Курс посвящен одному из ключевых понятий, связанных с функционированием компьютеров и их программного обеспечения – понятию "операционная система". В курсе рассматриваются базовые понятия и определения, связанные с операционными системами, рассматривается архитектура, состав основных компонентов и их функционирование, взаимосвязь с аппаратурой компьютеров. Изучаются основы организации операционных систем, приводятся примеры реализации основных компонентов ОС. 

Целью освоения дисциплины «Операционные системы» является формирование у студентов комплекса базовых навыков, связанных с организацией, использованием и функционированием операционных систем.

Список всех тем лекций

Лекция 1. Введение.
Компьютеры первого поколения Компьютеры второго поколения Компьютеры третьего поколения

Лекция 2. Поколения компьютеров.
и другие семейства поколения: унификация компонентов программного обеспечения Операционная система Unix История отечественных ЭВМ Микропроцессоры Суперкомпьютерные технологии Вычислительные системы и их уровни Аппаратный уровень Уровень управления физическими ресурсами Драйвер

Лекция 3. Основы архитектуры вычислительной системы.
Основы архитектуры вычислительной системы Управление физическими ресурсами Управление виртуальными ресурсами Уровень систем программирования Прикладные системы Список терминологии Компьютер фон Неймана

Лекция 4. Основы компьютерной архитектуры.
Принципы фон Неймана Оперативное запоминающее устройство Расслоение памяти Регистры Рабочий цикл процессора Кэш-память

Лекция 5. Иерархия памяти.
Оперативное запоминающее устройство Центральный процессор и оперативная память Расслоение памяти Аппарат прерывания Схема обработки прерываний Внешнее устройство Синхронная организация обмена Асинхронная организация Иерархия устройств хранения информации Аппаратная поддержка ОС

Лекция 6. Аппаратная поддержка ОС.
Базовая аппаратная поддержка мультипрограммного режима Перемещаемость программы по ОЗУ Фрагментация памяти Виртуальная память Страничная организация памяти Регистровые окна Классификация архитектур многопроцессорных ассоциаций Иерархия MIMD-систем

Лекция 7. Классификация архитектур многопроцессорных ассоциаций.
Классификация архитектур многопроцессорных ассоциаций Иерархия MIMD-систем Иерархия SMP-системы Синхронизация кэша SMP-системы NUMA-системы Системы с распределенной памятью (MPP-системы) COW- кластеры (кластеры рабочих станций) Терминальные комплексы Линии связи и каналы Компьютерные сети

Лекция 8. Компьютерные сети.
Компьютерные сети Сеть коммутации каналов Сеть коммутации пакетов Модель ISO/OSI организации взаимодействия в сети Логическое взаимодействие по протоколу Модель ISO/OSI организации взаимодействия в сети

Лекция 9. Организация сетевого взаимодействия.
Модель ISO/OSI взаимодействия в сети Модели семейства протоколов TCP/IP Взаимодействия между уровнями протоколов TCP/IP Уровень доступа к сети Межсетевой уровень Задача маршрутизации Транспортный уровень Протокол UDP Уровень прикладных программ Основы архитектуры операционных систем

Лекция 10. Основы архитектуры ОС.
Основы архитектуры ОС Требования к ОС Структурная организация ОС Структура ОС Логические функции ОС Пакетная ОС Системы разделения времени

Лекция 11. Процесс в ОС.
Пакетная ОС разделения времени Смесь процессов ОС реального времени Процесс (определение) Жизненный цикл процесса Модельная ОС Типы процессов Процесс в Unix

Лекция 12. Контекст процесса.
Контекст процесса Системный вызов fork() Семейство системных вызовов exec() Завершение процесса _ exit() Получение информации о завершении своего потомка wait Жизненный цикл процессов

Лекция 13. Параллельные процессы.
Жизненный цикл процесса в Unix Начальная загрузка Инициализация системы Схема дальнейшей работы системы Параллельные процессы Разделение ресурсов Требование мультипрограммирования Тупики Способы реализации взаимного исключения Семафоры Дейкстры Мониторы Хоара Обмен сообщениями

Лекция 14. Классические задачи синхронизации.
Классические задачи синхронизации процессов "Обедающие философы" "Читатели и писатели" "Спящий парикмахер" Реализация взаимодействия процессов Сигналы

Лекция 15. Взаимодействие процессов.
Взаимодействие процессов Работа с сигналами Системный вызов pipe() Конвейер Совместное использование сигналов и каналов "пинг-понг" Именованные каналы

Лекция 16. Межпроцессорное взаимодействие.
Модель межпроцессорного взаимодействия "Главный-подчиненный" Общая схема трассировки процессов Схема установки контрольной точки

Лекция 17. Система IPC.
Общая концепция Очередь сообщений IPC Создание очереди сообщений Получение сообщений Пример "Клиент-сервер" Разделяемая память IPC Массив семафоров

Лекция 18. Работа с разделяемой памятью с синхронизацией семафорами.
Работа с разделяемой памятью с синхронизацией семафорами Аппарат сокетов Управление оперативной памятью Одиночное непрерывное распределение Распределение неперемещаемыми разделами Распределение перемещаемыми разделами

Лекция 19. Управление оперативной памятью.
Повтор прошлой лекции Страничное распределение Буфер быстрого преобразования адресов (TLB) Иерархическая организация таблицы страниц

Лекция 20. Страничное распределение памяти.
Использование хэш-таблицы Инвертированные таблицы страниц Алгоритм замещения страниц NRU Алгоритм FIFO Алгоритм "часы" Алгоритм замещение NFU Сегментная организация памяти Сегментно-страничная организация памяти Файловые системы Основные сценарии работы с файлом Типовые программные интерфейсы работы с файлами

Лекция 21. Файловые системы.
Структурная организация Атрибуты файла и основные сценарии работы Типовые программные интерфейсы работы с файлами Модельная организация Структура системного диска Непрерывные файлы Файлы, имеющие организацию связанного списка Таблица размещения файловой системы FAT

Лекция 22. Основные концепции файловых систем.
Использование индексных дескрипторов (узлов) Организация каталогов Соотношение имени и содержимого файла Координация использования пространства внешней памяти Квотирование пространства файловой системы Надежность файловой системы Стратегии архивирования Проверка целостности системной информации

Лекция 23. Файловая система в Unix.
Организация файловой системы Unix Права доступа Логическая структура каталога Модель версии System V Работа с массивами номеров свободных блоков Индексные дескрипторы Адресация блоков файлов Файл каталог Установление связей Достоинства файловой системы System V

Лекция 24. Управление внешними устройствами.
Управление внешними устройствами Программное управление внешними устройствами Планирование дисковых обменов RAID системы Файлы устройств, драйверы Файлы устройств Системные таблицы драйверов Обмен данными с файлами Буферизация