オペレーティングシステムの基礎 －ネットワークと融合する現代OS－

詳細目次

第1章 序論
1-1　オペレーティングシステムの役割
　1-1-1　使いやすさの提供
　1-1-2　信頼性
　1-1-3　性能保証
1-2　プログラムはどのようにして動くのか
　1-2-1　コンピュータ利用の手順
　1-2-2　プログラムの実行手順
　1-2-3　セッション管理
1-3　機能マシンとしての資源管理機能
　1-3-1　機能マシンの考え方
　1-3-2　資源管理機能の概要
1-4　演習問題
第2章ハードウェアとの接点
2-1　割込みとOS
　2-1-1　OSと割込みの接点
　2-1-2　生産性向上のための割込み
　2-1-3　割込み種別とOSの処理概要
　2-1-4　OSの制御機構
　2-1-5　多重プログラミングを容易にする割込み機構
　2-1-6　OSの機能呼出し
2-2　主記憶装置
　2-2-1　利用可能となった大容量記憶
　2-2-3　記憶保護とその機構
2-3　入出力装置
　2-3-1　共通課題の解決
　2-3-2　対話形式のプログラム例
　2-3-3　入出力の構成例
　2-3-4　入出力管理・制御のソフトウェア階層
　2-3-5　入出力待ち行列管理
　2-3-6　磁気ディスクの機構とアクセス
2-4　演習問題
第3章　入出力制御とファイル管理
3-1　基本的な考え方
　3-1-1　OSにおける入出力機能
　3-1-2　装置独立をめざして
　3-1-3　広義のファイル
3-2　アクセス性能を高める基本技術
　3-2-1　ブロッキング
　3-2-2　アクセスギャップを埋めるバッファリング
　3-2-3　キャッシング
3-3　ファイルシステムの信頼性
　3-3-1　ファイルの矛盾とその要因
　3-3-2　矛盾を回避する方式
3-4　ファイルシステムの概念
　3-4-1　論理化したインターフェースの提供
　3-4-2　順編成ファイル
　3-4-3　直接編成ファイル
　3-4-4　ファイルアクセスの高速化
　3-4-5　同期・非同期入出力
3-5 具体的なファイルシステム
　3-5-1　ファイルシステムの比較
　3-5-2 ファイル格納
3-6　UNIXファイルシステム
　3-6-1　ファイルの分類
　3-6-2　ファイルシステムの構成
　3-6-3　指定されたファイルへたどりつく
　3-6-4　ファイルシステムコールの実際
　3-6-5　関連システムコールとライブラリ関数
3-5　演習問題
第4章　プロセス管理
4-1　基本的な考え方
　4-1-1　プロセスとは何か
　4-1-2　プロセススイッチ
　4-1-3　プロセスに関する各種の概念
　4-1-4　性能向上を目的とする並列処理
　4-1-5　信頼性向上を目的とする並列処理
　4-1-6　多重プロセッシングを生かすマルチタスキング
4-2　プロセス生成機能
　4-2-1　プロセス生成
　4-2-2　子プロセスの終了待ち
　4-2-3　プロセス識別子を知る
　4-2-4　自プロセスを終了させる
　4-2-5　別のプログラムを実行する
　4-2-6　OS自身の並列処理:デーモンプロセス
4-3　プロセススケジューリング
　4-3-1　プロセスの状態と遷移
　4-3-2　スケジューリング方式
4-4　 プロセス管理情報，タイマ機能
　4-4-1　プロセス管理テーブル
　4-4-2　タイマ機能
4-5　演習問題
第5章　プロセス間通信
5-1　基本的な考え方
　5-1-1　プロセス間通信の必要性
　5-1-2　共有資源
　5-1-3　クリティカルセクション
5-2　排他制御
　5-2-1　排他制御によるプロセス状態の遷移
　5-2-2　OSの排他制御方式
　5-2-3　アトミックオペレーション:atomic(LOCK)
　5-2-4　セマフォ
　5-2-5　生産者と消費者問題
