1.      Аннотация программы

Курс призван познакомить студентов с фундаментальными понятиями и общими принципами организации операционных систем, включая изучение таких аспектов, как: организация файловых систем, управление процессами, межпроцессные взаимодействия, построение сетевых служб. Также целью курса является ознакомление слушателей с основными возможностями операционных систем, используемых на практике.

2.      Содержание программы

1.     Ведение в операционные системы

Назначение и история развития ОС; функции типичной ОС; механизмы поддержки модели клиент-сервер; ОС для карманных компьютерных устройств; задачи разработки ОС (эффективность, робастность, гибкость, переносимость, безопасность, совместимость); требования к ОС для поддержки безопасности, сетевой обработки, мультимедиа, оконных интерфейсов.

2.     Принципы создания ОС

Методы структурирования ОС (монолитная реализация, поуровневая декомпозиция, модульный подход, микроядерная ОС); процессы и ресурсы; понятие прикладного программного интерфейса (API); требования приложений и эволюция программно-аппаратных средств; вопросы организации ОС; прерывания (методы и реализация); понятие пользовательского и системного состояния, механизмы защиты, переход в режим системы (ядра).

3.     Параллелизм

Состояния и диаграммы состояния; структуры ОС (списки готовности, блоки управления процессами); диспетчирование и переключение между контекстами; роль прерываний; параллельное исполнение; проблема взаимного исключения и ее решения; взаимная блокировка (дедлоки): причины возникновения и условия, методы предотвращения; основные модели и механизмы (семафоры, мониторы, переменные условий, рандеву); задача взаимодействие поставщика-потребителя и синхронизация процессов; мультипроцессирование (циклический опрос (spin-locks), повторная входимость).

4.     Планирование и диспетчеризация

Статическое и динамическое планирование; планировщики и методы планирования; процессы и нити; тупики, режим реального времени.

5.     Управление памятью

Обзор видов физической памяти и аппаратных средств управления памятью; перекрытие памяти, подкачка, фрагментация и загрузка разделами; страничная и сегментная организация памяти; методы размещения и замещения блоков памяти (страниц/сегментов); рабочее множество; “пробуксовка памяти” (thrashing); кэширование (сaching).

6.     Характеристика основных возможностей существующих ОС

3.      Распределение часов

4.      Основная литература

1.     Цикритзис Д., Бернстайн Ф. Операционные системы. – М.: Мир, 1977. 336.

2.     Краковяк С. Основы организации и функционирования ОС ЭВМ. – М.: Мир, 1988.

3.     Робачевский А. Операционная система UNIX. BHV-СПб, 1998.