于計算機應用開發人員,對操作系統原理的學習和理解都至關重要,而通過全面分析一個優秀操作系統的設計思路和實現方案來加深對操作系統原理的理解和應用,是操作系統學習過程中一個行之有效的方法。
本書以openEuler操作系統的具體設計與實現為例,詳細介紹了當代操作系統的基本原理和核心思想。openEuler是華為公司發布的一個開源、免費的Linux發行版平臺,其前身是華為公司歷經近十年研制和發展的服務器操作系統EulerOS,以安全、穩定、高效為目標,成功支持了華為的各種產品和解決方案。本書作為第一本詳細介紹openEuler操作系統技術原理的書籍,作者也希望能借此讓更多讀者和組織了解openEuler,共同推動openEuler社區的發展。
本書注重理論與實踐的緊密結合,通過以實際案例來引出操作系統的基本原理,再以openEuler的具體實現來闡述操作系統的設計思想,讓讀者更深入理解操作系統核心技術的設計動機和實現方案。全書共分為10章,涵蓋了操作系統概述、鯤鵬處理器、進程與線程、CPU調度、內存管理、線程/進程間通信、文件系統、跨機器通信、系統虛擬化以及openEuler智能調優——AQTune等操作系統核心內容和openEuler操作系統的特色創新技術。
本書定位為操作系統課程的教學參考書,其主要受眾包括計算機相關專業的本科生和研究生、從事計算機相關領域研究的專業人士及對計算機操作系統原理感興趣的讀者。因操作系統作為管理計算機硬件資源的核心軟件,且現代操作系統設計往往與硬件特性結合緊密,所以讀者在閱讀此書前,除需要掌握基本的編程基礎外(本書采用C語言),還需要了解一定的計算機組成原理和匯編語言知識。
作者首先要感謝華為公司張相鋒博士、趙磊、朱晨及眾多華為工程師在本書寫作過程中提供的相關資料與技術支持。他們在本書的撰寫和修訂過程中,提出了非常詳盡的意見和建議,對提升本書的質量提供了非常大的幫助。特別感謝中南大學透明計算實驗室操作系統小組全體同學(盧軍、高迎港、郭旭城、丁標、左倩、瞿沁麒、王琣t、王灝洋)對本書撰寫工作所做出的極大貢獻。本書的籌備時間非常緊促且正值新冠疫情期間,大家共同全力以赴才保證了本書的順利完成。感謝清華大學出版社盛東亮老師和鐘志芳等老師的大力支持,他們細致且高效的工作保證了本書的質量,又讓本書得以盡早與公眾見面。
由于編者水平有限,書中難免有疏漏和不足之處,懇請讀者批評指正!

作者
2020年8月

openEuler操作系統
內容簡介:

本書是一部系統解析操作系統原理及openEuler核心技術著作。為便于讀者高效學習,本書結合openEuler中的實現代碼,詳細介紹了操作系統的基本原理和核心技術。全書共分為10章: 第1章操作系統概述,介紹了操作系統的基本概念、發展歷史、基本功能、設計目標、發展趨勢,以及openEuler簡介; 第2章鯤鵬處理器,介紹了鯤鵬處理器的體系架構、CPU編程模型、CPU訪存原理,以及鯤鵬處理器與openEuler; 第3章進程與線程,介紹了進程的概念、進程描述、進程控制、系統調用、進程切換機制及線程; 第4章CPU調度,介紹了調度性能指標、常見調度算法、多核調度策略及CFS調度器; 第5章內存管理,介紹了虛擬內存、分頁機制、地址轉換加速機制、多級頁表及物理內存擴充機制; 第6章線程/進程間通信,介紹了互斥與鎖、自旋鎖、同步與信號量、共享內存、消息傳遞等機制及內存屏障技術; 第7章文件系統,介紹了文件系統的基本實現、I/O性能優化、崩潰一致性及虛擬文件系統; 第8章跨機器通信,介紹了TCP/IP協議棧、openEuler的網絡子系統架構、網卡驅動程序、套接字、數據傳輸路徑及新型網絡加速技術; 第9章系統虛擬化,介紹了虛擬機監視器的基本概念和基本任務、基于Linux內核的虛擬機監視器及容器技術; 第10章openEuler智能調優——AQTune,介紹了AQTune的基本原理及其智能決策和自動調優兩個核心模塊的關鍵技術。
本書適合作為廣大高校計算機專業操作系統課程的輔助教材,也可以作為操作系統內核開發者的自學參考用書。
目錄:

