Глава 1. Эволюция операционных систем 22

Первые операционные системы 22

Мультипрограммные операционные системы для мэйнфреймов 26

Первые сетевые операционные системы 31

Операционные системы миникомпьютеров и первые локальные сети 33

Развитие операционных систем в 80-е годы 35

Развитие операционных систем в 90-е годы 42

Современный этап развития операционных систем персональных компьютеров 45

Надежность 46

Простота обслуживания 47

Пользовательский интерфейс 48

Средства информационной самоорганизации 49

Защита данных 51

Виртуальные распределенные вычислительные системы суперкомпьютеров 51

Выводы 55

Задачи и упражнения 58

Глава 2. Назначение и функции операционной системы 59

Операционные системы для автономного компьютера 59

ОС как виртуальная машина 59

ОС как система управления ресурсами 61

Функциональные компоненты операционной системы автономного компьютера 64

Управление процессами 64

Управление памятью 67

Управление файлами и внешними устройствами 69

Защита данных и администрирование 71

Интерфейс прикладного программирования 72

Пользовательский интерфейс 74

Сетевые операционные системы 75

Функциональные компоненты сетевой ОС 78

Сетевые службы и сетевые сервисы 80

Встроенные сетевые службы и сетевые оболочки 83

Одноранговые и серверные сетевые операционные системы 84

ОС в одноранговых сетях 85

ОС в сетях с выделенными серверами 87

Требования к современным операционным системам 89

Выводы 91

Задачи и упражнения 93

Глава 3. Архитектура операционной системы 95

Ядро и вспомогательные модули ОС 96

Ядро в привилегированном режиме 100

Многослойная структура ОС 105

Аппаратная зависимость и переносимость ОС 111

Типовые средства аппаратной поддержки ОС 111

Машинно-зависимые компоненты ОС 115

Переносимость операционной системы 116

Микроядерная архитектура 119

Концепция 119

Преимущества и недостатки микроядерной архитектуры 122

Совместимость и множественные прикладные среды 125

Двоичная совместимость и совместимость исходных текстов 125

Трансляция библиотек 128

Способы реализации прикладных программных сред 129

Система виртуальных машин 133

Выводы 134

Задачи и упражнения 137

Глава 4. Процессы и потоки 139

Мультипрограммирование 139

Мультипрограммирование в системах пакетной обработки 140

Мультипрограммирование в системах разделения времени 145

Мультипрограммирование в системах реального времени 146

Мультипроцессорная обработка 148

Планирование процессов и потоков 152

Понятия «процесс» и «поток» 153

Создание процессов и потоков 159

Планирование и диспетчеризация потоков 163

Состояния потока 167

Вытесняющие и не вытесняющие алгоритмы планирования 169

Алгоритмы планирования, основанные на квантовании 174

Алгоритмы планирования, основанные на приоритетах 178

Смешанные алгоритмы планирования 183

Планирование в системах реального времени 186

Моменты перепланирования 190

Мультипрограммирование на основе прерываний 193

Назначение и типы прерываний 193

Аппаратная поддержка прерываний 196

Программные прерывания 201

Диспетчеризация и приоритезация прерываний в ОС 202

Функции централизованного диспетчера прерываний на примере ОС семейства Windows NT 205

Процедуры обработки прерываний и текущий процесс 210

Системные вызовы 212

Синхронизация процессов и потоков 217

Цели и средства синхронизации 217

Необходимость синхронизации и гонки 220

Критическая секция 223

Блокирующие переменные 224

Семафоры 228

Тупики 231

Системные синхронизирующие объекты 236

Выводы 242

Задачи и упражнения 245