Бакалавриат 2021/2022

Разработка операционных систем

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс по выбору (Программная инженерия)

Направление: 09.03.04. Программная инженерия

Кто читает: Базовая кафедра «Системное программирование» Института системного программирования им. В.П. Иванникова РАН (ИСП РАН)

Где читается: Факультет компьютерных наук

Когда читается: 4-й курс, 1-3 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Хорошилов Алексей Владимирович

Язык: русский

Кредиты: 10

Контактные часы: 60

Программа дисциплины

Аннотация

В курсе рассматриваются ключевые принципы проектирования ядра операционных систем с акцентом на их освоение на практике. В рамках курса каждым студентом выполняется постепенная разработка маленькой операционной системы на языке Си с небольшими количеством вставок на ассемблере x86, которая запускается на эмуляторе ЭВМ Qemu. Каркас операционной системы постепенно выдается слушателям, наполнение каркаса осуществляется совместно в ходе занятий и в рамках самостоятельной работы.

Цель освоения дисциплины

• Знакомство на практике с основными принципами конструирования ядра операционной системы и сопутствующих понятий, таких как планировщик, виртуальная память, прерывания, механизмы синхронизации, системные вызовы, файловые системы и т.д.

Планируемые результаты обучения

• Знание механизмов аппаратной поддержки работы ядра
• Знание навыков программирования на языке Ассемблер
• Знание навыков проектирования и программирования компонентов ядра операционной системы и отладки программ в привилегированном режиме работы процессора
• Знание основных принципов внутреннего устройства ядра операционной системы
• Знание ПО начальной инициализации платформы и периферийных устройств, интерфейсов базового программного обеспечения (BIOS) на основе современных спецификаций ACPI, SMBIOS, UEFI и пр.

Содержание учебной дисциплины

• Введение.
• Устройство ядра JOS.
• Описатели процессов в JOS.
• Прерывания в x86.
• Обработка вложенных прерываний в x86.
• Управление распределением физических страниц.
• Переключение между режимами работы процессора.
• Управление процессами.
• Примитивная файловая система.

Элементы контроля

• Лабораторные работы
  Выполнение лабораторных работ Олаб, за которые можно получить максимум 33 балла
• Домашняя работа
  За выполнение домашней работы можно получить максимум 42 балла.
• Экзамен
  За экзамен можно получить максимум 25 баллов.

Промежуточная аттестация

• 2021/2022 учебный год 3 модуль
  0итог = Олаб*0.1 + Одз*0.1 + Оэкз*0.1

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Архитектура компьютера, Таненбаум, Э., 2014
• Операционная система UNIX, учебное пособие, 2-е изд., 635 с., Робачевский, А., Немнюгин, С., Стесик, О., 2014
• Современные операционные системы, Таненбаум, Э., 2012
• Таненбаум Эндрю С. Операционные системы. Разработка и реализация (+СD). Классика CS. 3-е изд. / С. Альберт. - Санкт-Петербург : Питер, 2007. - 704 с. - ISBN 978-5-469-01403-4. - URL: https://ibooks.ru/bookshelf/339939/reading (дата обращения: 12.10.2020). - Текст: электронный.

Рекомендуемая дополнительная литература

• Corbet, J., Rubini, A., & Kroah-Hartman, G. (2005). Linux Device Drivers: Vol. 3rd ed. O’Reilly Media.
• Research and Markets. (3 C.E. 2011). Research and Markets: Operating Systems In Depth: Design and Programming. Business Wire (English).
• Siever, E. (2005). Linux in a Nutshell: Vol. 5th ed. O’Reilly Media.