Detail předmětu

Operační systémy

IOS Ak. rok 2018/2019 letní semestr 5 kreditů

Aktuální akademický rok

Pojem operačního systému (OS) jako součásti programového vybavení. Architektura OS, klasifikace OS. Přehled operačních systémů. Jádro OS UNIX, jeho struktura, textové a grafické uživatelské rozhraní, příkazové jazyky. Systémy ovládání souborů, základní principy implementace vstup/výstupních operací. Správa procesů, přepínání kontextu, plánování, meziprocesová komunikace.  Správa paměti, stránkování, virtuální paměť. Synchronizace procesů, semafory a další synchronizační prostředky, uváznutí, stárnutí.

Garant předmětu

Vojnar Tomáš, prof. Ing., Ph.D. (UITS)

Koordinátor předmětu

Smrčka Aleš, Ing., Ph.D. (UITS)

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zápočet+zkouška (kombinovaná)

Rozsah

  • 39 hod. přednášky
  • 13 hod. projekty

Bodové hodnocení

  • 60 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
  • 10 bodů půlsemestrální test (4 bodů písemná část, 6 bodů testová část)
  • 30 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Ústav inteligentních systémů (UITS)

Přednášející

Smrčka Aleš, Ing., Ph.D. (UITS)
Vojnar Tomáš, prof. Ing., Ph.D. (UITS)

Cvičící

Holík Lukáš, doc. Mgr., Ph.D.
Kočí Radek, Ing., Ph.D. (UITS)
Lengál Ondřej, Ing., Ph.D. (UITS)
Rogalewicz Adam, doc. Mgr., Ph.D. (UITS)
Smrčka Aleš, Ing., Ph.D. (UITS)

Stránky předmětu

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Studenti znají základní principy operačních systémů (a zejména OS UNIX) a chápou jejich vliv na chod komplexních výpočetních systémů. Studenti jsou schopni využít skriptů pro řešení různých úloh v prostředí OS UNIX.

Cíle předmětu

Cílem je seznámit studenty s principy operačních systémů obecně a dále se základy operačního systému Unix.

Proč je předmět vyučován

Kurs má zejména seznámit studenty se základními koncepty a mechanismy operačních systémů (soubory a souborové systémy, procesy a plánování, meziprocesová komunikace, přidělování paměti), aby byli schopni efektivně využívat služby operačních systémů ve svých budoucích dílech. Kurs dále seznámí studenty se skriptováním v shellu umožňujícím automatizaci řady úkonů běžně prováděných při vývoji, správě i dalším použití výpočetních systémů. Konečně studenti získají také první zkušenosti s tvorbou paralelních programů.

Doporučené prerekvizity

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Základy programování v jazyce C.

Literatura referenční

  • Silberschatz, A., Galvin, P.B., Gagne, G.: Operating System Concepts, 10. vydání, John Wiley & Sons, 2018.

Osnova přednášek

  1. Úvod. Vývoj počítačů a OS. Požadavky na OS, klasifikace OS, standardy. Základní pojmy a obecná struktura OS.
  2. Operační systém UNIX. Historie a základní vývojové větve. Principy a struktura systému. Struktura jádra, rozhraní a formy komunikace s jádrem.
  3. Interpret příkazů (shell) v UNIXu. Základní příkazy, programy, skripty. Speciální symboly. Přesměrování vstupu a výstupu, roury, procesy na pozadí, subshell. Proměnné, řídicí struktury.
  4. Základy programování v Unixu. Jazyky, překladače, principy sestavování programu, dynamicky sestavované knihovny. Základní principy grafického uživatelského rozhraní X-Window.
  5. Standardní utility UNIXu.
  6. Systém souborů. Fyzická a logická struktura disku. Typy souborů, i-uzel, uložení dat souboru na disku.
  7. Přístupová práva k souborům, uživatelé a skupiny, atributy suid a sgid, typická struktura adresářů systému UNIX.
  8. Vstup a výstup. Odpovídající služby jádra. Datové struktury a algoritmy používané jádrem pro podporu vstupu a výstupu.
  9. Správa procesů. Zavedení systému, proces init. Volání fork, exec, exit, wait. Stavy procesu, plánovač.
  10. Správa paměti. Adresové prostory, překlad adres, stránkování.
  11. Virtualizace paměti.
  12. Vzájemné vyloučení, semafory a další synchronizační prostředky.
  13. Typické synchronizační úlohy, uváznutí (deadlock), stárnutí.

Osnova ostatní - projekty, práce

  1. Tvorba skriptů s využitím shellu a standardních utilit v prostředí operačního systému UNIX.
  2.  Synchronizace procesů v prostředí UNIX s využitím jazyka C.

Průběžná kontrola studia

  • Ohodnocení dvou domácích úloh vypracovaných samostatně studenty (max 30 bodů).
  • Ohodnocení půlsemestrální zkoušky (max 10 bodů).


Podmínky zápočtu:
Získání alespoň 10 bodů z domácích úloh a půlsemestrální zkoušky.

Kontrolovaná výuka

  • Vypracování dvou domácích úloh, kombinovaná závěrečná zkouška.
  • Pro získání bodů ze zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 27 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body.

Podmínky zápočtu

Získání alespoň 10 bodů z domácích úloh a půlsemestrální zkoušky.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-BC-3, obor BIT, 1. ročník, povinný
Nahoru