Operační systémy

• 39 hod. přednášky
• 13 hod. projekty

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

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.

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

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.

• Úvod do softwarového inženýrství (IUS)
• Základy programování (IZP)

Základy programování v jazyce C.

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

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.

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

• Dobrovolná doplňková demonstrační cvičení, budou-li vypsána.

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

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

• 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.

Získání alespoň 10 bodů z domácích úloh a půlsemestrální zkoušky.

• 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).