その本の「はじめに」には、著者の「伝えたいこと」がギュッと詰め込まれています。この連載では毎日、おすすめ本の「はじめに」と「目次」をご紹介します。今日はアンドリュー・S・タネンバウム、ハーバート・ボス(著)、水野忠則、相田仁、最所圭三、佐藤文明、寺西裕一、菱田隆彰、福田晃、峰野博史、吉澤康文(訳)の『 モダンオペレーティングシステム 第5版(上)(下) 』。「訳者序文」「序文」「著者について」「訳者紹介」 をお届けします。

【訳者序文】

 タネンバウムは、コンピュータに関連する世界的名著を数多く上梓している世界的に著名な先生である。彼が執筆したすべての本が幅広く、深みのあるものとなっている。この中で、私が翻訳に関わったものだけでも、『分散オペレーティングシステム』(1996年)、『分散システム』(第1版2003年、第2版2009年)、『コンピュータネットワーク』(第3版1999年、第4版2003年、第5版2013年、第6版2023年)、そして、本『モダンオペーレーティングシステム』(第2版2001年)の8冊を上梓してきた。また、本書共訳者の吉澤先生が翻訳に関わった『オペレーティングシステム─設計と実装』(第3版2007年)」を含めると、本書の翻訳者チームである私たちが関わったタネンバウムの翻訳書は、今回、10冊目となる。

 マイクロプロセッサの発展により、オペレーティングシステムは、従来の汎用目的のコンピュータ以外にも、いろいろな機器に搭載されてきている。例えば、現在最も身近なスマホにおいても、iOSとかAndroidといったオペレーティングシステムが搭載されている。また、ゲーム機や家電機器などにおいても、汎用オペレーティングシステムではないにしろ、メモリ管理、タスク管理など限定された機能を有した専用のオペレーティングシステムが組み込まれている。パソコンの世界では、MacOSとWindows 11、そして従来から広く使用されてきたUNIXも依然として利用されてきている。

 私がUNIXの構造について最初に学習したのは、わずか1万行のCで記述されたものであり、オペレーティングシステムの構造の理解にはそれほど、難易度が高いものではなかった。しかしながら、現在よく使用されているWindowsは、セキュリティ、メモリ、入出力機器などが時代の要請・変革もあり、1,000万行を超すような非常に大きなものとなってきているなど、近年のオペレーティングシステムの仕組みはわかりにくくなってきた。

 今回の第5版は、そのような背景の下に、第2版から20年以上経ち、記載されている技術内容が大幅に書き直されているだけでなく、複雑・大規模化したオペレーティングシステムを総合的に解説する形になっている。

 また、20年も経過すると、用語の使い方が順次変化してきた。当時漢字表記が一般的であった一部の用語は、カタカナ表記が一般的になった。このため、今回の翻訳では第2版の時に漢字表記であったものを、一部カタカタ表記に変更した。また、長音表記も第2版では3文字以上の場合、長音記号をつけなかった。たとえば第2版で「サーバ」は、「ー」をつけなかったが、今回は長音記号を付加し、「サーバー」と表記した。

 また、原著では、日本人にとってはわかりにくい技術用語が散見され、そのままの訳ではわかりにくいところがあった。そのような箇所には、訳注を入れることによって、読者の理解度を深められるように対応した。

 本書は、激動のオペレーティングシステムについて、表面だけでなく、その裏付けとなる技術を詳細に紹介しており、大学、企業においてオペレーティングシステムに携わる人にとって、まさになくてはならないものと言える。さらに、大学のオペレーティングシステムの授業において、基本となるべき技術を網羅し、オペレーティングシステムの仕組みをわかりやすい形で詳細に説明している。日本の教科書としては、分厚くて重い本になっているが、十分にその使命を達しているものと思う。

 本書を利用することによって、オペレーティングシステムの機能を理解するだけに留まらず、日本の得意とするゲーム分野、機械工業分野、自動車分野、家庭電気分野などにおける組み込み型ソフトウェアの開発に於いてもぜひ参考にしていただけるものと思っている。多くの方が本書を基にオペレーティングシステムの真髄を勉強され、時代に即応した新しい次世代のオペレーティングシステムが構築されることを期待する。

