کتاب 1 – مبانی سیستم عامل

فصل 1: تاریخچه و تعاریف سیستم‌عامل

• تعریف و هدف

• موارد استفاده از سیستم‌عامل

• نقاط عطف مهم در تاریخچه سیستم‌عامل‌ها

• ظهور لینوکس (1991)

• ساختار سیستم کامپیوتری

• رابط کاربری

• ویژگی‌های سیستم‌عامل

• اجزای سیستم‌عامل

فصل 2: مدیریت فرآیند (Process Management)

• مفهوم فرآیند

• وظایف مدیریت فرآیند

• مدیریت وضعیت فرآیندها (Process State Management)

• اهمیت اجرای متوالی

• توابع مدیریت فرآیند

• مدیریت حافظه فرآیندها

• زمان‌بندی فرآیند (Process Scheduling)

• سیگنال‌ها و مدیریت خطا

• مدیریت سیگنال‌ها

• اهمیت سیگنال‌ها

فصل 3: مدیریت فایل و سیستم‌فایل

• مفهوم فایل

• وظایف مدیریت فایل

• اهمیت مدیریت فایل

• سیستم‌فایل‌های سیستم‌عامل

• Journaling

  • چگونه Journaling کار می‌کند؟

  • انواع Journaling

  • مزایا و معایب Journaling

  • سیستم‌فایل‌های معروف با پشتیبانی از Journaling

• Bad Block در سیستم‌عامل

  • انواع بلوک‌های بد

  • علل بلوک بد

  • جایگزینی و مدیریت بلوک بد

فصل 4: مدیریت شبکه

• وظایف اصلی مدیریت شبکه

• سیستم توزیع‌شده

• نقش مدیریت شبکه در سیستم‌های توزیع‌شده

• اتصال به شبکه و استراتژی‌های مسیریابی

• توابع مدیریت شبکه

فصل 5: مدیریت حافظه اصلی

• توابع مدیریت حافظه در سیستم‌عامل

  • پیگیری حافظه اصلی

  • نگهداری ساختارهای داده‌ای مناسب

  • جداول صفحه (Page Tables)

  • جداول قطعه (Segment Tables)

  • لیست‌های آزاد (Free Lists)

  • تخصیص و آزادسازی حافظه

• مدیریت حافظه مجازی (Virtual Memory Management)

  • صفحه‌بندی (Paging)

  • تقسیم‌بندی (Segmentation)

  • مدیریت حافظه با استفاده از جدول‌ها

  • حافظه کش (Cache Memory Management)

  • مدیریت حافظه در سیستم‌های چند پردازنده‌ای

فصل 6: مدیریت ذخیره‌سازی ثانویه

• نقش و اهمیت ذخیره‌سازی ثانویه

• مدیریت دستگاه‌های ورودی/خروجی (I/O)

  • هدف و وظایف اصلی

  • پنهان کردن تغییرات سخت‌افزاری

  • مزایای مدیریت دستگاه‌های I/O

  • توابع مدیریت ورودی/خروجی

فصل 7: مدیریت امنیت در سیستم‌عامل

• مفهوم امنیت در سیستم‌عامل

• اهداف اصلی مدیریت امنیت

  • محرمانگی (Confidentiality)

  • یکپارچگی (Integrity)

  • در دسترس بودن (Availability)

  • احراز هویت (Authentication)

  • مجوز (Authorization)

  • حسابرسی (Auditing)

• مکانیسم‌های مدیریت امنیت

  • کنترل دسترسی (DAC, MAC, RBAC)

• اهمیت مدیریت امنیت

• مثال‌های عملی از مکانیسم‌های امنیتی

فصل 8: درایورها در سیستم‌عامل

• تعریف و وظایف درایور دستگاه

• اهمیت درایورها

• وابستگی درایورها و نحوه عملکرد

• مدیریت وقفه

• ارتباط درایور با سخت‌افزار و سیستم‌عامل

• انواع درایور دستگاه

  • درایورهای حالت هسته (Kernel Mode)

  • درایورهای حالت کاربر (User Mode)

• Plug and Play

• درایورهای دستگاه مجازی

فصل 9: تفاوت سیستم‌عامل و نرم‌افزار کاربردی

• تعریف نرم‌افزار کاربردی

• ویژگی‌ها، مزایا و معایب

• تفاوت‌های اصلی بین سیستم‌عامل و نرم‌افزار کاربردی

فصل 10: GUI در سیستم‌عامل

• اجزای اصلی رابط کاربری گرافیکی

• مزایای GUI

• تکامل سیستم‌های عامل و تأثیر GUI

• مدل MVC در طراحی GUI

فصل 11: بوت شدن در سیستم‌عامل

• توالی بوت شدن

• انواع بوت

• فرآیند بوت در سیستم‌عامل‌های مختلف (ویندوز، لینوکس، macOS)

• بوت دوگانه و Boot Block

فصل 12: ساختار لایه‌ای سیستم‌عامل

• چرا لایه‌بندی در سیستم‌عامل؟

• معماری ساختار لایه‌ای

• مزایا و معایب

فصل 13: معماری سیستم‌عامل

• سیستم‌عامل 32 بیتی و 64 بیتی

• سیستم‌عامل تک‌کاربره و چندکاربره

• سیستم‌عامل چندپردازشی و تفاوت‌های آن

• تفاوت بین چندبرنامه‌نویسی و چندوظیفه‌ای

• تفاوت‌های هسته (Kernel) و پوسته (Shell)

• مقایسه هسته یکپارچه (Monolithic Kernel) و ریزهسته (Microkernel)

فصل 14: انواع سیستم‌عامل

• سیستم‌عامل اشتراک زمانی

• سیستم‌عامل موبایل (اندروید، iOS)

• سیستم‌عامل شبکه

  • ویژگی‌ها و تفاوت با سیستم‌عامل معمولی

  • سیستم‌های همتا به همتا و سرور

• سیستم‌عامل بلادرنگ

  • ویژگی‌ها، کاربردها و انواع

  • تفاوت با سیستم‌عامل‌های معمولی

• سیستم‌عامل دسته‌ای

  • نحوه عملکرد، مزایا و معایب

• سیستم‌عامل تعبیه‌شده

  • ویژگی‌ها، کاربردها و تفاوت با سیستم‌عامل‌های رومیزی

فصل 15: ماشین‌های مجازی (Virtual Machines)

• نحوه عملکرد ماشین مجازی

• کاربردها

• هایپروایزرهای نوع ۱ و ۲