《openEuler作業系統（第2版）》是2022年清華大學出版社出版的圖書，作者是任炬、張堯學。
基本介紹
- 中文名： openEuler作業系統（第2版）
- 作者：任炬、張堯學
- 出版時間：2022年
- 出版社： 清華大學出版社
- ISBN： 9787302602941
- 定價：109 元
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書是一部系統解析作業系統原理及 openEuler核心技術的著作。為便於讀者高效學習,本書結合
openEuler中的實現代碼,詳細介紹作業系統的基本原理和核心技術。全書分為12章:第1章介紹操作系
統的基本概念、發展歷史、基本功能、設計目標、主流作業系統、發展趨勢,以及 openEuler作業系統;第2
章介紹鯤鵬處理器的體系架構、CPU 編程模型、CPU 訪存原理,以及鯤鵬處理器與openEuler;第3章介紹
進程的概念、進程的描述、進程的控制、系統調用、進程切換及執行緒;第4章介紹調度性能指標、常見的調度
算法、多核調度及 CFS調度;第5章介紹虛擬記憶體、分頁機制、地址轉換加速機制、多級頁表及物理記憶體擴
充機制;第6章介紹互斥與鎖、自旋鎖、同步與信號量、共享記憶體、訊息傳遞等機制及記憶體屏障技術;第7
章介紹檔案系統的基本實現、I/O 性能最佳化、崩潰一致性及虛擬檔案系統;第8章介紹 TCP/IP協定棧、
openEuler的網路子系統架構、網卡驅動程式、套接字、數據的傳輸路徑及新型網路加速技術;第9章介紹
虛擬機監視器的基本概念和基本任務、openEuler的虛擬化平台———StratoVirt;第10章介紹容器的基本
原理與構建過程及華為容器引擎iSulad;第11章介紹可信計算相關知識、可信平台模組規範、系統啟動路
徑及openEuler的可信啟動實現技術;第12章介紹 A-Tune的基本原理及其智慧型決策和自動調優兩個核
心模組的關鍵技術。
本書適合作為廣大高校計算機專業作業系統課程的教輔教材,也可以作為作業系統核心開發者的自
學參考用書。
圖書目錄
CONTENTS
目錄
第1章作業系統概述00
1.1作業系統的基本概念00
1.2作業系統的發展歷史00
1.2.1手工操作時代00
1.2.2批處理系統00
1.2.3多道程式系統00
1.2.4分時作業系統00
1.2.5實時作業系統00
1.3作業系統的基本功能00
1.4作業系統的設計目標00
1.5主流的作業系統0
1.5.1終端作業系統0
1.5.2伺服器作業系統0
1.6作業系統的發展趨勢0
1.6.1微核心0
1.6.2庫作業系統0
1.6.3外核心0
1.6.4多核心0
1.6.5離散化核心0
1.7openEuler作業系統簡介0
本章小結0
第2章鯤鵬處理器0
2.1鯤鵬處理器概述0
2.2體系架構0
2.3CPU編程模型0
2.3.1中斷與異常0
2.3.2異常級別0
2.3.3暫存器0
2.3.4指令集0
2.4CPU訪存原理0
2.4.1存儲器的層次結構0
2.4.2記憶體0
2.4.3記憶體管理單元0
2.5鯤鵬處理器與openEuler0
本章小結0
第3章進程與執行緒0
3.1進程的概念0
3.1.1程式： 從原始碼到執行0
3.1.2程式的並發執行與進程抽象0
3.2進程的描述0
3.2.1進程控制塊0
3.2.2進程狀態0
3.3進程的控制 0
3.3.1進程控制原語0
3.3.2進程創建0
3.3.3程式裝載0
3.3.4進程終止0
3.3.5openEuler中的進程樹0
3.4系統調用0
3.4.1基本概念0
3.4.2系統調用的實現0
3.5進程切換 0
3.5.1基本原理0
3.5.2進程切換過程0
3.6執行緒0
3.6.1基本概念0
3.6.2執行緒模型0
3.6.3openEuler中執行緒的實現0
本章小結0
第4章CPU調度0
4.1調度性能指標0
4.2常見的調度算法0
4.2.1先進先出0
4.2.2最短進程優先
4.2.3輪轉調度
4.2.4優先權調度
4.3多核調度
4.3.1多核調度的背景
4.3.2多核調度策略
4.4CFS調度
4.4.1調度策略和進程類別
4.4.2調度類
4.4.3調度佇列和調度實體
4.4.4CFS調度策略
4.4.5調度過程
本章小結
第5章記憶體管理
5.1記憶體訪問： 從直接到間接
5.1.1程式中的記憶體訪問
5.1.2虛擬記憶體
5.2分頁
5.2.1基本思想
5.2.2空閒頁框管理
5.2.3地址轉換
5.2.4記憶體訪問控制
5.3更快的地址轉換
5.3.1TLB與局部性原理
5.3.2TLB結構
5.3.3TLB替換
5.4更小的頁表
5.4.1多級頁表
5.4.2openEuler中的多級頁表
5.4.3標準大頁
5.5物理記憶體擴充
5.5.1請求調頁
