Detail předmětu

Operační systémy

FIT-IOSAk. rok: 2022/2023

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.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Tomáš Vojnar, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav inteligentních systémů (UITS)

Výsledky učení 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.

Prerekvizity

Základy programování v jazyce C.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

  • Přednášky.
  • Samostatné experimenty.
  • Samostatná práce na projektech.

Způsob a kritéria hodnocení

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

Osnovy výuky

  1. Úvod a základní pojmy z operačních systémů.
  2. Operační systém UNIX.
  3. Interpret příkazů (shell) v UNIXu.
  4. Systém souborů, vstup a výstup.
  5. Správa procesů.
  6. Synchronizace paralelních úloh.
  7. Správa paměti.

Učební cíle

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

  • 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.

Doporučené volitelné složky programu

  • Dobrovolná doplňková demonstrační cvičení, budou-li vypsána.

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

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

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BIT bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program BIT bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program IT-BC-3 bakalářský

    obor BIT , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Tomáš Vojnar, Ph.D.
Ing. Aleš Smrčka, Ph.D.
Ing. Ondřej Lengál, Ph.D.

Osnova

  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.

Projekt

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

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

Osnova

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

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz