Rozdział 1. 1.1.Co robią systemy operacyjne? 4 1.2.Organizacja systemu komputerowego 8 1.3.Architektura systemu komputerowego 19 1.4.Działania systemu operacyjnego 27 1.5.Zarządzanie zasobami 35 1.6.Ochrona i bezpieczeństwo 41 1.7.Wirtualizacja 43 1.8.Systemy rozproszone 45 1.9.Struktury danych jądra 47 1.10.Środowiska obliczeniowe 51 1.11.Wolne systemy operacyjne i systemy o otwartym kodzie 60 Rozdział 2. Struktury systemów operacyjnych 75 2.1.Usługi systemu operacyjnego 76 2.2.Interfejs użytkownika z systemem operacyjnym 78 2.3.Wywołania systemowe 83 2.4.Usługi systemowe 98 2.5.Konsolidatory i ładowacze 100 2.6.Dlaczego aplikacje zależą od systemu operacyjnego 103 2.7.Projektowanie i implementowanie systemów operacyjnych 105 2.8.Struktura systemu operacyjnego 108 2.9.Budowanie i rozruch systemu operacyjnego 121 2.10.Usuwanie błędów z systemu operacyjnego 126 CZĘŚĆ 2 ZARZĄDZANIE PROCESAMI Rozdział 3. Procesy 139 3.1.Koncepcja procesu 140 3.2.Planowanie procesów 146 3.3.Działania na procesach 152 3.4.Komunikacja międzyprocesowa (IPC) 161 3.5.IPC w systemach z pamięcią dzieloną 163 3.6.IPC w systemach z przekazywaniem komunikatów 166 3.7.Przykłady systemów IPC 171 3.8.Komunikaq'a w systemach klient-serwer 186 Rozdział 4. Wątki i współbieżność 201 4.1.Programowanie wielordzeniowe 205 4.2.Modele wielowątkowości 209 4.3.Biblioteki wątków 212 4.4.Wątkowość niejawna 221 4.5.Problemy wątkowości 234 4.6.Przykłady systemów operacyjnych 242 Rozdział 5. Planowanie przydziału CPU (jednostki centralnej) 249 5.1.Kryteria planowania 255 5.2.Algorytmy planowania 257 5.3.Planowanie wątków 271 5.4.Planowanie wieloprocesorowe 274 5.5.Planowanie CPU w czasie rzeczywistym 283 5.6.Przykłady systemów operacyjnych 293 5.7.Ocena algorytmów 304 CZĘŚĆ 3 SYNCHRONIZACJA PROCESÓW Rozdział 6. Narzędzia synchronizacji 319 6.1.Problem sekcji krytycznej 322 6.2.Rozwiązanie Petersona 325 6.3.Sprzętowe środki synchronizaq'i 328 6.4.Blokady muteksowe 335 6.5.Semafory 337 6.6.Monitory 341 6.7.Żywotność 349 6.8.Ocena 351 Rozdział 7. Przykłady synchronizacji 359 7.1.Klasyczne problemy synchronizacji 360 7.2.Synchronizacja w jądrze 367 7.3.Synchronizacja POSIX-owa 371 7.4.Synchronizacja w Javie 375 7.5.Podejścia alternatywne 383 Rozdział 8. Zakleszczenia 391 8.1.Model systemu 392 8.2.Zakleszczenie w aplikacjach wielowątkowych 394 8.3.Charakterystyka zakleszczenia 397 8.4.Metody postępowania z zakleszczeniami 401 8.5.Zapobieganie zakleszczeniom 403 8.6.Unikanie zakleszczeń 406 8.7.Wykrywanie zakleszczenia 414 8.8.Likwidowanie zakleszczenia 420 CZĘŚĆ 4 ZARZĄDZANIE ZASOBAMI PAMIĘCI Rozdział 9. Pamięć główna (operacyjna) 431 9.1.Przydział ciągły pamięci 440 9.2.Stronicowanie 445 9.3.Struktura tablicy stron 458 9.4.Wymiana 465 9.5.Przykład: 32- i 64-bitowe architektury Intela 468 9.6.Przykład - architektura ARMv8 472 Rozdział 10. Pamięć wirtualna 481 10.1.Stronicowanie na żądanie 485 10.2.Kopiowanie przy zapisie 493 10.3.Zastępowanie stron 495 10.4.Przydział ramek 510 10.5.Szamotanie 518 10.6.Kompresja pamięci 526 10.7.Przydział pamięci dla jądra 527 10.8.Inne rozważania 532 10.10.Przykłady z systemów operacyjnych 540 CZĘŚĆ 5 ZARZĄDZANIE PAMIĘCIĄ MASOWĄ Rozdział 11. Struktura pamięci masowej 555 11.1.Przegląd struktur pamięci masowej 556 11.2.Planowanie dysków twardych (HDD) 566 11.3.Planowanie nieruchomych urządzeń pamięci (NVM) 571 11.4.Wykrywanie i korygowanie błędów 573 11.5.Zarządzanie urządzeniami pamięci masowej 574 11.6.Zarządzanie obszarem wymiany 580 11.7.Podłączanie pamięci masowej 583 11.8.Struktury RAID 588 Rozdział 12. Systemy wejścia-wyjścia 611 12.1.Sprzęt wejścia-wyjścia 612 12.2.Użytkowy interfejs wejścia-wyjścia 626 12.3.Podsystem wejścia-wyjścia w jądrze 635 12.4.Przekształcanie zamówień wejścia-wyjścia na operacje sprzętowe 647 12.5.Strumienie (STREAMS) 650 12.6.Wydajność 652 CZĘŚĆ 6 SYSTEM PLIKÓW Rozdział 13. Interfejs systemu plików 663 13.1.Pojęcie pliku 664 13.2.Metody dostępu 676 13.3.Struktura katalogowa 680 13.4.Ochrona 691 13.5.Pliki odwzorowane w pamięci 697 Rozdział 14. Implementacja systemu plików 707 14.1.Budowa systemu plików 708 14.2.Operacje systemu plików 711 14.3.Implementacja katalogu 715 14.4.Metody przydziału 716 14.5.Zarządzanie wolną przestrzenią 727 14.6.Wydajność i osiągi 731 14.7.Rekonstrukcja 737 14.8.Przykład - system plików WAFL 742 Rozdział 15. Wewnętrzna organizacja systemów plików 751 15.1.Systemy plików 751 15.2.Montowanie systemu plików 753 15.3.Partycje i montowanie 756 15.4.Dzielenie plików 758 15.5.Wirtualne systemy plików 759 15.6.Zdalne systemy plików 761 15.7.Semantyka spójności 766 15.8.NFS 767 CZĘŚĆ 7 BEZPIECZEŃSTWO I OCHRONA Rozdział 16. Bezpieczeństwo 781 16.1.Zagadnienie bezpieczeństwa 782 16.2.Zagrożenia programowe 787 16.3.Zagrożenia systemowe i sieciowe 798 16.4.Kryptografia jako narzędzie bezpieczeństwa 802 16.5.Uwierzytelnianie użytkownika 816 16.6.Realizacja obrony bezpieczeństwa 822 16.7.Przykład - Windows 10 834 Rozdział 17. Ochrona 841 17.1.Cele ochrony 841 17.2.Podstawy ochrony 843 17.3.Pierścienie ochrony 844 17.4.Domena ochrony 847 17.5.Macierz dostępów 851 17.6.Implementacja macierzy dostępów 856 17.7.Cofanie praw dostępu 860 17.8.Kontrolowanie dostępu według ról 861 17.9.Obligatoryjne kontrolowanie dostępu (MAC) 862 17.10.Systemy oparte na uprawnieniach 864 17.11.Inne