Úvod do operačních systémů

Přednášející:

Jan Koller, Jaroslav Roztočil (gar.), Jiří Zděnek

Cvičící:

Jan Koller, Jaroslav Roztočil (gar.), Jiří Zděnek

Předmět zajišťuje:

katedra měření

Anotace:

Seznámení se základními principy operačních systémů se

zaměřením na UNIX a MS Windows. Získání znalostí

pokročilého uživatele a jejich procvičení.

Požadavky:

Zakončení předmětu je podmíněno dosažením stanoveného součtu bodového hodnocení ze cvičení a zkouškové písemky. Bližší informace jsou na http://measure/vyuka/predmety/Y38UOS

Osnova přednášek:

1. Úvod, historie, typy operačních systémů (OS). Architektura počítačů a počítačových systémů. Základní prvky, procesor, registry procesoru, paměť, disky, vstupně/výstupní zařízení (I/O devices), sběrnice. Provádění instrukcí.

2. Úloha operačního systému. Struktura OS, operace, služby. Uživatelské rozhraní (znakové, grafické). Systémová volání. Systémové programy. Virtuální stroje. Start (booting) a vypnutí OS.

3. Vývoj aplikačních programů. Programovací nástroje. Aplikační programové rozhraní API (Application Programming Interface). Standard POSIX. Vytvoření spustitelného souboru, použití kompilátoru a linkeru. Statické a dynamické (sdílené) knihovny. Ladění programů.

4. Správa procesů. Plánování procesů a vláken (scheduling). Typy plánovačů. Strategie plánování (příklady).

5. Komunikace mezi procesy (IPC InterProcess Communication). Signály, roury, sdílená paměť, soubory, fronty zpráv. Problémy IPC.

6. Synchronizace procesů a vláken. Problém kritické sekce. Synchronizační prostředky (semafory, mutexy, monitory). Příklady použití.

7. Klasické synchronizační úlohy. Uváznutí (deadlock), možnosti řešení. Komunikace v systémech klient-server.

8. Správa paměti. Adresový prostor. Techniky správy paměti, přidělování bloků paměti, stránkování, segmentace. Virtuální paměť.

9. Souborový systém, koncepce, přístupové metody, struktura disků a adresářů. Nástroje pro práci se souborovým systémem.

10. Distribuované systémy. Systémy založené na počítačových sítích. Síťové rozhraní. Distribuované systémy souborů. Synchronizace. Základy programování v počítačových sítích.

11. Bezpečnost. Základy kryptografie. Mechanismy zabezpečení. Útoky na OS, malware. Počítačové viry, trojské koně, spyware, adware. Ochrana proti škodlivému softwaru. Identita uživatelů, procesů a souborů. Přístupová práva a jejich nastavení.

12. Operační systémy reálného času RTOS (real-time operating system). Charakteristika, vlastnosti, základní parametry. Hard a soft-real time. Plánovací mechanismy v RTOS. Příklad RTLinux, VxWorks, PharLap, RTX.

13. OS pro speciální účely, vestavěné (embedded) systémy, příklady.

14. Příkladové studie. Linux, Windows XP, Solaris.

Osnova cvičení:

1. Úvod, práce v grafickém prostředí, jednoduché příkazy.

2. Seznámení se shellem, představení editoru vi.

3. Základní příkazy pro práci se soubory.

4. Standardní vstupy a výstupy procesu, filtry.

5. Regulární výrazy. Program grep.

6. Zpracování textů programy sed a awk.

7. Přístupová práva, program find, zálohováni a komprese dat.

8. Práce s procesy, návratový kód, příkaz test.

9. Proměnné, řídící příkazy shellu, bloky příkazů, funkce, numerické výpočty.

10. Uživatelský vstup, zpracování přepínačů, psaní a ladění skriptů, plánování úloh.

11. Procvičení skriptů, konzultace.

12. Procvičení skriptů.

13. Ukázka tvorby programu v jazyku C.

14. Náhradní testy. Udělení zápočtu.

Cíle studia:

Studijní materiály:

[1] Dráb, M.: Jádro systému Windows. Computer Press, Brno 2011.

[2] Linux. Dokumentační projekt. 4. aktualizované vydání (volně dostupný dokument na Internetu ve formátu pdf, např. http://www.root.cz/zpravicky/linux-dokumentacni-projekt-4-vydani-ke-stazeni/).

[3] Sobel, M. G.: Mistrovství v Linuxu. Příkazový řádek, shell, programování. Computer Press, Brno 2007.

[4] Kolář, P.: Operační systémy. TU Liberec (http://www.nti.tul.cz/~kolar/os/os-s.pdf)

[5] Jelínek, L.: Jádro systému Linux. Computer Press, Brno 2008.

Poznámka:

http://measure.feld.cvut.cz/vyuka/predmety/AD7B38UOS

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út
St	místnost T2:C3-337 Roztočil J. Koller J. 09:15–10:45 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1) Dejvice Posluchárna
Čt
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Společný 1.ročník (STM-A7B) (povinný předmět programu)
• Inteligentní systémy (STM-A7B) (povinný předmět programu)
• Manažerská informatika (STM-A7B) (povinný předmět programu)
• Softwarové inženýrství (STM-A7B) (povinný předmět programu)
• Web a multimedia (STM-A7B) (povinný předmět programu)