Systemy operacyjne

- znajomość podstaw programowania w dowolnym języku wysokiego poziomu (Pascal, C)

- znajomość podstaw pracy z systemem Unix/Linux

- bierna znajomość j.angielskiego w stopniu umożliwiającym korzystanie z dokumentacji

przedmiot obligatoryjny

Calkowity nakład pracy:

- godziny realizowane z udziałem nauczycieli 70h

-- wykład 30h

-- laboratorium 30h

-- konsultacje 4h

-- egzaminy 6h

- godziny pracy indywidualnej studenta

-- przygotowanie do wykładów i egzaminu 45h

-- przygotowanie do laboratoroów i procesu jego oceniania 45h

RAZEM 6 ECTC (160h)

Poniższe efekty kształcenia zawierają się kompetencjach K_W3,5 dla kierunku Informatyka Stosowana.

W1: zna podstawowe pojęcia takie jak system komputerowy, system operacyjny, wieloprogramowość, wielozadaniowość, system z podziałem czasu, system czasu rzeczywistego, tryb monitora i użytkownika, itd.

W2: zna często używane skróty takie jak ALU, CPU, IDE, SATA, EXT3, VFAT, DMA, BIOS, JFS, POSIX, PCI, RAM, SMP, SPOOL, itp.

W3: zna algorytmy przydziału procesora, pamięci operacyjnej i dyskowej, stany procesów, blokady

W4: zna sposoby wirtualizacji czasu procesora, pamięci operacyjnej i dyskowej

W5: zna podstawowe narzędzia diagnostyczne takie jak ps, df, top, itp.

W6: zna podstawy języka bash i podstawowe komendy systemowe

Poniższe efekty kształcenia zawierają się kompetencjach K_U1,2,3,7,9,10 dla kierunku Informatyka Stosowana.

U1: posługuje się pojęciami w celu opisania funkcjonowania systemu komputerowego, w tym zarządzania dostępem do procesora, pamięci operacyjnej i dyskowej

U2: potrafi zinterpretować wskazania podstawowych programów dostarczających danych o funkcjonowaniu systemu komputerowego, takich jak top, df, ps

U3: potrafi napisać w języku bash skrypty zbierające informacje o konfiguracji oraz działaniu systemu komputerowego oraz o jego użytkownikach

U4: potrafi korzystać z dokumentacji dostępnej na stronach podręcznika systemowego

Poniższe efekty kształcenia zawierają się kompetencjach K_K1 dla kierunku Informatyka Stosowana, studia pierwszego stopnia.

K1: rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się w związku z rozwojem sprzętu i oprogramowania

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- laboratoryjna

Celem zajęć jest przekazanie podstawowej, niezbędnej wiedzy potrzebnej do zrozumienia działania współczesnych systemów operacyjnych z podziałem czasu, głównie systemów Unix/Linux, oraz nabycie podstawowych umiejętności diagnozowania stanu takich systemów.

Zajęcia (wykład oraz ćwiczenia w pracowni komputerowej) są skierowane do osób pragnących pracować jako administratorzy systemów komputerowych oraz programistów pragnących tworzyć nowoczesne i wydajne oprogramowanie.

Celem wykładu jest przedstawienie podstawowych pojęć i zagadnień związanych z budową oraz działaniem współczesnych systemów komputerowych z punktu widzenia zaawansowanego użytkownika oraz administratora system komputerowego. Dlatego zawartość wykładu i ujęcie tematu mają charakter bardziej praktyczny niż teoretyczny. Jest to próba dostarczenia i objaśnienia aparatu pojęciowego w takim zakresie, aby ułatwić administrowanie i strojenie systemu komputerowego, a także pomóc w tworzeniu wydajnych aplikacji.

W ramach wykładu zostaną poruszone następujące zagadnienia:

1. Historia komputerów i systemów operacyjnych

2. Architektura i działanie procesora. Architektura współczesnych komputerów

3. Jak system komputerowy wykonuje programy?

- Monitor prosty, buforowanie, spooling,

- Wieloprogramowość

- Podział czasu

4. Struktura systemu komputerowego.

- Systemy z obsługą przerwań

- Struktura wejścia-wyjścia

- Dualny tryb pracy

5. Procesy

- Model procesu i jego implementacja

- Proces z poziomu powłoki

- Zarządzanie procesami

- Komunikacja międzyprocesowa

- Synchronizowanie procesów. Zakleszczenia.

6. Zarządzanie pamięcią

- Zarządzanie pamięcią bez wymiany i stronicowania

- Wymiana

- Pamięć wirtualna

- Segmentacja

7. Zarządzanie przestrzenią dyskową

- Rodzaje plików

- Partycje i systemy plików, systemy plików z kroniką

- Zarządzanie logicznymi wolumenami

- Macierze dyskowe

8. Struktura systemów operacyjnych

- Systemy monolityczne

- Systemy warstwowe

- Maszyny wirtualne

- Model klient-serwer

9. Przykłady systemów operacyjnych

Celem ćwiczeń jest zapoznanie się z mechanizmami funkcjonowania systemu operacyjnego, jego konfiguracji i badanie aktualnego stanu systemu z użyciem komend systemowych i narzędzi diagnostycznych. W czasie zajęć będzie wykorzystywany język Bash do tworzenia skryptów systemowych oraz język C do demonstracji funkcji systemowych oraz mechanizmów synchronizacji procesów w systemie GNU/Linux.

Ćwiczenia wymagają dostępu do powłoki serwerów Unix/Linux za pomocą SSH lub VNC. Rozwiązania zadań uczestnicy umieszczają w repozytorium Git. Do edycji skryptów wykorzystywane są edytory vim/emacs.

Literatura obowiązkowa:

Jeden z poniższych podręczników (mogą być starsze lub nowsze wydania)

- A. S. Tanenbaum, H. Bos. Systemy operacyjne. Wydawnictwo Helion, 2015.

- W. Stallings. Systemy operacyjne. Architektura, funkcjonowanie i projektowanie. Wydanie IX. Wydawnictwo Helion, 2018.

- A. Silberschatz, P.B. Galvin, Gr. Gagne. Podstawy systemów operacyjnych. Tom 1-2. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2021.

Literatura dodatkowa:

- M. J. Bach. Budowa systemu operacyjnego UNIX. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa,1995.

- D. P. Bovet i M. Cesati. Linux Kernel. Wydawnictwo RM, Warszawa, 2001.

- A. M. Lister i R. D. Eager. Wprowadzenie do systemów operacyjnych. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1994.

- R. Love. Linux kernel. Przewodnik programisty. Wydawnictwo Helion, Gliwice, 2004.

- U. Vahalia. Jądro systemu UNIX, nowe horyzonty. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2001.

Przedmiot obejmuje 30 godzin wykładu oraz 30 godzin laboratorium komputerowego.

Metody oceniania:

Wykład: egzamin pisemny weryfikujący efekty kształcenia W1-5, U1-2,K1.

Do egzaminu są dopuszczone osoby, które zaliczyły zajęcia laboratoryjne.

Laboratorium: ocena na podstawie kolokwium oraz zadań realizowanych na zajęciach weryfikujących efekty kształcenia W5-6, U3-4,K1

Kryteria oceniania:

Wykład: zaliczenie na podstawie egzaminu, oceny wyznaczone według przelicznika:

51-60% - ocena: 3

61-70% - ocena: 3+

71-80% - ocena: 4

81-90% - ocena: 4+

91-100% - ocena 5

Laboratorium: zaliczenie na podstawie kolokwium, zadań realizowanych na laboratoriach oraz oceny projektów zaliczeniowych wg. przelicznika:

51-60% - ocena: 3

61-70% - ocena: 3+

71-80% - ocena: 4

81-90% - ocena: 4+

91-100% - ocena 5