 本書の翻訳に当たって、日経BPの出版担当の皆さんには、大変お世話になった。ここに感謝の意を表する。

2025年 初夏 訳者代表 水野忠則

【序文】

 第5版は、第4版と多くの点で異なっている。オペレーティングシステム(以下、OSと表記)は日々発展しており、内容を最新のものにするため、全体的に数多くの小さな変更をしている。例えば、第4版ではストレージとしてほとんど磁気ハードディスクだけに焦点を当てていたが、今回はフラッシュベースのソリッドステートドライブ(SSD)についてもその人気に見合う取り上げ方をした。Windows 8.1の章は、Windows 11の章に完全に置き換えた。セキュリティの章は大部分を書き直し、暗号とステガノグラフィの議論を減らす一方で、OSに直接関係するトピックス(そして興味深い新しい攻撃と防御)に重点を置いた。以下は、章ごとの変更点である。

 第1章では、多くの箇所で大幅な修正と更新が行われた。CD-ROMやDVDに関する記述を削除し、SSDや永続メモリといった最新のストレージを記述したことを除けば、大きな追加や削除はない。

 第2章では、イベントドリブンサーバーに関する議論を大幅に拡充し、擬似コードによる豊富な例を掲載した。また、優先度逆転の項を設け、この問題に対処する方法についても議論した。議論を明確にするために、いくつか説明順序を入れ替えた。例えば、生産者・消費者問題の記述の直後に、リーダー・ライター問題を論じている。また、食事する哲学者の問題については、デッドロックに関する別の章に完全に移動させた。多くの小さなアップデート以外に、スケジューラのアクティブ化やポップアップスレッドなどについては古くなってきたこともあり、削除した。

 第3章では、最新の64ビットアーキテクチャに焦点を当て、ページングとTLBの多くの側面について、より正確な説明を加えた。例えば、OSがどのようにページングを使用するのか、また、いくつかのOSがどのようにカーネルをユーザープロセスのアドレス空間にマッピングするのかについて説明している。

 第4章は大きく変わった。CD-ROMとテープに関する説明をやめ、代わりにSSDベースのファイルシステム、最新のUEFIベースのコンピュータシステムでのブート、セキュアなファイル削除、ディスク暗号化に関する項を追加した。

 第5章では、SSDとNVMeに関する情報を増やし、以前の版のPS/2キーボードではなく、現在のUSBキーボードを使用した入力デバイスについて説明している。さらに、割り込み、トラップ、例外、フォールトの関係を明確にした。

 第6章では、前述したように食事する哲学者の問題の例を追加した。それ以外は、この章はほとんど変わっていない。デッドロックの話題はかなり確立されており、新しい追加はほとんどない。

 第7章では、ハイパーバイザベースの仮想化に関する既存の(そして更新された)説明に、コンテナに関する記述を追加した。VMwareに関しても最新のものに更新された。

 第8章は、マルチプロセッサシステムに関する従来の内容の更新版である。同時マルチスレッドに関する項を追加し、新しいタイプのコプロセッサについて論じる一方、旧式のIXPネットワークプロセッサに関する節や、(現在は死語となっている)CORBAミドルウェアに関する節は削除した。セキュリティのためのスケジューリングについても追加されている。

 第9章は大幅に改訂、再編成された。OSに関連する内容に重点を置き、暗号にはあまり重点を置いていない。この章ではまず、セキュアな設計の原則と、OSの構造との関連性について述べる。メルトダウンやスペクターといった一時的な実行の脆弱性など、第4版以降の興味あるハードウェアの新たな進展についても触れている。さらに、OSにとって重要な新しいソフトウェアの脆弱性についても記述している。最後に、制御フローの完全性、きめ細かいASLR(アドレス空間レイアウトのランダム化)、コード署名、アクセス制限、認証など、OSを強化する方法についての記述を大幅に拡充した。この分野では多くの研究が進行中であるため、新しい参考文献を追加し、研究の節を書き直した。

 第10章では、LinuxとAndroidの新規機能について更新した。Androidは前バージョンからかなり進化しており、この章では現在のバージョンを詳しく取り上げている。この章は大幅に書き直されている。

 第11章は大きく変更された。第4版ではWindows 8.1について述べたが、今回はWindows 11について述べている。基本的に新しい章である。

 第12章は第4版を若干改訂したものである。この章ではシステム設計の基本原則を扱っており、ここ数年あまり変わっていない。

 第13章では、推薦・参考文献のリストを全面的に更新した。さらに、参考文献リストも更新され、本書の第4版が出版された後に出版された100を超える新しい文献が追加されている。

 さらに、OSにおける最新の研究を反映させるため、本書全体で研究に関する節は全て一から書き直した。さらに、全ての章に新しい問題を追加した。

 第5版には、多くの人々が関わっている。第7章のVMwareに関するところ(7.12節)は、スイス連邦工科大学ローザンヌ校のEdouard Bugnionが執筆した。彼はVMware社の創設者の一人であり、この分野については世界中の誰よりもよく知っている。彼の執筆に心から感謝する。

 Linux内部の専門家であるジョージア工科大学のAda Gavrilovskaも彼女が執筆した第10章のLinuxのところを第4版から更新した。第10章のAndroidのところは、Androidの主要な開発者の一人であるグーグルのDianne Hackbornが執筆した。Androidはスマホで最も人気のあるOSであるため、Dianneの協力は非常にありがたい。第10章はかなり長く詳細になっているが、UNIX、Linux、そしてAndroidのファンはそこから多くを学ぶことができる。

 しかし、Windowsを軽視したわけではない。マイクロソフトのMehmet Iyigunは、第11章を第4版から更新した。今回はWindows 11を詳しく取り上げている。MehmetはWindowsに関する豊富な知識を持ち、マイクロソフトが正しかったところと間違っていたところの違いを見分ける十分なビジョンを持っている。彼は、Andrea Allievi、Pedro Justo、Chris Kleynhans、Erick Smithの協力も得ている。Windowsのファンはこの章を楽しめるだろう。

 この本は、これら全ての専門家の貢献の結果、より良いものとなった。改めて、彼らの貴重な協力に感謝したい。

 また、原稿を査読し、新しい章末問題を提案して頂いた何人かの査読者にも恵まれた。JeremiahBlanchard(フロリダ大学)、Kate Holdener(セントルイス大学)、Liting Hu(バージニア工科大学)、Jiang-Bo Liu(ブラッドレー大学)、Mai Zheng(アイオワ州立大学)である。もちろん、残っている誤りの責任は我々にある。

 アムステルダム自由大学のVUSecグループの何人かの人々も、今回の第5版で重要な役割を果たしている。Cristiano Giuffridaには、第4版の文章に追加すべき点、あるいは削除すべき点について、多くの素晴らしい提案をして頂き、感謝している。一方、Erik van der Kouwe、Sebastian Osterlund、JohannesBlaserは、セキュリティの章の新しい部分に対して、全てに素晴らしいフィードバックをしてもらった。

 また、プロジェクトを軌道に乗せ、今回はバーチャルで行ったこともあり、猫と一緒に過ごせるようにしてくれた編集者のTracy Johnsonにも感謝したい。Erin Sullivanが査読プロセスを管理し、CaroleSnyderが制作を担当した。

 最後になったが、Barbara、Matilde、Matildeは相変わらず素晴らしく、それぞれがユニークで特別な存在だ。AronとNathanは素晴らしい子供たちだし、OliviaとMirteは宝物だ。そしてもちろん、Suzanneからの葡萄、さくらんぼ、オレンジジュース、その他の農産物はもちろん、彼女の愛情と忍耐にも感謝したい。(AST)

 いつもながら、Marieke、Duko、Jipには心から感謝している。Mariekeは、ただそこにいてくれただけで、私がこの本を執筆している数え切れないほどの時間に付き合ってくれたし、DukoとJipは、昼も夜もフープ(バスケットボール)をするために私をこの本から引き離してくれた!また、真夜中のバスケットボールゲームに付き合ってくれた近所の人たちにも感謝している。(HB)

アンドリュー・S・タネンバウム
ハーバート・ボス

【著者について】

 アンドリュー・S・タネンバウムは、MITで理学士号、カリフォルニア大学バークレー校で博士号を取得。現在、オランダのアムステルダム自由大学コンピュータサイエンスの名誉教授である。高度な並列・分散・画像システムの研究を行う連携大学院であるAdvanced School for Computing and Imagingの元学部長でもある。また、オランダ王立芸術科学アカデミーの元アカデミー教授でもあり、官僚の道は進まなかった。また、権威ある欧州研究評議会先端助成金も獲得している。

 過去には、コンパイラ、高信頼OS、ネットワーキング、分散システムに関する研究を行ってきた。この研究により、ジャーナルやカンファレンスで200以上の査読付き論文を発表している。また、タネンバウム教授は5冊の本を単独執筆または共同執筆しており、バスク語からタイ語まで20以上の言語に翻訳されている。世界中の大学で彼の著書は使用されており、その数は163版になる。

 タネンバウム教授はまた、小さなUNIXクローンであるMINIXというソフトウェアを筆頭に、かなりの量のソフトウェアを開発した。MINIXはLinuxの直接的なきっかけになり、Linuxが最初に開発されたプラットフォームでもある。MINIXの現行のバージョンはMINIX3と呼ばれ、現在では極めて信頼性が高く、セキュアなOSであることに重点を置いている。タネンバウム教授は、OSがクラッシュするなどといったことを利用者は誰も考えなくなることを彼の仕事であると考えている。MINIX3は現在進行中のオープンソースプロジェクトであり、あなたもぜひ貢献してほしい。www.minix3.orgにアクセスして、MINIX3の無料コピーをダウンロードし、試してみてほしい。x86版とARM版の両方が利用できる。

 タネンバウム教授のPh.D.の学生たちは、卒業後、より大きな栄光をつかんでいる。教授になった者もいれば、政府機関や産業界で指導的役割を果たした者もいる。彼は彼らをとても誇りに思っている。この点で、彼は母鶏に似ている。

 タネンバウム教授は、ACMフェロー、IEEEフェロー、オランダ王立芸術科学アカデミー会員である。また、ACM、IEEE、USENIXから数多くの科学賞を受賞している。詳細を知りたい人は、ウィキペディアの彼のページを参考にすると良い。また、2つの名誉博士号も有している。

 ハーバート・ボスはツウェンテ大学で修士号を、イギリスのケンブリッジ大学で博士号を取得した。それ以来、LinuxのようなOSのための、信頼性が高く効率的な入出力アーキテクチャに広く取り組んできたが、MINIX3をベースとしたシステムも研究している。現在、オランダのアムステルダム自由大学コンピュータサイエンス学部VUSecシステムセキュリティ研究グループの教授。主な研究分野はシステムセキュリティである。

 彼は、グループメンバーと共に、ハードウェアとソフトウェアの両方で多くの脆弱性を発見・分析している。バグだらけのメモリーチップから脆弱なCPUまで、またOSの欠陥から新しい悪用テクニックまで、その研究は、ほとんどの主要なOS、ほとんどの一般的なブラウザ、全ての最新のインテルプロセッサの修正につながった。

 彼は(システムへの)攻撃的な手法を使った研究に価値があると考えている。というのは、今日のセキュリティ問題の主な原因は、システムがあまりにも複雑化し、われわれがもはやそれを理解できなくなってしまったことにある。どのようにすればシステムに意図しない動作をさせることができるかを調査することで、システムの(本当の)性質をより深く知ることができる。この知識によって、開発者は将来設計を改善することができる。実際、高度な新しい攻撃がメディアで大きく取り上げられる傾向がある一方で、ハーバートはセキュリティ向上のための防御技術の開発にほとんどの時間を費やしている。

 彼の(かつての)教え子たちは皆、凄腕で、彼よりもずっと賢い。彼は彼らと共同で、ラスベガスで開催されたBlack Hat国際会議で5つのPwnie賞を受賞している。さらに、彼の教え子のうち5人がシステム分野の欧州最優秀博士論文に贈られるACM SIGOPS EuroSys Roger Needham賞を、2人がセキュリティ分野の最優秀博士論文に贈られるACM SIGSAC Doctoral Dissertation Awardを、さらに2人が高信頼性に関する研究でWilliam C. Carter Ph.D. Dissertation Awardを受賞している。ハーバートは気候変動を心配し、ビートルズを愛している。

【訳者紹介】

水野忠則は、1968年三菱電機入社、その後静岡大学、愛知工業大学にて、コンピュータ基本ソフトウェアの研究開発に従事。静岡大学・愛知工業大学名誉教授。三菱電機において、マイコンOS、端末装置用OS、マルチメディアUNIX、そして、OSIをはじめとするネットワークソフトウェアを開発。大学においては、モバイルコンピューティングの研究に寄与。『マイコンのためのFDOS』(産報出版)をはじめとして、分散システム、コンピュータネットワーク関係で50冊以上の著訳書がある。【序文、第13章、索引】

相田仁は、1985年東京大学電気工学博士課程修了。東京大学工学部助手、講師、助教授を経て1999年東京大学大学院工学系研究科教授。この間情報通信ネットワーク、並列・分散コンピューティングの研究に従事。また、わが国の情報通信政策に対する貢献でも知られている。2024年から東京大学特命教授としてDX推進関係業務に従事。『第五世代コンピュータ入門』(オーム社)、『UNIX 4.3BSDの設計と実装』(丸善)、『コンピュータネットワーク第4版~第6版』(日経BP)など、10冊を超える共著書、共訳書がある。【第1章、第7章】

最所圭三は、1984年九州大学大学院工学研究科修士課程修了。九州大学助手、講師、助教授、奈良先端科学技術大学院大学助教授を経て2000年香川大学教授。この間、データベースシステムにおける並行処理制御、並列処理、マルチメディア通信、高可用性システム、ファイルシステム、Webサーバーの負荷分散などの研究に従事。『モダンオペレーティングシステム 原著第2版』(ピアソン・エデュケーション)の共訳がある。香川大学名誉教授。工学博士。【第11章】

佐藤文明は、1986年三菱電機入社、その後静岡大学准教授、教授を経て、2005年より東邦大学教授。三菱電機では、通信ソフトウェア、分散処理システムに関する研究開発に従事。静岡大学、東邦大学において、モバイルコンピューティング、分散処理、ネットワークセキュリティ、ITSの研究開発に従事。共著の教科書に、『情報ネットワーク』(共立出版)、『分散システム』(共立出版)、『分散処理』(オーム社)等がある。【第9章】

寺西裕一は、1995年日本電信電話入社。大阪大学講師、准教授を経て2011年より情報通信研究機構研究マネージャーおよび室長。分散システムおよび応用システムに関する研究開発に従事。大阪大学ではオペレーティングシステムの講義を担当。『新ブロードバンド教科書』(IDGジャパン社)、『オペレーティングシステム』(共立出版)、『データベース-ビッグデータ時代の基礎-』(共立出版)などの共著書がある。博士(工学)。【第5章】

菱田隆彰は、2000年岐阜大学大学院工学研究科博士後期課程修了。学位は博士(工学)。愛知工業大学工学部助手、講師、准教授を経て、2016年愛知工業大学情報科学部教授となり現在に至る。コンピュータネットワーク、情報セキュリティ、情報教育などの研究に従事。また、情報セキュリティ、ネットワーク構築、デジタルコンテンツ制作などの教育を行っている。『オペレーティングシステム』(共立出版)、『暗号とセキュリティ』(オーム社)、『情報社会論』(北大路書房)などの共著書がある。【第4章、第10章8節から同9節】

福田晃は、1979年電電公社(現NTT)武蔵野電気通信研究所に入所、その後、九州大学助手、助教授、奈良先端科学技術大学院大学教授の後、九州大学教授、主幹教授。この間、OS、ユビキタスコンピューティング、システムソフト等の研究開発に従事。とくに、九州大学時代、開発した並列計算機上の並列OSを開発。単著として、『並列オペレーティングシステム』(コロナ社)、『レクチャーオペレーティングシステム』(数理工学社)の他、編集、訳本がいくつかある。九州大学名誉教授、特任教授。工学博士【第2章、第3章】

峰野博史は、1999年日本電信電話に入社し、NTTサービスインテグレーション基盤研究所を経て、静岡大学情報学部。2018年同大学学術院情報学領域ならびに同大学グリーン科学技術研究所教授。博士(工学)。この間、ネットワークシミュレーション、モバイルコンピューティング、マルチモーダルIoT/AIに関する研究に従事。『分散システム 第2版』(ピアソン・エデュケーション)の共訳、『オペレーティングシステム』(共立出版)の共著がある。【第10章1節から同7節】

吉澤康文は、1967年東京工業大学を卒業、日立製作所中央研究所に入社。日本初の仮想記憶を備えたHITAC5020/TSSの開発に従事。OSの使命を仮想化と並列化と定め、主力製品OSの開発に寄与。同時に計算機の性能評価技法および性能向上方式の研究成果を多くの大規模OLTP、サーバー等の方式設計に適用。1995年より東京農工大学ではリアルタイムOSの研究を指導。『オペレーティングシステムの基礎』(オーム社)、『計算機システム性能解析の実際』(オーム社)などの著書・共著書がある。工学博士、技術士。【第6章、第8章、第12章】


【目次】

■上巻

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■下巻

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