Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2018/2019

Operační systémy

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
B4B35OSY Z,ZK 4 2p+2c česky
Přednášející:
Michal Sojka (gar.), Petr Štěpán
Cvičící:
Michal Sojka (gar.), Jan Chudoba, Petr Štěpán, Jiří Záhora
Předmět zajišťuje:
katedra řídicí techniky
Anotace:

Student se seznámí se základními koncepty a principy operačních systémů, jako jsou procesy a vlákna, jejich komunikace a plánování, synchronizační prostředky, virtuální paměť, správa periferií, souborové systémy či základní otázky bezpečnosti. Na přednáškách budou tato témata probrána teoreticky s odkazy na implementace převážně v OS Linux a Windows. Od začátku budou uvažovány platformy s vícejádrovými procesory. Na cvičeních budou studenti vypracovávat úlohy v jazyce C/C++ a budou pracovat s operačními systémy Linux a NOVA (mikrojádro).

Požadavky:

programovaní C

architektury počítačů

Osnova přednášek:

1. Architektura počítače, historie a typy OS, komponenty OS.

2. Obsluha přerušení a vyjímek. Systémová volání.

3. Procesy, vlákna, přepínání kontextu, rozvrhování (plánování), lokální vs. globalní plánování, migrace vláken.

4. Synchronizace, časově závislé chyby, přístup ke sdíleným zdrojům (nepreemptivní sekce, semafory, mutexy, spinlocky, Java synchronize), uváznutí.

5. Meziprocesní komunikace (signály, roury, předávání zpráv)

6. Virtuální paměť, výpadky stránek, odkládání, copy-on-write, spouštění procesů, relokace, dynamické knihovny.

7. Správa paměti, paměťové alokátory (v jádře a uživatelském prostoru, halda).

8. Bezpečnost (security), trusted computing base, buffer overflow, ASLR, antiviry, šifrování.

9. Vstup/výstup, ukládání dat, síťová rozhraní, USB, HID, ovladače zařízení (Linux, Win).

10. Souborové systémy, žurnálování, integrita dat, disková vyrovnávací paměť.

11. Grafický subsystém, trame buffer, HW akcelerace, paralelní výpočty.

12.Virtualizace.

13. Mobilní OS, struktura OS Android a jeho aplikací, spolupráce s cloudovými službami

14. Duševní vlastnictví a jeho ochrana, open source softwarové licence, ekonomické aspekty využití open source

Osnova cvičení:

1. Úvod, shell, opakování programování v C, makefile praktický vstupní test

2. Základy používání shellu, skriptování.

3. Systémová volání - Linux (assembler, C)

4. Systémová volání - na mikrojádře NOVA

5. Synchronizace v C - úloha na vlákna a synchronizaci (Linux)

6. Úloha na IPC (roura mezi vlákny, obsluha signálů, Linux)

7. Zavedení ELF souboru do paměti a spuštění (NOVA)

8. Přepínání vláken (NOVA)

9. Semafor, preemptivní multitasking (NOVA)

10. Bezpečnost, buffer overflow exploit (Linux)

11. Alokace paměti (halda, Linux)

12. Implementace souborového systému (NOVA)

13. Odevzdání souborového systému, zápočet.

Cíle studia:
Studijní materiály:

1. TANENBAUM, Andrew S a Albert S WOODHULL. Operating systems design and implementation. 3rd ed. Upper Saddle River: Prentice-Hall, c2006, xvii, 1054 s. ISBN 0131429388.

2. http://wiki.osdev.org/

3. http://hypervisor.org/

Poznámka:
Rozvrh na zimní semestr 2018/2019:
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
místnost T2:H1-131
Sojka M.
11:00–12:30
(přednášková par. 1
paralelka 105)

Dejvice haly
AlgDejvice
místnost KN:E-2
Štěpán P.
12:45–14:15
(přednášková par. 1
paralelka 107)

Karlovo nám.
Laboratoř PC
místnost KN:E-2
Štěpán P.
14:30–16:00
(přednášková par. 1
paralelka 108)

Karlovo nám.
Laboratoř PC
místnost KN:E-2
Štěpán P.
16:15–17:45
(přednášková par. 1
paralelka 109)

Karlovo nám.
Laboratoř PC
St
místnost KN:E-2

07:30–09:00
(přednášková par. 1
paralelka 106)

Karlovo nám.
Laboratoř PC
místnost KN:E-2
Chudoba J.
11:00–12:30
(přednášková par. 1
paralelka 102)

Karlovo nám.
Laboratoř PC
místnost KN:E-2
Záhora J.
12:45–14:15
(přednášková par. 1
paralelka 103)

Karlovo nám.
Laboratoř PC
místnost KN:E-2
Záhora J.
14:30–16:00
(přednášková par. 1
paralelka 104)

Karlovo nám.
Laboratoř PC
místnost KN:E-2
Chudoba J.
09:15–10:45
(přednášková par. 1
paralelka 101)

Karlovo nám.
Laboratoř PC
Čt
místnost T2:D3-309
Sojka M.
Štěpán P.

14:30–16:00
(přednášková par. 1)
Dejvice
Posluchárna

Rozvrh na letní semestr 2018/2019:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 18. 2. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet4683606.html