Архитектура операционной системы UNIX

Maurice J. Bach. Перевод с английского к.т.н. Крюкова А.В.

---

• ПРЕДИСЛОВИЕ
• ГЛАВА 1. ОБЩИЙ ОБЗОР ОСОБЕННОСТЕЙ СИСТЕМЫ
  • 1.1 ИСТОРИЯ
  • 1.2 СТРУКТУРА СИСТЕМЫ
  • 1.3 ОБЗОР С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
    • 1.3.1 Файловая система
    • 1.3.2 Среда выполнения процессов
    • 1.3.3 Элементы конструкционных блоков
  • 1.4 ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
  • 1.5 ПРЕДПОЛАГАЕМАЯ АППАРАТНАЯ СРЕДА
    • 1.5.1 Прерывания и особые ситуации
    • 1.5.2 Уровни прерывания процессора
    • 1.5.3 Распределение памяти
  • 1.6 ВЫВОДЫ
• ГЛАВА 2. ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ ЯДРА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
  • 2.1 АРХИТЕКТУРА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ UNIХ
  • 2.2 ВВЕДЕНИЕ В ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМЫ
    • 2.2.1 Обзор особенностей подсистемы управления файлами
    • 2.2.2 Процессы
  • 2.3 СТРУКТУРЫ ДАННЫХ ЯДРА
  • 2.4 УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ
  • 2.5 ВЫВОДЫ И ОБЗОР ПОСЛЕДУЮЩИХ ГЛАВ
  • 2.6 УПРАЖНЕНИЯ
• ГЛАВА 3. БУФЕР СВЕРХОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ (КЕШ)
  • 3.1 ЗАГОЛОВКИ БУФЕРА
  • 3.2 СТРУКТУРА ОБЛАСТИ БУФЕРОВ (БУФЕРНОГО ПУЛА)
  • 3.3 МЕХАНИЗМ ПОИСКА БУФЕРА
  • 3.4 ЧТЕНИЕ И ЗАПИСЬ ДИСКОВЫХ БЛОКОВ
  • 3.5 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕУДОБСТВА БУФЕРНОГО КЕША
  • 3.6 ВЫВОДЫ
  • 3.7 УПРАЖНЕНИЯ
• ГЛАВА 4. ВНУТРЕННЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ФАЙЛОВ
  • 4.1 ИНДЕКСЫ
    • 4.1.1 Определение
    • 4.1.2 Обращение к индексам
    • 4.1.3 Освобождение индексов
  • 4.2 СТРУКТУРА ФАЙЛА ОБЫЧНОГО ТИПА
  • 4.3 КАТАЛОГИ
  • 4.4 ПРЕВРАЩЕНИЕ СОСТАВНОГО ИМЕНИ ФАЙЛА (ПУТИ ПОИСКА) В ИДЕНТИФИКАТОР ИНДЕКСА
  • 4.5 СУПЕРБЛОК
  • 4.6 НАЗНАЧЕНИЕ ИНДЕКСА НОВОМУ ФАЙЛУ
  • 4.7 ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСКОВЫХ БЛОКОВ
  • 4.8 ДРУГИЕ ТИПЫ ФАЙЛОВ
  • 4.9 ВЫВОДЫ
  • 4.10 УПРАЖНЕНИЯ
• ГЛАВА 5. СИСТЕМНЫЕ ОПЕРАЦИИ ДЛЯ РАБОТЫ С ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМОЙ
  • 5.1 OPEN
  • 5.2 READ
  • 5.3 WRIТЕ
  • 5.4 ЗАХВАТ ФАЙЛА И ЗАПИСИ
  • 5.5 УКАЗАНИЕ МЕСТА В ФАЙЛЕ, ГДЕ БУДЕТ ВЫПОЛНЯТЬСЯ ВВОД-ВЫВОД - LSEEК
  • 5.6 CLOSЕ
  • 5.7 СОЗДАНИЕ ФАЙЛА
  • 5.8 СОЗДАНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ ФАЙЛОВ
  • 5.9 СМЕНА ТЕКУЩЕГО И КОРНЕВОГО КАТАЛОГА
  • 5.10 СМЕНА ВЛАДЕЛЬЦА И РЕЖИМА ДОСТУПА К ФАЙЛУ
  • 5.11 STAT И FSTАТ
  • 5.12 КАНАЛЫ
    • 5.12.1 Системная функция pipе
    • 5.12.2 Открытие поименованного канала
    • 5.12.3 Чтение из каналов и запись в каналы
    • 5.12.4 Закрытие каналов
    • 5.12.5 Примеры
  • 5.13 DUР
  • 5.14 МОНТИРОВАНИЕ И ДЕМОНТИРОВАНИЕ ФАЙЛОВЫХ СИСТЕМ
    • 5.14.1 Пересечение точек монтирования в маршрутах поиска имен файлов
    • 5.14.2 Демонтирование файловой системы
  • 5.15 LINК
  • 5.16 UNLINК
    • 5.16.1 Целостность файловой системы
    • 5.16.2 Поводы для конкуренции
  • 5.17 АБСТРАКТНЫЕ ОБРАЩЕНИЯ К ФАЙЛОВЫМ СИСТЕМАМ
  • 5.18 СОПРОВОЖДЕНИЕ ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫ
  • 5.19 ВЫВОДЫ
  • 5.20 УПРАЖНЕНИЯ
• ГЛАВА 6. СТРУКТУРА ПРОЦЕССОВ
  • 6.1 СОСТОЯНИЯ ПРОЦЕССА И ПЕРЕХОДЫ МЕЖДУ НИМИ
  • 6.2 ФОРМАТ ПАМЯТИ СИСТЕМЫ
    • 6.2.1 Области
    • 6.2.2 Страницы и таблицы страниц
    • 6.2.3 Размещение ядра
    • 6.2.4 Пространство процесса
  • 6.3 КОНТЕКСТ ПРОЦЕССА
  • 6.4 СОХРАНЕНИЕ КОНТЕКСТА ПРОЦЕССА
    • 6.4.1 Прерывания и особые ситуации
    • 6.4.2 Взаимодействие с операционной системой через вызовы системных функций
    • 6.4.3 Переключение контекста
    • 6.4.4 Сохранение контекста на случай аварийного завершения
    • 6.4.5 Копирование данных между адресным пространством системы и адресным пространством задачи
  • 6.5 УПРАВЛЕНИЕ АДРЕСНЫМ ПРОСТРАНСТВОМ ПРОЦЕССА
    • 6.5.1 Блокировка области и снятие блокировки
    • 6.5.2 Выделение области
    • 6.5.3 Присоединение области к процессу
    • 6.5.4 Изменение размера области
    • 6.5.5 Загрузка области
    • 6.5.6 Освобождение области
    • 6.5.7 Отсоединение области от процесса
    • 6.5.8 Копирование содержимого области
  • 6.6 ПРИОСТАНОВКА ВЫПОЛНЕНИЯ
    • 6.6.1 События, вызывающие приостанов выполнения, и их адреса
    • 6.6.2 Алгоритмы приостанова и возобновления выполнения
  • 6.7 ВЫВОДЫ
  • 6.8 УПРАЖНЕНИЯ
• ГЛАВА 7. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ
  • 7.1 СОЗДАНИЕ ПРОЦЕССА
  • 7.2 СИГНАЛЫ
    • 7.2.1 Обработка сигналов
    • 7.2.2 Группы процессов
    • 7.2.3 Посылка сигналов процессами
  • 7.3 ЗАВЕРШЕНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССА
  • 7.4 ОЖИДАНИЕ ЗАВЕРШЕНИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССА
  • 7.5 ВЫЗОВ ДРУГИХ ПРОГРАММ
  • 7.6 КОД ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ПРОЦЕССА
  • 7.7 ИЗМЕНЕНИЕ РАЗМЕРА ПРОЦЕССА
  • 7.8 КОМАНДНЫЙ ПРОЦЕССОР SHELL
  • 7.9 ЗАГРУЗКА СИСТЕМЫ И НАЧАЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС
  • 7.10 ВЫВОДЫ
  • 7.11 УПРАЖНЕНИЯ
• ГЛАВА 8. ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ И ЕЕ ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
  • 8.1 ПЛАНИРОВАНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССОВ
    • 8.1.1 Алгоритм
    • 8.1.2 Параметры диспетчеризации
    • 8.1.3 Примеры диспетчеризации процессов
    • 8.1.4 Управление приоритетами
    • 8.1.5 Планирование на основе справедливого раздела
    • 8.1.6 Работа в режиме реального времени
  • 8.2 СИСТЕМНЫЕ ОПЕРАЦИИ, СВЯЗАННЫЕ СО ВРЕМЕНЕМ
  • 8.3 ТАЙМЕР
    • 8.3.1 Перезапуск часов
    • 8.3.2 Внутренние системные тайм-ауты
    • 8.3.3 Построение профиля
    • 8.3.4 Учет и статистика
    • 8.3.5 Поддержание времени в системе
  • 8.4 ВЫВОДЫ
  • 8.5 УПРАЖНЕНИЯ
• ГЛАВА 9. АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПАМЯТЬЮ
  • 9.1 СВОПИНГ
    • 9.1.1 Управление пространством на устройстве выгрузки
    • 9.1.2 Выгрузка процессов
    • 9.1.3 Загрузка (подкачка) процессов
  • 9.2 ПОДКАЧКА ПО ЗАПРОСУ
    • 9.2.1 Структуры данных, используемые подсистемой замещения страниц
    • 9.2.2 "Сборщик" страниц
    • 9.2.3 Отказы при обращениях к страницам
    • 9.2.4 Замещение страниц на менее сложной технической базе
  • 9.3 СИСТЕМА СМЕШАННОГО ТИПА СО СВОПИНГОМ И ПОДКАЧКОЙ ПО ЗАПРОСУ
  • 9.4 ВЫВОДЫ
  • 9.5 УПРАЖНЕНИЯ
• ГЛАВА 10. ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВВОДОМ-ВЫВОДОМ
  • 10.1 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДРАЙВЕРОВ С ПРОГРАММНОЙ И АППАРАТНОЙ СРЕДОЙ
    • 10.1.1 Конфигурация системы
    • 10.1.2 Системные функции и взаимодействие с драйверами
    • 10.1.3 Программы обработки прерываний
  • 10.2 ДИСКОВЫЕ ДРАЙВЕРЫ
  • 10.3 ТЕРМИНАЛЬНЫЕ ДРАЙВЕРЫ
    • 10.3.1 Символьные списки
    • 10.3.2 Терминальный драйвер в каноническом режиме
    • 10.3.3 Терминальный драйвер в режиме без обработки символов
    • 10.3.4 Опрос терминала
    • 10.3.5 Назначение операторского терминала
    • 10.3.6 Драйвер косвенного терминала
    • 10.3.7 Вход в систему
  • 10.4 ПОТОКИ
    • 10.4.1 Более детальное рассмотрение потоков
    • 10.4.2 Анализ потоков
  • 10.5 ВЫВОДЫ
  • 10.6 УПРАЖНЕНИЯ
• ГЛАВА 11. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРОЦЕССОВ
  • 11.1 ТРАССИРОВКА ПРОЦЕССОВ
  • 11.2 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРОЦЕССОВ В ВЕРСИИ V СИСТЕМЫ
    • 11.2.1 Сообщения
    • 11.2.2 Разделение памяти
    • 11.2.3 Семафоры
    • 11.2.4 Общие замечания
  • 11.3 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В СЕТИ
  • 11.4 ГНЕЗДА
  • 11.5 ВЫВОДЫ
  • 11.6 УПРАЖНЕНИЯ
• ГЛАВА 12. МНОГОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ
  • 12.1 ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С МНОГОПРОЦЕССОРНЫМИ СИСТЕМАМИ
  • 12.2 ГЛАВНЫЙ И ПОДЧИНЕННЫЙ ПРОЦЕССОРЫ
  • 12.3 СЕМАФОРЫ
    • 12.3.1 Определение семафоров
    • 12.3.2 Реализация семафоров
    • 12.3.3 Примеры алгоритмов
  • 12.4 СИСТЕМА TUNIS
  • 12.5 УЗКИЕ МЕСТА В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ
  • 12.6 УПРАЖНЕНИЯ
• ГЛАВА 13. РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ
  • 13.1 ПЕРИФЕРИЙНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ
  • 13.2 СВЯЗЬ ТИПА NEWCASTLЕ
  • 13.3 "ПРОЗРАЧНЫЕ" РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ФАЙЛОВЫЕ СИСТЕМЫ
  • 13.4 РАСПРЕДЕЛЕННАЯ МОДЕЛЬ БЕЗ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ
  • 13.5 ВЫВОДЫ
  • 13.6 УПРАЖНЕНИЯ
• ПРИЛОЖЕНИЕ. СИСТЕМНЫЕ ОПЕРАЦИИ
• БИБЛИОГРАФИЯ

