Принципы проектирования и организации ОС

Современные компьютерные технологии обычно допускают, что пользователь имеет дело с коробочным ПО, при этом он не располагает документацией, позволяющей формировать системные представления об используемом продукте, а без этого принципиально невозможно добиться эффективной эксплуатации соответствующих программ. Подобное обстоятельство в достаточной мере подтверждает актуальность данной книги, содержащей среди прочего системные знания по архитектуре ОС. Очень удачно, что книга начинается с обзора вычислительных и операционных систем, который не только вводит читателя в мир современных компьютерных архитектур, но и дает развернутое представление NT и Unix.

Внутренние процессы вычислительной системы, которыми собственно и управляет ОС, детально анализируются во второй части книги: к ним отнесены потоки заданий, симметричная многопроцессорная обработка архитектуры и микроядра. Кроме того, здесь рассматриваются вопросы управления параллельно выполняемыми процессами. Третья часть книги содержит обзор возможностей управления памятью системы. Различные подходы к процессам планирования ресурсов обсуждаются в четвертой части, в которой основное внимание уделено различным режимам обработки: потоки, симметричная обработка на нескольких процессорах, реальное время. Следующая часть посвящена проблемам управления вводом/выводом и файлами. Специальное внимание автор уделяет обращениям к дисковой памяти, как ключевой характеристике любой ОС, и отдельная глава посвящена обзору файловых систем.

Специальная часть книги содержит разбор основных тенденций развития ОС, вызванных прогрессом в сетевых технологиях: особенности обработки протоколов TCP/IP, поддержка клиент/серверной платформы и кластеров. В эту же главу входят материалы по распределенным ОС. Проблемы компьютерной и сетевой безопасности, решаемые средствами ОС, рассматриваются в последней части книги: угрозы нарушения безопасности и механизмы борьбы с ними - сохранение целостности системы, обеспечение секретности и доступности данных вычислительной системы.

Завершающие книгу пять приложений имеют опосредованное отношение к предмету. Вместе с тем трудно себе представить любой проектный или технологический анализ, связанный с операционной системой, без необходимости обратиться к анализу очередей. Читатель не только найдет сведения по основным моделям очередей, но и получит знания о том, как их рассчитывать. Распространение объектно-ориентированного подхода в программировании заставило разработчиков ОС учитывать необходимость управления соответствующими программами, СУБД и хранилищами. В приложении, посвященном объектно-ориентированной парадигме в ОС, рассматривается концепция распределенных объектно-ориентированных вычислений (DOC) и даются описания основных технологических решений для платформы Wintel: OMG, CORBA, RMI и DCOM.

Повышение требований к скорости и качеству разработки программ оказывает влияние на требования по поддержке этого процесса. Так возникают ОС проектов (OSP), конкурентный интерпретатор Бен-Ари (BACI), поддерживающий бинарные и вычислимые семафоры и мониторы. Другую возможность предоставляет операционная система Nachos, работающая как Unix-процесс и позволяющая моделировать реальную среду разработки, включая ОС и аппаратную платформу. Специальные приложения посвящены системам OSP и BACI, где можно найти, в частности, функциональные схемы, а также блок-схемы и примеры программ.

Каждая глава снабжена набором задач, позволяющих глубже усвоить содержание, а в приложения к главам вынесены материалы, требующие привлечения дополнительного вычислительного аппарата. Таким же проблемам, но имеющим значение сразу для нескольких частей, посвящены дополнения в конце книги.