Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Systemy operacyjne 1
Koordynator przedmiotu:
Dr hab. inż. Leszek Jan Opalski, prof. uczelni, Mgr inż. Paweł Sobótka
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Informatyka i Systemy Informacyjne
Grupa przedmiotów:
Wspólne
Kod przedmiotu:
1030-IN000-ISP-0236
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Programowanie 1 – strukturalne Programowanie 2 – obiektowe Podstawy systemu UNIX
Limit liczby studentów:
Laboratorium (ćwiczenia komputerowe) – 15-24 os. /grupa
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest zapoznanie z budową i działaniem współczesnych systemów operacyjnych, a także kształtowanie umiejętności wykorzystania mechanizmów systemowych do poprawnej realizacji prostych aplikacji wieloprocesowych/wielowątkowych. Po ukończeniu kursu studenci: 1. posiadają wiedzę na temat: - zadań, właściwości i budowy systemów operacyjnych, - podstawowych modeli i sposobów realizacji współbieżności przez system komputerowy, - planowania przydziału czasu procesora/procesorów, - budowy i własności podstawowych typów systemów plików, - podstawowych mechanizmów synchronizacji i komunikacji międzyprocesowej; 2. umieją zaprojektować, napisać w języku C i przetestować stworzoną przez siebie prostą aplikację o zadanej funkcjonalności, wykorzystując mechanizmy i funkcje systemowe (API POSIX). Celem pierwszej części modułu "Systemy operacyjne" jest zapoznanie studentów z podstawami działania i konstrukcji współczesnych systemów operacyjnych, a także kształtowanie umiejętności wykorzystania funkcji systemowych do poprawnej realizacji prostych aplikacji wieloprocesowych/wielowątkowych, wykorzystujących standardowe kanały wejścia/wyjścia i dostęp do plików.
Treści kształcenia:
Wprowadzenie. System operacyjny, a system komputerowy. Zadania i interfejs systemów operacyjnych. Struktury systemów operacyjnych. Działanie systemu komputerowego. Procesy i wątki. Koncepcje procesu, procesu lekkiego, włókna i wątku; cykl życia i interfejs programisty. Realizacja współbieżności procesów i wątków. Współprogramy (coroutines) i kontynuacje. Sygnały i wyjątki oraz ich obsługa. Funkcje systemowe POSIX związane z obsługą procesów, sygnałów i wątków. Modele i interfejsy systemów plików. Plik, organizacja systemu plików. Operacje na systemie plików i interfejs programisty. Dostęp i ochrona plików, tryby dostępu do plików. Funkcje systemowe (POSIX) związane z obsługą synchroniczną i asynchroniczną plików i katalogów. Funkcje obsługi strumieni wejścia/wyjścia standardowej biblioteki języka C. Laboratorium: Wprowadzenie (1g). Środowisko wykonania programu POSIX (3g). Procesy i sygnały (3g). Wątki i muteksy (3g). Asynchroniczne operacje wejścia/wyjścia (3g). Indywidualna poprawa jednego ćwiczenia (2g).
Metody oceny:
Wykład: Wykłady mają wprowadzić studentów w tematykę przedmiotu, w szczególności w tematykę laboratorium. Dlatego spotkania w blokach 2-godzinnych odbywają się w pierwszej części semestru. Nie ma sprawdzianów audytoryjnych (wykładowych). Treści wykładowe będą się jednak pojawiać na wejściówkach laboratoryjnych. Laboratorium: Do dyspozycji studenta są zajęcia wprowadzające (L0), 4 ćwiczenia oceniane (L1, L2, L3, L4) oraz zajęcia (L5) poświęcone poprawie oceny z laboratorium. Ćwiczenia L1, L2, L3 mają układ: wejściówka sprawdzająca wiedzę techniczna wymaganą na zajęciach (z wykładu i man'a), tutorial ukazujący praktyczne aspekty użycia wiedzy technicznej związanej z tematyką zajęć i na koniec zadanie programistyczne ("łatwe"). Sprawdzana jest poprawność działania opracowanego programu na podstawie osiągania przez studentów z góry wyznaczonych punktów kontrolnych. Student okazuje efekt działania programu na ekranie monitora, prowadzący może zażądać pokazania również kodu. Maksymalna liczba punktów za każde z ćwiczeń: 25. Ćwiczenie L4 ma układ: wejściówka sprawdzająca poprawność rozumowania koncepcyjnego związanego z następującym zadaniem programistycznym ("trudnym"). W trakcie zajęć sprawdzane jest zaawansowanie wykonania zadania poprzez osiąganie poszczególnych punktów kontrolnych. Sprawdzeniu podlega nie tylko