Systemy operacyjne

Forma kursu:

Opis kursu:
Kurs przedstawia rolę i zasadę działania systemów operacyjnych. Omawiane są podstawowe zadania systemu: szeregowanie procesów, zarządzanie pamięcią i wejściem-wyjściem. Przedstawione są również zagadnienia implementacyjne (w tym konstrukcja systemu plików) oraz podstawy przetwarzania współbieżnego. Praktyczna część kursu obejmuje korzystanie z systemu UNIX/Linux, zarówno na poziomie powłoki, jak i na poziomie programisty systemowego.

Treści programowe:

• Wstęp
  • rola i zasada działania systemu operacyjnego
  • klasyfikacja systemów
  • pojęcie procesu, wątku i zasobu
  • struktura systemu, jądro
• Szeregowanie procesów
  • algorytmy planowania
  • wywłaszczanie
  • procesy intensywne obliczeniowo i ograniczone wejściem-wyjściem
  • implementacja w systemach UNIX, Linux i Windows
• Zarządzanie pamięcią
  • przydział
  • stronicowanie
  • segmentacja
  • fragmentacja
  • pamięć wirtualna
  • algorytmy wymiany
• Zarządzanie wejściem-wyjściem
  • klasyfikacja urządzeń
  • sposób współpracy z systemem
  • buforowanie, spooling
  • wirtualne wejście-wyjście
• System plików
  • organizacja logiczna, pliki i ich typy, katalogi, metody dostępu
  • organizacja fizyczna, przydział bloków, zarządzanie wolną przestrzenią
  • przechowywanie podręczne
  • synchronizacja dostępu współbieżnego
  • przykłady implementacji
• Przetwarzanie współbieżne
  • istota synchronizacji procesów, komunikacja
  • pojęcie instrukcji atomowej i przeplotu
  • poprawność programów współbieżnych
  • błędy uwarunkowane czasowo
  • wzajemne wykluczanie, algorytmy Petersona i Lamporta, instrukcje test-and-set i exchange
  • mechanizmy synchronizacji: semafory, monitory, rejony krytyczne, spotkania, inne mechanizmy standardu POSIX
  • zakleszczenie, istota i przeciwdziałanie
• Korzystanie z systemu UNIX/Linux
  • powłoki
  • skrypty
  • programowanie systemowe, API jądra

Literatura:

• A. Silberschatz, P. Galvin, G. Gagne: Podstawy systemów operacyjnych, WNT 2006.
• A.S. Tanenbaum: Strukturalna organizacja systemów komputerowych, Helion 2006.
• M. Rochkind: Programowanie w systemie UNIX dla zaawansowanych, WNT 2007.
• M. Ben-Ari: Podstawy programowania współbieżnego i rozproszonego, WNT 1996.