Systemy operacyjne (zaawansowane)

Na wykładzie skupimy się na poznawaniu funkcji jądra systemu operacyjnego udostępnianych programiście systemowemu. Oprócz tematów wspólnych dla większości SO będziemy zapoznawać się z rozwiązaniami dostępnymi w systemach uniksowych i uniksopodobnych (Linux, FreeBSD, NetBSD, MacOSX, QNX, MINIX3).

Wprowadzenie [4h]

• Jądro, system operacyjny, dystrybucja.
• Rodzaje systemów operacyjnych (wbudowane, czasu rzeczywistego, rozproszone).
• Najważniejsze osiągnięcia w dziedzinie systemów operacyjnych.
• Wywołania systemowe i komunikacja programów z jądrem.
• Architektura jądra systemu operacyjnego (jądra monolityczne, mikrojądra, exokernel).

Procesy i wątki [8h]

• Przestrzeń adresowa procesu.
• Zarządzanie procesami i wątkami.
• Hierarchia procesów.
• Planowanie zadań.
• Synchronizacja (wyłączanie przerwań, blokady, zmienne warunkowe).
• Komunikacja (potoki, gniazda, skrzynki pocztowe)
• Programowanie współbieżne (logika temporalna).

Pamięć [8h]

• Zarządzanie pamięcią fizyczną (system bliźniaków).
• Listowy algorytm przydziału.
• Pule obiektów.
• Pamięć wirtualna.
• Zarządzanie przestrzenią wirtualną.
• Stronicowanie na żądanie, buforowanie stron.
• Algorytmy wymiany stron.
• Ładowanie programów, biblioteki współdzielone.
• Wersjonowanie przestrzeni adresowych (vm_object).

Pliki, systemy plików [6h]

• Operacje na plikach i katalogach.
• Hierarchia plików, punkty montażowe.
• Uprawnienia plików.
• Wirtualny system plików (VFS).
• Zarządzanie przestrzenią dyskową.
• Organizacja systemów plików (i-węzły, katalogi).
• Migawki, dziennikowanie, kopie zapasowe.

Tematy dodatkowe [4h]

• Sterowniki – zasoby, urządzenia, szyny, proces wykrywania urządzeń.
• Zegar systemowy i zarządzanie czasem.
• Proces ładowania systemu operacyjnego.
• Autoryzacja i uwierzytelnianie (PAM).
• Zapobieganie cyberatakom.
• Maszyny wirtualne.