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操作系統前沿技術(電腦領域101計劃核心教材)

  • 作者：包雲崗//柴雲鵬//蔣德鈞//王卅//趙來平|責編:朱劼
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111804888
  • 出版日期：2026/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：290
人民幣：RMB 79 元      售價：元
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內容大鋼
    本書從操作系統核心組件的關鍵發展與技術演進出發，圍繞資源抽象與管理調度、同步併發與控制、內存管理系統、新型存儲設備與驅動優化、新型與分散式存儲系統等五部分，重點介紹近年來在軟體架構改變、雲化需求增加、新型硬體發展等背景下操作系統的前沿技術。讀者在學習和掌握操作系統基礎理論知識的基礎上，可通過本書進一步了解操作系統發展的新需求、新機遇和新挑戰，並結合學術界和工業界的最新工作進展，建立操作系統的技術發展前沿知識體系。
    本書既適合高校電腦及相關專業高年級本科生和研究生作為操作系統課程的教材，也適合操作系統領域的研究人員和技術人員學習。
作者介紹
包雲崗//柴雲鵬//蔣德鈞//王卅//趙來平|責編:朱劼
目錄
出版說明
前言
第一部分 操作系統架構篇
  第1章 單機操作系統
    1.1 宏內核和微內核
    1.2 虛擬化管理軟體架構
      1.2.1 虛擬化概述
      1.2.2 系統虛擬化
      1.2.3 NoHype架構
    1.3 越來越小：定製剪裁操作系統
      1.3.1 用戶定製
      1.3.2 應用定製
      1.3.3 容器技術
    1.4 可擴展性：分離式和多內核
      1.4.1 可擴展性
      1.4.2 分離式操作系統
      1.4.3 眾核操作系統
    1.5 微秒級操作系統架構
      1.5.1 微秒級操作系統的挑戰
      1.5.2 用戶態協議棧架構
      1.5.3 多延遲敏感應用下的系統架構
      1.5.4 混合部署應用下的系統架構
    1.6 異構操作系統
      1.6.1 異構硬體的發展
      1.6.2 異構硬體的管理
      1.6.3 異構硬體的負載
    1.7 實時操作系統
      1.7.1 實時任務模型
      1.7.2 實時調度
      1.7.3 實時操作系統的優化設計
    1.8 本章小結
    習題
  第2章 分散式與雲操作系統
    2.1 分散式操作系統
      2.1.1 單體調度
      2.1.2 兩層調度
      2.1.3 共享狀態調度
      2.1.4 分散式調度
    2.2 領域專用調度系統
      2.2.1 大數據管理系統
      2.2.2 深度學習系統
    2.3 本章小結
    習題
第二部分 計算管理篇
  第3章 單機計算管理
    3.1 CPU程序計算過程
      3.1.1 指令的執行
      3.1.2 進程
      3.1.3 線程
    3.2 CPU時鐘中斷處理

      3.2.1 時鐘中斷與定時器
      3.2.2 進程調度演算法
    3.3 多核與多處理器
      3.3.1 多核
      3.3.2 多處理器與NUMA
      3.3.3 多核調度
      3.3.4 核心綁定
      3.3.5 緩存一致性
    3.4 GPU管理
      3.4.1 GPU的工作原理
      3.4.2 多任務共享GPU
      3.4.3 虛擬化GPU
      3.4.4 GPU調度
    3.5 DPU管理
      3.5.1 什麼是DPU
      3.5.2 從智能網卡到DPU
      3.5.3 DPU的架構
      3.5.4 DPU的數據通道
      3.5.5 計算加速
    3.6 異構
      3.6.1 片內異構：大小核
      3.6.2 節點內異構
    3.7 本章小結
  第4章 分散式與雲計算管理
    4.1 計算虛擬化
      4.1.1 CPU虛擬化
      4.1.2 容器
      4.1.3 安全容器
      4.1.4 WASM
    4.2 IaaS計算管理
      4.2.1 IaaS概述
      4.2.2 虛擬機調度
      4.2.3 計算干擾
      4.2.4 混合部署
    4.3 PaaS計算管理
      4.3.1 從IaaS到PaaS
      4.3.2 自動擴縮容
      4.3.3 冷啟動管理
      4.3.4 中間數據傳遞
    4.4 本章小結
第三部分 內存管理篇
  第5章 單機內存管理
    5.1 內存管理的基礎知識
      5.1.1 進程虛擬地址空間
      5.1.2 內存地址翻譯
    5.1.3 物理內存空間管理
    5.2 異構內存管理
      5.2.1 NUMA架構訪存
      5.2.2 非易失內存
      5.2.3 其他異構內存硬體

      5.2.4 分層內存管理
      5.2.5 跨設備訪問
    5.3 地址翻譯加速技術
      5.3.1 增加TLB命中率
      5.3.2 增大TLB覆蓋率
      5.3.3 其他TLB優化
      5.3.4 頁表遍歷優化
      5.3.5 新型地址翻譯方式
    5.4 高級虛存管理
      5.4.1 TLB一致性
      5.4.2 物理內存管理
      5.4.3 虛擬內存衍生功能
    5.5 本章小結
    習題
  第6章 分散式與雲內存管理
    6.1 分散式共享內存
      6.1.1 緩存一致性
      6.1.2 內存一致性
      6.1.3 分散式共享內存系統實例
    6.2 內存池化
      6.2.1 基本概念
      6.2.2 快速通信技術
      6.2.3 內存池訪問介面
      6.2.4 容錯設計
    6.3 內存虛擬化
      6.3.1 內存虛擬化機制
      6.3.2 面向虛擬化的地址翻譯技術
      6.3.3 內存資源隔離機制
      6.3.4 實例：VMware ESX Server虛擬內存管理
    6.4 本章小結
    習題
第四部分 存儲管理篇
  第7章 單機存儲管理
    7.1 文件系統的基礎知識
      7.1.1 文件和目錄
      7.1.2 磁碟布局管理
      7.1.3 I/O棧
      7.1.4 日誌和可靠性
      7.1.5 日誌結構布局
    7.2 新型存儲設備
      7.2.1 現有固態硬碟的問題
      7.2.2 新型固態硬碟的發展
      7.2.3 新型非易失存儲器的發展
      7.2.4 新型存儲設備對文件系統的影響
    7.3 異構存儲設備管理
      7.3.1 異構存儲設備架構
      7.3.2 數據冷熱識別
      7.3.3 基於異構存儲的緩存技術
      7.3.4 基於異構存儲的文件系統
    7.4 基於新型存儲設備的文件系統

      7.4.1 面向高速設備的I/O棧
      7.4.2 元數據擴展性
      7.4.3 用戶態文件系統
      7.4.4 設備內文件系統
      7.4.5 計算下放與I/O棧重構
    7.5 本章小結
    習題
  第8章 分散式與雲存儲管理
    8.1 集群存儲技術
      8.1.1 存儲區域網路技術
      8.1.2 網路連接存儲技術
    8.2 分散式存儲管理
      8.2.1 分散式存儲系統的架構
      8.2.2 數據分片與放置
      8.2.3 數據可靠性保證
      8.2.4 元數據管理
      8.2.5 實例：開源分散式對象存儲系統Ceph
    8.3 雲存儲管理
      8.3.1 存算分離架構
      8.3.2 雲存儲的服務質量管理
      8.3.3 雲存儲的發展趨勢
    8.4 本章小結
    習題

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