THE DESIGN OF THE UNIX OPERATING SYSTEM by Maurice J. Bach

(Перевод с английского к.т.н. Крюкова А.В.)

Copyright 1986 Корпорация Bell Telephone Laboratories.

Издано корпорацией Prentice-Hall.

Отделение Simon & Schuster

Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси 07632

Серия книг по программному обеспечению издательства Prentice Hall.

Консультант Брайан В. Керниган

Настоящее издание предназначено для распространения в тех странах, которые получили на это право от корпорации Prentice-Hall International. Не подлежит вывозу и распространению в США, Мексике и Канаде.

UNIX - зарегистрированная торговая марка корпорации AT&T. DEC, PDP и VAX - торговые марки корпорации Digital Equipment Corp. Series 32000 - торговая марка корпорации National Semiconductor Corp. Ada - зарегистрированная торговая марка правительства США (Ada Joint Program Office). UNIVAC - торговая марка корпорации Sperry Corp.

В процессе подготовки книги ее автором и издателем было приложено немало усилий. Эти усилия были связаны с проведением теоретических разработок и исследований и с всесторонней проверкой действенности теоретических выкладок и программ. Автор и издатель не дают никаких гарантий, как ясно выраженных, так и подразумевающихся, относительно включенных в книгу программ и документации. Автор и издатель не отвечают за случайные или производные неполадки, возникающие в связи или в результате установки, выполнения или использования этих программ.

Все права сохраняются. Запрещается воспроизведение отдельных частей книги без письменного разрешения издателя.

---

---