　5-2-6　デッドロック問題
　5-2-7　デッドロックの回避
5-3　プロセス間通信の具体例
　5-3-1　コマンドインタープリタの並列処理
　5-3-2　パイプ
　5-3-3　パイプを作る:pipe
　5-3-4　双方向パイプ
　5-3-5　ファイル記述子のコピー:dup
5-4　シグナル
　5-4-1　シグナルの目的
　5-4-2　シグナル受信と送信
　5-4-3　シグナルの仕様
　5-4-4　関連システムコール
5-5　演習問題
第6章メモリ管理
6-1　基本的な考え方
　6-1-1　多重度の向上をめざして
　6-1-2　パーティション
　6-1-3　3種の未参照メモリの課題
6-2　プロセスへのメモリ割付
　6-2-1　静的分割方式
　6-2-2　動的分割方式
　6-2-3　大容量記憶への願望
6-3　ページング機構
　6-3-1　メモリ割当ての制約
　6-3-2　ページ化されたメモリの発明
　6-3-3　アドレス変換機構
　6-3-4　ページングの利点と欠点
6-4　仮想記憶方式
　6-4-1　仮想記憶の原理
　6-4-2　オンデマンドページングの処理
　6-4-3　オンデマンドページングの効果
　6-4-4　ページングとスワッピング
　6-4-5　仮想記憶利用上の注意点
6-5　演習問題
第7章　仮想記憶制御方式
7-1　基本的な考え方
　7-1-1　プログラムのメモリ参照動作と性能
　7-1-2　ワーキングセットと局所参照性
7-2　ページリプレースメント
　7-2-1　代表的なアルゴリズム
　7-2-2　ハードウェア機構とページング処理
　7-2-3　実現方式の概要
7-3　仮想記憶の構成法
　7-3-1　単一仮想記憶
　7-3-2　多重仮想記憶
7-4　システムプログラムとメモリ管理
　7-4-1　動的メモリ割付け
　7-4-2　仮想記憶制御インターフェース
　7-4-3　メモリの共用機構
7-5　演習問題
第8章　OSの構成法と仮想計算機
8-1　OSの構成方式
　8-1-1　単一構成
　8-1-2　マイクロカーネル
　8-1-3　ハイブリッド型構成法
8-2　仮想計算機
　8-2-1　基本的な考え方
　8-2-2　動作原理
　8-2-3　仮想計算機の問題点と解決例
　8-2-4　仮想計算機の例
　8-2-5　VMマイグレーション
8-3　演習問題
第9章　TCP/IPの通信処理
9-1　基本的な考え方
　9-1-1　通信とコンピュータの結合
　9-1-2　パケット通信の発明
　9-1-3　蓄積交換方式
9-2　ネットワークアーキテクチャ
　9-2-1　OSI基本参照モデル
　9-2-2　ネットワークを介したプロセス間通信
　9-2-3　プロトコルのカプセル化
9-3　IPの概要
　9-3-1　IPアドレス
　9-3-2　ARPとRARP
　9-3-3　IP処理の概要
　9-3-4　IP関連サービス
　9-3-5　通信制御メッセージ:ICMP
9-4　TCPの概要(RFC793)
　9-4-1　仮想回線の実現
　9-4-2　TCPセグメント形式
　9-4-3　プロセス間通信路:ポート
　9-4-4　TCP通信の開始手続き
　9-4-5　肯定的応答:ACK
　9-4-6　ウインドウ制御による効率的送受信
　9-4-7　コネクションを切断
9-5　コネクションレス通信UDPの概要(RFC768)
9-6　演習問題
第10章　ネットワークプログラミング
10-1　基本的な考え方
　10-1-1　ソケットの概念
　10-1-2　ソケットのAPI
10-2　ソケットプログラミングの実際
　10-2-1　サーバの処理方式
　10-2-2　TCPによるクライアント・サーバ処理
　10-2-3　多重プロセスの並列処理型サーバ
　10-2-4　UDPによるクライアント・サーバ処理
　10-2-5　ソケット関連の関数例
10-3　演習問題
付録