metody ulepszania ochrony 866 17.12.Ochrona na poziomie języka 870 CZĘŚĆ 8 TEMATY ZAAWANSOWANE Rozdział 18. Maszyny wirtualne 885 18.1. Rys historyczny 888 18.2.Korzyści i własności 889 18.3.Elementy konstrukcyjne 892 18.4.Rodzaje maszyn wirtualnych i ich implementacje 900 18.5.Wirtualizacja a komponenty systemu operacyjnego 908 18.6.Przykłady 917 18.7.Badania wirtualizaq'i 920 Rozdział 19. Sieci i systemy rozproszone 925 19.1.Zalety systemów rozproszonych 926 19.2.Struktura sieci 928 19.3.Struktura komunikacyjna 932 19.4.Sieciowe i rozproszone systemy operacyjne 945 19.5.Zagadnienia projektowe w systemach rozproszonych 950 19.6.Rozproszone systemy plików (DFS) 955 19.7.Nazewnictwo i przezroczystość DFS 960 19.8.Zdalny dostęp do plików 964 19.9.Końcowe przemyślenia dotyczące rozproszonych systemów plików 969 CZĘŚĆ 9 PRZYKŁADY KONKRETNYCH SYSTEMÓW Rozdział 20. System Linux 979 20.1.Historia Linuxa 980 20.2.Podstawy projektu 986 20.3.Moduły jądra 989 20.4.Zarządzanie procesami 993 20.5.Planowanie 998 20.6.Zarządzanie pamięcią 1004 20.7.Systemy plików 1015 20.8.Wejście i wyjście 1023 20.9.Komunikacja międzyprocesowa 1026 20.10.Struktura sieci 1028 20.11.Bezpieczeństwo 1031 Rozdział 21. Windows 10 1045 21.1.Historia 1046 21.2.Podstawy projektu 1051 21.3.Elementy systemu 1069 21.4.Usługi terminalowe i szybkie przełączanie użytkowników 1117 21.5.System plików 1118 21.6.Praca sieciowa 1125 21.7.Interfejs programisty 1131 CZĘŚĆ 10 DODATKI Dodatek A. Wpływowe systemy operacyjne 1153 A.l. Wędrówka cech 1154 A.2. Wczesne systemy 1155 A.3. Atlas 1164 A.4. XDS-940 1165 A.5. THE 1166 A.6. RC4000 1166 A.7. CTSS 1168 A.8. MULTICS 1168 A.9. IBM OS/360 1169 A.10. TOPS-20 1171 ATI. CP/M i MS-DOS 1171 A.12. Systemy operacyjne Macintosh i Windows 1172 A. 13. Mach 1173 A.14. Systemy oparte na uprawnieniach: Hydra i CAP 1175 A.15. Inne systemy 1178 Dodatek B. Windows 7 1183 B.l. Historia 1184 B.2. Podstawy projektu 1186 B.3. Elementy systemu 1195 B.4. Usługi terminalowe i szybkie przełączanie użytkowników 1227 B.5. System plików 1228 B.6. Praca sieciowa 1237 B.7. Interfejs programisty 1243 Dodatek C. BSDUNDC 1257 Cl. Historia UNIX-a 1257 C.2. Podstawy projektu 1264 C.3. Interfejs programisty 1266 C.4. Interfejs użytkownika 1276 C.5. Zarządzanie procesami 1281 C.6. Zarządzanie pamięcią 1286 C.7. System plików 1289 C.8. System wejścia-wyjścia 1300 C.9. Komunikacja międzyprocesowa 1304 Dodatek D. System Mach 1313 D.l. Historia systemu Mach 1314 D.2. Podstawy projektu 1315 D.3. Elementy systemu 1316 D.4. Zarządzanie procesami 1320 D.5. Komunikacja międzyprocesowa 1327 D.6. Zarządzanie pamięcią 1334 D.7. Interfejs programisty 1340