操作系统前沿技术电子书

前折页

书名页

版权

出版说明

前言

第一部分 操作系统架构篇

第1章 单机操作系统

1.1 宏内核和微内核

1.2 虚拟化管理软件架构

1.2.1 虚拟化概述

1.2.2 系统虚拟化

1.2.3 NoHype架构

1.3 越来越小：定制剪裁操作系统

1.3.1 用户定制

1.3.2 应用定制

1.3.3 容器技术

1.4 可扩展性：分离式和多内核

1.4.1 可扩展性

1.4.2 分离式操作系统

1.4.3 众核操作系统

1.5 微秒级操作系统架构

1.5.1 微秒级操作系统的挑战

1.5.2 用户态协议栈架构

1.5.3 多延迟敏感应用下的系统架构

1.5.4 混合部署应用下的系统架构

1.6 异构操作系统

1.6.1 异构硬件的发展

1.6.2 异构硬件的管理

1.6.3 异构硬件的负载

1.7 实时操作系统

1.7.1 实时任务模型

1.7.2 实时调度

1.7.3 实时操作系统的优化设计

1.8 本章小结

习题

第2章 分布式与云操作系统

2.1 分布式操作系统

2.1.1 单体调度

2.1.2 两层调度

2.1.3 共享状态调度

2.1.4 分布式调度

2.2 领域专用调度系统

2.2.1 大数据管理系统

2.2.2 深度学习系统

2.3 本章小结

习题

第二部分 计算管理篇

第3章 单机计算管理

3.1 CPU程序计算过程

3.1.1 指令的执行

3.1.2 进程

3.1.3 线程

3.2 CPU时钟中断处理

3.2.1 时钟中断与定时器

3.2.2 进程调度算法

3.3 多核与多处理器

3.3.1 多核

3.3.2 多处理器与NUMA

3.3.3 多核调度

3.3.4 核心绑定

3.3.5 缓存一致性

3.4 GPU管理

3.4.1 GPU的工作原理

3.4.2 多任务共享GPU

3.4.3 虚拟化GPU

3.4.4 GPU调度

3.5 DPU管理

3.5.1 什么是DPU

3.5.2 从智能网卡到DPU

3.5.3 DPU的架构

3.5.4 DPU的数据通道

3.5.5 计算加速

3.6 异构

3.6.1 片内异构：大小核

3.6.2 节点内异构

3.7 本章小结

第4章 分布式与云计算管理

4.1 计算虚拟化

4.1.1 CPU虚拟化

4.1.2 容器

4.1.3 安全容器

4.1.4 WASM

4.2 IaaS计算管理

4.2.1 IaaS概述

4.2.2 虚拟机调度

4.2.3 计算干扰

4.2.4 混合部署

4.3 PaaS计算管理

4.3.1 从IaaS到PaaS

4.3.2 自动扩缩容

4.3.3 冷启动管理

4.3.4 中间数据传递

4.4 本章小结

第三部分 内存管理篇

第5章 单机内存管理

5.1 内存管理的基础知识

5.1.1 进程虚拟地址空间

5.1.2 内存地址翻译

5.1.3 物理内存空间管理

5.2 异构内存管理

5.2.1 NUMA架构访存

5.2.2 非易失内存

5.2.3 其他异构内存硬件

5.2.4 分层内存管理

5.2.5 跨设备访问

5.3 地址翻译加速技术

5.3.1 增加TLB命中率

5.3.2 增大TLB覆盖率

5.3.3 其他TLB优化

5.3.4 页表遍历优化

5.3.5 新型地址翻译方式

5.4 高级虚存管理

5.4.1 TLB一致性

5.4.2 物理内存管理

5.4.3 虚拟内存衍生功能

5.5 本章小结

习题

第6章 分布式与云内存管理

6.1 分布式共享内存

6.1.1 缓存一致性

6.1.2 内存一致性

6.1.3 分布式共享内存系统实例

6.2 内存池化

6.2.1 基本概念

6.2.2 快速通信技术

6.2.3 内存池访问接口

6.2.4 容错设计

6.3 内存虚拟化

6.3.1 内存虚拟化机制

6.3.2 面向虚拟化的地址翻译技术

6.3.3 内存资源隔离机制

6.3.4 实例：VMware ESX Server虚拟内存管理

6.4 本章小结

习题

第四部分 存储管理篇

第7章 单机存储管理

7.1 文件系统的基础知识

7.1.1 文件和目录

7.1.2 磁盘布局管理

7.1.3 I/O栈

7.1.4 日志和可靠性

7.1.5 日志结构布局

7.2 新型存储设备

7.2.1 现有固态硬盘的问题

7.2.2 新型固态硬盘的发展

7.2.3 新型非易失存储器的发展

7.2.4 新型存储设备对文件系统的影响

7.3 异构存储设备管理

7.3.1 异构存储设备架构

7.3.2 数据冷热识别

7.3.3 基于异构存储的缓存技术

7.3.4 基于异构存储的文件系统

7.4 基于新型存储设备的文件系统

7.4.1 面向高速设备的I/O栈

7.4.2 元数据扩展性

7.4.3 用户态文件系统

7.4.4 设备内文件系统

7.4.5 计算下放与I/O栈重构

7.5 本章小结

习题

第8章 分布式与云存储管理

8.1 集群存储技术

8.1.1 存储区域网络技术

8.1.2 网络连接存储技术

8.2 分布式存储管理

8.2.1 分布式存储系统的架构

8.2.2 数据分片与放置

8.2.3 数据可靠性保证

8.2.4 元数据管理

8.2.5 实例：开源分布式对象存储系统Ceph

8.3 云存储管理

8.3.1 存算分离架构

8.3.2 云存储的服务质量管理

8.3.3 云存储的发展趋势

8.4 本章小结

习题

后折页