第1章操作系統概述00
1.1操作系統的基本概念00
1.2操作系統的發展歷史00
1.2.1手工操作時代00
1.2.2批處理系統00
1.2.3多道程序系統00
1.2.4分時操作系統00
1.2.5實時操作系統00
1.3操作系統的基本功能00
1.4操作系統的設計目標0
1.5主流操作系統0
1.5.1終端操作系統0
1.5.2服務器操作系統0
1.6操作系統的發展趨勢0
1.6.1微內核0
1.6.2庫操作系統0
1.6.3外內核0
1.6.4多內核0
1.6.5離散化內核0
1.7openEluer操作系統簡介0
本章小結0
第2章鯤鵬處理器0
2.1鯤鵬處理器概述0
2.2體系架構0
2.3CPU編程模型0
2.3.1中斷與異常0
2.3.2異常級別0
2.3.3寄存器0
2.3.4指令集0
2.4CPU訪存原理0
2.4.1存儲器的層次結構0
2.4.2內存0
2.4.3內存管理單元0
2.5鯤鵬處理器與openEuler0
本章小結0
第3章進程與線程0
3.1進程的概念0
3.1.1程序:從源代碼到執行0
3.1.2程序的并發執行與進程抽象0
3.2進程的描述0
3.2.1進程控制塊0
3.2.2進程狀態0
3.3進程的控制0
3.3.1進程控制原語0
3.3.2進程創建0
3.3.3程序裝載0
3.3.4進程終止0
3.3.5openEuler中的進程樹0
3.4系統調用0
3.4.1基本概念0
3.4.2系統調用的實現0
3.5進程切換0
3.5.1基本原理0
3.5.2進程切換過程0
3.6線程0
3.6.1基本概念0
3.6.2線程模型0
3.6.3openEuler中線程的實現
本章小結
openEuler操作系統
目錄

第4章CPU調度
4.1調度性能指標
4.2常見的調度算法
4.2.1先進先出
4.2.2最短進程優先
4.2.3輪轉調度
4.2.4優先級調度
4.3多核調度
4.3.1多核調度的背景
4.3.2多核調度策略
4.4CFS調度
4.4.1調度策略和進程類別
4.4.2調度類
4.4.3調度隊列和調度實體
4.4.4CFS調度策略
4.4.5調度過程
本章小結
第5章內存管理
5.1內存訪問:從直接到間接
5.1.1程序中的內存訪問
5.1.2虛擬內存
5.2分頁
5.2.1基本思想
5.2.2空閑頁框管理
5.2.3地址轉換
5.2.4內存訪問控制
5.3更快的地址轉換
5.3.1TLB與局部性原理
5.3.2TLB結構
5.3.3TLB替換
5.4更小的頁表
5.4.1多級頁表
5.4.2openEuler中的多級頁表
5.4.3標準大頁
5.5物理內存擴充
5.5.1請求調頁
5.5.2交換空間
5.5.3openEuler中頁交換的實現
5.5.4頁置換策略
本章小結
第6章線程/進程間通信
6.1互斥與鎖
6.1.1競態條件
6.1.2原子性與互斥
6.1.3互斥的實現:控制中斷
6.1.4互斥的實現:鎖
6.2自旋鎖
6.2.1基本思想
6.2.2Qspinlock
6.2.3NUMAQAwareQspinlock
6.3同步與信號量
6.3.1基本思想
6.3.2信號量的實現
6.3.3生產者與消費者問題
6.4共享內存
6.4.1基本思想
6.4.2共享內存的實現
6.5消息傳遞
6.5.1基本思想
6.5.2消息傳遞的實現
6.6內存屏障
6.6.1現代CPU對程序執行的影響
6.6.2內存屏障指令
6.6.3內存順序模型
6.6.4openEuler中內存屏障的應用
本章小結
第7章文件系統
7.1文件系統概述
7.1.1硬件基礎
7.1.2文件系統中的基本概念
7.1.3openEuler中的文件系統
7.1.4Ext4文件系統的發展歷程
7.2文件系統的基本實現
7.2.1數據結構及其磁盤布局
7.2.2文件的讀取和寫入
7.3I/O性能優化
7.3.1緩存與緩沖
7.3.2多級索引與Extent
7.4崩潰一致性
7.4.1簡介
7.4.2文件系統檢查器
7.4.3日志
7.5虛擬文件系統
7.5.1簡介
7.5.2數據結構
本章小結
第8章跨機器通信
8.1計算機網絡
8.1.1簡介
8.1.2TCP/IP協議棧
8.2網絡子系統
8.2.1硬件視角
8.2.2軟件視角
8.3網卡驅動程序
8.3.1簡介
8.3.2驅動程序的注冊與注銷
8.3.3設備初始化
8.3.4設備的打開與關閉
8.4套接字
8.4.1簡介
8.4.2Socket的連接
8.4.3數據的傳輸
8.5數據的傳輸路徑
8.5.1數據報文收發的整體流程
8.5.2接收報文的第一階段:NICQ>Rxring
8.5.3接收報文的第二階段:RxringQ>sk_buff
8.5.4接收報文的第三階段:sk_buffQ>進程
8.6新型網絡加速技術
8.6.1RDMA
8.6.2DPDK
8.6.3智能網卡
8.6.4SDN
本章小結
第9章系統虛擬化
9.1虛擬機監視器
9.1.1基本概念
9.1.2虛擬化的好處
9.1.3虛擬化的類型
9.2基于Linux內核的虛擬機監視器
9.2.1VHE
9.2.2KVM
9.2.3QEMU
9.2.4Libvirt
9.3CPU虛擬化
9.3.1基本思想
9.3.2受限制的執行
9.3.3上下文切換
9.3.4openEuler中的實現
9.4內存虛擬化
9.4.1基本思想
9.4.2地址映射
9.4.3訪存請求截獲
9.4.4openEuler中的實現
9.5I/O虛擬化
9.5.1三個基本任務
9.5.2三種實現方式
9.5.3openEuler中的實現
9.6容器
9.6.1簡介
9.6.2命名空間
9.6.3控制組
9.6.4iSulad容器原理
本章小結
第10章openEuler智能調優——AQTune
10.1基本原理
10.2智能決策
10.3自動調優
本章小結
參考文獻
附錄A縮略語
序: