Detail předmětu

Operační systémy

IOS Ak. rok 2023/2024 letní semestr 5 kreditů

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.

Aktuální informace

Garant předmětu

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

Koordinátor předmětu

Dacík Tomáš, Ing. (UITS)
Kočí Radek, Ing., Ph.D. (UITS)
Kozák David, Ing. (UITS)
Lengál Ondřej, Ing., Ph.D. (UITS)
Pavela Jiří, Ing. (UITS)
Rogalewicz Adam, doc. Mgr., Ph.D. (UITS)
Rozsíval Michal, Ing. (UITS)
Smrčka Aleš, Ing., Ph.D. (UITS)
Vašíček Ondřej, Ing. (UITS)

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

  • 39 hod. přednášky
  • 13 hod. projekty

Bodové hodnocení

  • 60 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
  • 10 bodů půlsemestrální test (písemná část)
  • 30 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Ústav inteligentních systémů (UITS)

Přednášející

Lengál Ondřej, Ing., Ph.D. (UITS)
Rogalewicz Adam, doc. Mgr., Ph.D. (UITS)
Smrčka Aleš, Ing., Ph.D. (UITS)
Vojnar Tomáš, prof. Ing., Ph.D. (UITS)

Cvičící

Dacík Tomáš, Ing. (UITS)
Kočí Radek, Ing., Ph.D. (UITS)
Kozák David, Ing. (UITS)
Lengál Ondřej, Ing., Ph.D. (UITS)
Pavela Jiří, Ing. (UITS)
Rogalewicz Adam, doc. Mgr., Ph.D. (UITS)
Rozsíval Michal, Ing. (UITS)
Smrčka Aleš, Ing., Ph.D. (UITS)
Vašíček Ondřej, Ing. (UITS)

Stránky předmětu

Cíle předmětu

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

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. Standardní utility UNIXu.
  5. Systém souborů. Fyzická a logická struktura disku. Typy souborů, i-uzel, uložení dat souboru na disku.
  6. Přístupová práva k souborům, uživatelé a skupiny, atributy suid a sgid, typická struktura adresářů systému UNIX.
  7. Vstup a výstup. Odpovídající služby jádra. Datové struktury a algoritmy používané jádrem pro podporu vstupu a výstupu.
  8. Správa procesů. Pojem procesu, jeho stavy a representace v systému. Zavedení systému, proces init. Volání fork, exec, exit, wait.
  9. Základní algoritmy plánování procesů.
  10. Vzájemné vyloučení, semafory a další synchronizační prostředky.
  11. Typické synchronizační úlohy. Probém uváznutí (deadlock) a jeho řešení.
  12. Správa paměti. Adresové prostory, překlad adres, stránkování.
  13. Virtualizace paměti.

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).


  • Vypracování dvou domácích úloh, polosemestrální zkouška, kombinovaná závěrečná zkouška (povinná písemná část, ústní dozkoušení dle potřeby).
  • 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.

Způsob kontaktu s vyučujícím

  • Primární kontakt emailem, pomocí kterého je možno si domluvit individuální konzultaci s přednášejícími či přidělenými cvičícími (jsou přiděleni v průběhu semestru).
  • Možnost diskuse přes webová fóra předmětu (zřízena během semestru).

Rozvrh

DenTypTýdnyMístn.OdDoKapacitaPSKSkupInfo
Po zkouška 2024-03-25 D0206 D0207 D105 17:0019:00 půlsemestrální test
Út zkouška 2024-05-07 A112 A113 D0206 D0207 D105 E104 E105 E112 G202 13:0015:50 1. termín
Út zkouška 2024-05-07 A112 A113 D0206 D0207 D105 16:0017:50 1. termín
Út zkouška 2024-05-07 E104 16:0018:50 1. termín - prodloužení
Út zkouška 2024-05-07 E105 E112 G202 16:0017:50 1. termín
St přednáška 1., 2., 3., 4., 6., 7., 8., 9., 11., 12. výuky D105 09:0011:50316 1BIA 2BIA 2BIB xx 10 - 29 Vojnar
St přednáška 2024-03-06 D105 09:0011:50316 1BIA 2BIA 2BIB xx 10 - 29 Lengál
St přednáška 2024-04-10 D105 09:0011:50316 1BIA 2BIA 2BIB xx 10 - 29 Rogalewicz
St přednáška 1., 2., 3., 4., 6., 7., 8., 9., 11., 12. výuky D0206 D105 14:0016:50470 1BIB 2BIA 2BIB xx 30 - 49 Vojnar
St přednáška 2024-03-06 D0206 D105 14:0016:50470 1BIB 2BIA 2BIB xx 30 - 49 Lengál
St přednáška 2024-04-10 D0206 D105 14:0016:50470 1BIB 2BIA 2BIB xx 30 - 49 Rogalewicz
St zkouška 2024-05-22 A112 A113 D0206 D0207 D105 15:0016:50 2. termín
St zkouška 2024-05-22 E104 15:0017:50 2. termín - prodloužení
St zkouška 2024-05-22 E105 E112 G202 M104 M105 15:0016:50 2. termín
St zkouška 2024-06-05 D0206 D0207 D105 16:0017:50 3. termín
St zkouška 2024-06-05 E104 16:0018:50 3. termín - prodloužení
St zkouška 2024-06-05 E105 E112 16:0017:50 3. termín
Pá přednáška *) 2024-03-22 D105 16:0018:50300 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB xx Lengál Dobrovolné demonstrační cvičení: souborové systémy.
Pá přednáška *) 2024-04-26 D105 16:0019:50300 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB xx Lengál Dobrovolné demonstrační cvičení: synchronizace, paměť.
Pá přednáška *) 2024-05-03 D105 16:0019:50300 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB xx Lengál
Na výuku se nelze registrovat ve Studis. (Termíny cvičení mohou být v případě potřeby otevřeny dodatečně, ale nemusí být využity vůbec.)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru