Development of Operating Systems

2021/2022

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

10

ECTS credits

Category 'Best Course for Broadening Horizons and Diversity of Knowledge and Skills'

Category 'Best Course for New Knowledge and Skills'

Delivered by:

Joint Department with the RAS Institute for System Programming

Type:

Elective course

When:

4 year, 1-3 module

Instructor

Khoroshilov, Alexey V.

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.