دوره اسرار سیستم‌عامل: درک عمیق قلب تپنده کامپیوتر همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب اسرار سیستم‌عامل: درک عمیق قلب تپنده کامپیوتر

موضوع کلی: سیستم‌های کامپیوتری

موضوع میانی: نرم‌افزار سیستمی

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. مقدمه‌ای بر اسرار سیستم‌عامل
• 2. سیستم‌عامل چیست و چه می‌کند؟
• 3. ساختار یک سیستم کامپیوتری: سخت‌افزار و نرم‌افزار
• 4. مروری بر تاریخچه سیستم‌های عامل
• 5. عملکرد کامپیوتر: بوت، وقفه (Interrupt) و DMA
• 6. سلسله مراتب حافظه: از رجیستر تا دیسک
• 7. حالت‌های اجرایی: حالت کاربر و حالت هسته (Kernel Mode)
• 8. فراخوانی‌های سیستمی (System Calls): دروازه ورود به هسته
• 9. انواع سیستم‌های عامل: دسته‌ای، اشتراک زمانی، توزیع‌شده
• 10. ساختارهای مختلف سیستم‌عامل: یکپارچه، میکرونل، لایه‌ای
• 11. مفهوم فرآیند (Process)
• 12. حالت‌های یک فرآیند و نمودار انتقال حالت
• 13. بلوک کنترل فرآیند (PCB)
• 14. زمان‌بندی فرآیندها: صف‌های زمان‌بندی
• 15. زمان‌بندها (Schedulers): کوتاه‌مدت، بلندمدت و میان‌مدت
• 16. تعویض زمینه (Context Switch)
• 17. عملیات روی فرآیندها: ایجاد و خاتمه
• 18. ارتباطات بین فرآیندی (IPC): حافظه مشترک و پیام‌رسانی
• 19. نخ‌ها (Threads): چرا به آن‌ها نیاز داریم؟
• 20. مدل‌های چندنخی: یک به یک، چند به یک، چند به چند
• 21. کتابخانه‌های نخی: Pthreads، Windows، Java
• 22. مفاهیم پایه‌ای زمان‌بندی پردازنده (CPU Scheduling)
• 23. معیارهای زمان‌بندی: توان عملیاتی، زمان پاسخ و ...
• 24. الگوریتم زمان‌بندی FCFS: اولین ورودی، اولین خروجی
• 25. الگوریتم زمان‌بندی SJF: کوتاه‌ترین کار بعدی
• 26. الگوریتم زمان‌بندی اولویت (Priority Scheduling)
• 27. الگوریتم زمان‌بندی نوبت گردشی (Round Robin)
• 28. زمان‌بندی صف‌های چندسطحی (Multilevel Queue)
• 29. زمان‌بندی در سیستم‌های چندپردازنده‌ای
• 30. زمان‌بندی نخ‌ها: نخ‌های کاربر و نخ‌های هسته
• 31. همگام‌سازی فرآیندها: مسئله بخش بحرانی (Critical Section)
• 32. راه‌حل پترسون: یک راه‌حل نرم‌افزاری کلاسیک
• 33. پشتیبانی سخت‌افزاری برای همگام‌سازی
• 34. قفل‌های انحصاری (Mutex Locks)
• 35. سمافورها (Semaphores): مفهوم و کاربرد
• 36. مانیتورها (Monitors): ابزار سطح بالای همگام‌سازی
• 37. مسائل کلاسیک همگام‌سازی: تولیدکننده-مصرف‌کننده
• 38. مسائل کلاسیک همگام‌سازی: خوانندگان-نویسندگان
• 39. مسائل کلاسیک همگام‌سازی: فیلسوف‌های غذاخور
• 40. بن‌بست (Deadlock): تعریف و شرایط لازم
• 41. مدل‌سازی بن‌بست: گراف تخصیص منابع
• 42. روش‌های مواجهه با بن‌بست: پیشگیری
• 43. روش‌های مواجهه با بن‌بست: اجتناب
• 44. الگوریتم بانکدار (Banker's Algorithm) برای اجتناب از بن‌بست
• 45. روش‌های مواجهه با بن‌بست: تشخیص
• 46. روش‌های مواجهه با بن‌بست: بازیابی
• 47. مدیریت حافظه: مفاهیم پایه و آدرس‌دهی
• 48. فضای آدرس منطقی در مقابل فضای آدرس فیزیکی
• 49. الصاق آدرس (Address Binding): زمان کامپایل، بارگذاری و اجرا
• 50. بارگذاری پویا (Dynamic Loading) و پیونددهی پویا (Dynamic Linking)
• 51. مبادله (Swapping) فرآیندها
• 52. تخصیص حافظه پیوسته و مشکل تکه‌تکه شدن (Fragmentation)
• 53. صفحه‌بندی (Paging): راه‌حلی برای تکه‌تکه شدن خارجی
• 54. سخت‌افزار صفحه‌بندی: واحد مدیریت حافظه (MMU) و TLB
• 55. حفاظت حافظه در سیستم‌های صفحه‌بندی
• 56. ساختارهای جدول صفحه: سلسله‌مراتبی، درهم‌ساز و معکوس
• 57. قطعه‌بندی (Segmentation): دیدگاه کاربر از حافظه
• 58. قطعه‌بندی همراه با صفحه‌بندی
• 59. حافظه مجازی: فراتر از محدودیت‌های فیزیکی
• 60. صفحه‌بندی درخواستی (Demand Paging)
• 61. خطای صفحه (Page Fault) و مراحل رسیدگی به آن
• 62. کپی در هنگام نوشتن (Copy-on-Write)
• 63. الگوریتم‌های جایگزینی صفحه: FIFO
• 64. الگوریتم‌های جایگزینی صفحه: بهینه (Optimal) و LRU
• 65. الگوریتم‌های جایگزینی صفحه: تقریب LRU (ساعت و شانس دوم)
• 66. الگوریتم‌های جایگزینی صفحه مبتنی بر شمارش
• 67. تخصیص قاب (Frame Allocation)
• 68. کوبیدگی (Thrashing) و علل آن
• 69. مدل مجموعه کاری (Working-Set Model)
• 70. سیستم فایل: مفهوم فایل و صفات آن
• 71. عملیات روی فایل‌ها: ایجاد، نوشتن، خواندن، حذف
• 72. انواع فایل و ساختارهای داخلی آن‌ها
• 73. روش‌های دسترسی به فایل: ترتیبی و مستقیم
• 74. ساختار دایرکتوری: تک‌سطحی، دوسطحی و درختی
• 75. الصاق (Mounting) سیستم فایل
• 76. اشتراک‌گذاری و حفاظت فایل
• 77. پیاده‌سازی سیستم فایل: ساختار و لایه‌ها
• 78. بلوک‌های کنترل فایل (FCB)
• 79. پیاده‌سازی دایرکتوری: لیست خطی و جدول درهم‌سازی
• 80. روش‌های تخصیص فضا: پیوسته
• 81. روش‌های تخصیص فضا: پیوندی (Linked)
• 82. روش‌های تخصیص فضا: شاخص‌دار (Indexed)
• 83. مدیریت فضای آزاد: بیت‌مپ و لیست پیوندی
• 84. کارایی و بازدهی سیستم فایل: کش کردن و بافرینگ
• 85. بازیابی سیستم فایل: سازگاری و پشتیبان‌گیری
• 86. سیستم‌های فایل مبتنی بر ثبت وقایع (Journaling)
• 87. ساختار دیسک‌های مغناطیسی
• 88. درایوهای حالت جامد (SSD)
• 89. زمان‌بندی دیسک: FCFS و SSTF
• 90. زمان‌بندی دیسک: SCAN و C-SCAN
• 91. زمان‌بندی دیسک: LOOK و C-LOOK
• 92. مدیریت دیسک: قالب‌بندی و مدیریت بلوک‌های خراب
• 93. ساختار RAID: افزایش قابلیت اطمینان و کارایی
• 94. زیرسیستم ورودی/خروجی (I/O) در هسته
• 95. حفاظت و امنیت: اهداف و اصول
• 96. دامنه حفاظت و ماتریس دسترسی
• 97. کنترل دسترسی و لیست‌های کنترل دسترسی (ACL)
• 98. تهدیدات امنیتی: بدافزارها و حملات
• 99. احراز هویت کاربر
• 100. مجازی‌سازی: مفاهیم و انواع هایپروایزر