Systemy operacyjne

Przedmioty wprowadzające

- Podstawy programowania

- Środowisko programisty

- Problemy społeczne i zawodowe informatyki

1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim:

- udział w wykładach 15,0 godz.

- zajęcia praktyczne - udział w laboratoriach 45,0 godz.

Razem: 60,0 godz. / 2 ECTS

2. Samodzielna praca studenta:

- przygotowanie do egzaminu 10,0 godz.

- przygotowanie do laboratorium 20,0 godz.

- przygotowanie do kolokwiów 10,0 godz.

- samodzielne studiowanie literatury przedmiotu 20,0 godz.

Razem: 60,0 godz. / 2 ECTS

Sumarycznie: 120 godz / 4 ECTS

Wiedza:

wykład - egzamin pisemny (W1, W2, W3, W4, W5, W6)

Umiejętności

laboratorium

- prace zaliczeniowe (U1, U2, U3)

- aktywność na zajęciach, prace zaliczeniowe (U1, U2, U3)

Kompetencje

- dyskusja w trakcie zajęć, przygotowanie do zajęć, postawa w trakcie zajęć (K1, K2, K3)

Kurs omawia systemy operacyjne z perspektywy programisty (w odróżnieniu od perspektywy użytkownika czy administratora). Przekazane informacje potrzebne są programiście do tworzenia programów wykorzystujących w efektywny sposób usługi udostępniane przez system, oraz do znajomości ograniczeń nakładanych przez system na programy pracujące pod jego kontrolą.

Omawiane tematy:

1. Wprowadzenie. Definicja systemu operacyjnego, Zadania i właściwości systemów operacyjnych. Klasyfikacja systemów operacyjnych. Zasoby zarządzane przez systemy operacyjne. Pojęcie jądra systemu operacyjnego i wywołania systemowego.

2. Zarządzanie procesami. Pojęcie procesu i wątku Atrybuty procesu. Przydział procesora. Wywłaszczanie, przełączanie kontekstu, algorytmy planowania przydziału procesora.

3. Komunikacja i synchronizacja procesów. Sygnały i ich obsługa. Współbieżność i problemy współbieżności. Problem sekcji krytycznej, zakleszczenia.

4. Zarządzanie pamięcią operacyjną i współdzielenie pamięci. Organizacja i adresowanie pamięci .Przydział pamięci. Stronicowanie. Pamięć wirtualna.

5. Pamięć pomocnicza. Zarządzanie obszarami dyskowymi. Metody przydziału miejsca na dysku. Zarządzanie plikami. Organizacja systemu plików. Operacje na systemie plików. Dostęp i ochrona plików, tryby dostępu do plików.

7. Zarządzanie systemem wejścia/wyjścia. Sposoby komunikacji z urządzeniami wejścia/wyjścia. Urządzenia znakowe i blokowe.

8. Ochrona i bezpieczeństwo systemu operacyjnego. Kontrola dostępu do zasobów. Mechanizmy ochrony.

Literatura podstawowa

1. A.S. Tanenbaum, H. Bos, Systemy operacyjne, Helion, 2024.

2. W.R. Stevens, S.A. Rago, Programowanie w środowisku systemu UNIX, wyd. 2, WNT, 2009.

3. R.H. Arpaci-Dusseau, A.C. Arpaci-Dusseau, Operating Systems: Three Easy Pieces, University of Wisconsin–Madison, 2018–2023 (dostęp online: https://pages.cs.wisc.edu/~remzi/OSTEP/).

4. GNU Bash Reference Manual, GNU Project, aktualna wersja online: https://www.gnu.org/software/bash/manual/.

5. Strony podręcznika systemowego (man pages) systemu Linux, sekcje 2 i 3.

Literatura uzupełniająca

1. A. Silberschatz, P.B. Galvin, G. Gagne, Podstawy systemów operacyjnych, wyd. 10, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2021.

2. W. Stallings, Systemy operacyjne. Architektura, funkcjonowanie i projektowanie, wyd. IX, Helion, 2018.

3. M.J. Rochkind, Programowanie w systemie UNIX dla zaawansowanych, WNT, 2007.

Wiedza

W1 - Znajomość pojęć i koncepcji związanych z systemami operacyjnymi (K_W04, K_W07)

W2 - Znajomość zasad projektowania systemów operacyjnych (K_W 04, K_W01)

W3 - Znajomość roli i zadań systemu operacyjnego w oprogramowaniu komputera (K_W06)

W4 - Znajomość technik zarządzania podstawowymi zasobami komputera (K_W01, K_W12)

W5 - Znajomość podstawowych algorytmów szeregowania, synchronizacji oraz współbieżności procesów (K_U04)

W6 - Znajomość zagadnień z zakresu systemów operacyjnych ze szczególnym uwzględnieniem procesów, współbieżności, szeregowania zadań i zarządzania pamięcią (K_W02)

Umiejętności

U1 - Umie zautomatyzować podstawowe czynności administracyjne w systemie operacyjnym za pomocą języka skryptowego (K_U01, K_U03, K_U04)

U2 - Umie programować z użyciem wywołań systemowych (K_U01, K_U03, K_U04)

U3 - Umie znaleźć i wykorzystać w praktyce informacje w dokumentacji programistycznej systemu operacyjnego (K_U02, K_U04, K_U05, K_U07)

Kompetencje społeczne

K1 - Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia (K_K01)

K2 - Potrafi precyzyjnie formułować pytania, służące pogłębieniu własnego zrozumienia danego tematu lub odnalezieniu brakujących elementów rozumowania (K_K02)

K3 - Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze, także w językach obcych (K_K06)