5.5.2交換空間
5.5.3openEuler中頁交換的實現
5.5.4頁置換策略
本章小結
第6章執行緒/進程間通信
6.1互斥與鎖
6.1.1競態條件
6.1.2原子性與互斥
6.1.3互斥的實現： 控制中斷
6.1.4互斥的實現： 鎖
6.2自旋鎖
6.2.1基本思想
6.2.2Qspinlock
6.2.3NUMAAware Qspinlock
6.3同步與信號量
6.3.1基本思想
6.3.2信號量的實現
6.3.3生產者與消費者問題
6.4共享記憶體
6.4.1基本思想
6.4.2共享記憶體的實現
6.5訊息傳遞
6.5.1基本思想
6.5.2訊息傳遞的實現
6.6記憶體屏障
6.6.1現代CPU對程式執行的影響
6.6.2記憶體屏障指令
6.6.3記憶體順序模型
6.6.4openEuler中記憶體屏障的套用
本章小結
第7章檔案系統
7.1檔案系統概述
7.1.1硬體基礎
7.1.2檔案系統中的基本概念
7.1.3openEuler中的檔案系統
7.1.4Ext4檔案系統的發展歷程
7.2檔案系統的基本實現
7.2.1數據結構及其磁碟布局
7.2.2檔案的讀取和寫入
7.3I/O性能最佳化
7.3.1快取與緩衝
7.3.2多級索引與Extent
7.4崩潰一致性
7.4.1簡介
7.4.2檔案系統檢查器
7.4.3日誌
7.5虛擬檔案系統
7.5.1簡介
7.5.2數據結構
本章小結
第8章跨機器通信
8.1計算機網路
8.1.1簡介
8.1.2TCP/IP協定棧
8.2網路子系統
8.2.1硬體視角
8.2.2軟體視角
8.3網卡驅動程式
8.3.1簡介
8.3.2驅動程式的註冊與註銷
8.3.3設備初始化
8.3.4設備的打開與關閉
8.4套接字
8.4.1簡介
8.4.2Socket的連線
8.4.3數據的傳輸
8.5數據的傳輸路徑
8.5.1數據報文收發的整體流程
8.5.2接收報文的第一階段： NIC→Rx ring
8.5.3接收報文的第二階段： Rx ring→sk_buff
8.5.4接收報文的第三階段： sk_buff→進程
8.6新型網路加速技術
8.6.1RDMA
8.6.2DPDK
8.6.3智慧型網卡
8.6.4SDN
本章小結
第9章系統虛擬化
9.1虛擬機監視器
9.1.1基本概念
9.1.2虛擬化的好處
9.1.3虛擬化的類型
9.2基於Linux核心的虛擬機監視器
9.2.1VHE
9.2.2QEMU
9.2.3KVM
9.2.4StratoVirt
9.2.5Libvirt
9.3CPU虛擬化
9.3.1基本思想
9.3.2虛擬機受限制的執行
9.3.3上下文切換
9.4記憶體虛擬化
9.4.1基本思想
9.4.2地址映射
9.4.3截獲訪存請求
9.5I/O虛擬化
9.5.1三個基本任務
9.5.2三種實現方式
9.6openEuler的虛擬化平台——StratoVirt
9.6.1StratoVirt的介紹
9.6.2CPU虛擬化的實現
9.6.3記憶體虛擬化的實現
9.6.4I/O虛擬化的實現
9.6.5StratoVirt的其他特性
本章小結
第10章容器
10.1容器概述
10.1.1容器的基本概念
10.1.2容器的發展歷史
10.1.3容器的套用場景
10.1.4容器引擎iSulad
10.2命名空間（namespace）
10.2.1命名空間簡介
10.2.2命名空間使用舉例
10.2.3命名空間的實現
10.3控制組(cgroups)
10.3.1cgroups簡介
10.3.2cgroups使用舉例
10.3.3cgroups的實現
10.3.4CPU子系統對CPU資源的管理
10.3.5cgroups V2
10.4容器鏡像
10.4.1容器鏡像簡介
10.4.2鏡像的構成方式和底層原理
10.4.3容器鏡像的構建模型和構建流程
10.4.4常用的鏡像構建工具
10.4.5容器鏡像的分發
10.5容器引擎iSulad原理剖析
10.5.1iSulad架構簡介
10.5.2容器與鏡像操作示例
10.5.3實現原理剖析
10.6容器集群的管理
10.6.1容器集群管理系統——Kubernetes
10.6.2雲提供商的容器集群管理平台
本章小結
第11章可信啟動
11.1可信計算
11.1.1可信計算的背景
11.1.2可信計算相關的概念
11.2可信平台模組
11.2.1TPM規範簡介
11.2.2TPM硬體模組
11.2.3TPM架構及相關組件
11.2.4命令處理流程
11.3啟動路徑與可信啟動
11.3.1BIOS與UEFI
11.3.2啟動路徑的安全挑戰
11.3.3可信啟動介紹
11.3.4openEuler的可信啟動
本章小結
第12章openEuler智慧型調優——ATune
12.1基本原理
12.2智慧型決策
12.3自動調優
本章小結
參考文獻
附錄A縮略語