poprawność działania opracowanego programu ale i jakość kodu, który jest oceniany po zajęciach przez prowadzących. Maksymalna liczba punktów: 25. Szczegółowy sposób wyliczenia punktów oceny będzie podany dla każdego zadania oddzielnie. Rozwiązania wszystkich zadań (kod) podlegających ocenie muszą zostać przekazane prowadzącym w wymaganej formie. Zajęcia L5 poświęcone są na poprawianie oceny. Student może wybrać jeden temat, który chciałby poprawić lub nadrobić. Forma zadania będzie zgodna z tematem, który poprawia student. Nie ma możliwości poprawiania ani nadrabiania więcej niż jednego tematu w semestrze. Zajęcia odbywają się (bez przerw) wg harmonogramu. Zawartość grup laboratoryjnych oraz przydział grup do terminów harmonogramu zostanie uzgodniona z reprezentacją przed pierwszymi zajęciami. Uwagi ogólne: Wszystkie oceniane prace muszą być wykonywane samodzielnie. Niesamodzielność pracy, bądź korzystanie przez studenta z niedozwolonych materiałów powoduje uzyskanie z danej pracy/sprawdzianu 0p. W czasie wykonywania ocenianych prac pisemnych (jak wejściówki laboratoryjne) nie można korzystać z żadnych materiałów pisanych, nagrań dźwiękowych, środków komunikacji elektronicznej. W czasie realizacji tutoriali dozwolona (a wręcz zalecana) jest komunikacja studentów z prowadzącymi, a także pomiędzy sobą - jednak tak, by nie przeszkadzać osobom postronnym. W czasie rozwiązywania ocenianych programistycznych zadań laboratoryjnych można korzystać z tutoriala, własnych materiałów, rozwiązań zadań przykładowych, dokumentacji systemowej oraz Internetu jednak tak, by oceniana praca była dziełem samodzielnym. Punkty z wszystkich ocenianych elementów sumują się do 100. Do zaliczenia wymagane jest 50p, oceny wyższe są wyznaczane co 10p metodą proporcjonalną.
Egzamin:
nie
Literatura:
Podstawowa: 1. A. Silberschatz, P.B. Galvin, G. Gagne, Podstawy systemów operacyjnych, wyd. 6 zm. i rozsz., WNT 2005. Uwaga: wersje angielskojęzyczne są aktualizowane corocznie. 2. The GNU C Library Manual, http://www.gnu.org/software/libc/manual/ Uzupełniająca: 1. W. Stallings, Systemy operacyjne - architektura, funkcjonowanie i projektowanie, Wyd. 9, Helion, 2018. 2. A.S. Tanenbaum, H. Bos, Systemy operacyjne, Wyd. IV, Helion, 2015. 3. M.J. Rochkind, Programowanie w systemie Unix dla zaawansowanych (wyd. 2), WNT, 2007. 4. W.R. Stevens, Programowanie w środowisku systemu UNIX, WNT 2002.
Witryna www przedmiotu:
e.mini.pw.edu.pl
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01
Ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę nt. zadań, właściwości i budowy systemów operacyjnych
Weryfikacja: wejściówki na laboratoriach
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka W02
Zna podstawowe metody, techniki i narzędzia stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań z zakresu środowiska wykonania, procesów i sygnałów, wątków i operacji asynchronicznych
Weryfikacja: wejściówki na laboratoriach
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W11, K_W13
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01
Potrafi opisać architekturę co najmniej dwóch systemów dostępowych w sieciach teleinformatycznych
Weryfikacja: ocena z zadań wykonywanych podczas laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U05, K_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U02
Potrafi zrealizować w języku C proste aplikacje o zadanej funkcjonalności, wykorzystując narzędzia linii poleceń systemu Linux
Weryfikacja: ocena z zadań wykonywanych podczas laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U14
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U03
Potrafi wykorzystać nabytą wiedzę o własnościach SO oraz znajomość API POSIX do realizacji prostych aplikacji wieloprocesowych / wielowątkowych o zadanej funkcjonalności
Weryfikacja: ocena z zadań wykonywanych podczas laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U14, K_U15, K_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01
Rozumie konieczność ciągłego śledzenia zmian w obszarze systemów operacyjnych
Weryfikacja: wejściówki na laboratoriach
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe: