FOI Nastava - Operacijski sustavi

Sadržaj se učitava...

FOI Nastava

apps

mdi-login

Operacijski sustavi

Operating Systems
2024/2025

5 ECTSa

Informacijski i poslovni sustavi 1.2 (IPS)

Katedra za informatičke tehnologije i računarstvo

3. semestar

Osnovne informacijemdi-information-variant

Izvođači nastavemdi-account-group

Nastavni plan i programmdi-clipboard-text-outline

Model praćenjamdi-human-male-board

Ispitni rokovimdi-clipboard-check-outline

Rasporedmdi-calendar-clock

Konzultacijemdi-account-voice

Izvođenje kolegija

Studij	Studijski program	Semestar	Obavezan
Informacijski i poslovni sustavi 1.2 (IPS)		3	obavezan

Cilj kolegija

Operacijski sustavi su bitni dijelovi svakog računalnog sustava te predmet o operacijskim sustavima predstavlja važan dio nastave u obrazovanju poveznim, na neki način, s računalima. Računalni se sustav može podijeliti u četiri razine: razinu sklopovlja, razinu operacijskih sustava, razinu primjenskih programa i razinu korisnika. Operacijski je sustav skup programa koji djeluju kao posrednici između sklopovlja i primjenskih programa te korisnika. Osnovni je cilj predmeta kod studenata razviti razumijevanje da operacijski sustavi služe dvjema svrhama: prvo, da operacijski sustavi moraju raspodijeliti računalne aktivnosti tako da osiguraju dobru iskorištenost računalnih sredstava i, drugo, da uspostave prikladno okruženje za pripremu i izvođenje korisničkih programa.

Preduvjeti

Informacijski i računalni sustavi (IPS 1.2)
Programiranje 1 (IPS 1.2)
Programiranje 2 (IPS 1.2)

Norma kolegija

Predavanja

30 sati

Vježbe u praktikumu

30 sati

Nastavnik	Uloga na kolegiju	Oblik nastave	Tjedana	Sati	Grupa
Ivković Nikola	Nositelj	Predavanja	2	2	1
Magdalenić Ivan	Nositelj	Predavanja	14	2	1
Golub Marin	Nositelj	Predavanja	14	2	1
Milić Luka	Suradnik	Seminar Vježbe u praktikumu	15 15	1 1	2 6
Popović Elvis	Suradnik
Mihaljević Ivan	Suradnik	Vježbe u praktikumu	15	1	8

Sadržaj predavanja

Uvod. (2 sata)
Prvi susret s operacijskim sustavom. Zadaci operacijskog sustava. Sučelja. Načini izučavanja operacijskog sustava.
Model jednostavnog računala. (2 sata)
Uloga procesora i radnog spremnika u rudimentarnom računalu. Instrukcijska dretva. Računalni proces. Okruženje za izvođenje dretvi. Zamjena konteksta.
Ulazno-izlazne operacije. (4 sata)
Priključivanje ulazno-izlaznih naprava. Prekidni način rada procesora. Podsustav za prihvat prekida. Sklopovska potpora za ostvarenje višestrukog prekidanja. Prenošenje blokova znakova. Sklopovi s neposrednim pristupom spremniku. Čvrsto povezani višeprocesorski sustavi.
Međusobno isključivanje u višedretvenim sustavima. (4 sata)
Programi, procesi i dretve. Višedretveno ostvarenje zadataka, sustav podzadataka. Model višedretvenosti. Nezavisnost dretvi. Ostvarenje međusobnog isključivanje dviju dretvi. Dekkerov postupak. Petersonov postupak. Međusobno isključivanje većeg broja dretvi. Lamportov protokol. Sklopovska potpora međusobnom isključivanju u čvrsto povezanim sustavima.
Jezgra operacijskog sustava. (4 sata)
Jednostavni model jezgre. Struktura podataka jezgre. Opisnik dretve. Stanja dretvi: pasivno, aktivno, pripravno, blokirana. Jezgrine funkcije za: ulazak u jezgru i izlazak iz jezgre, međusobno isključivanje (binarni semafor), sinkronizaciju (opći semafor), za osnovne ulazno-izlazne operacije i ostvarivanje kašnjenja. Ostvarivanje jezgre u čvrsto povezanom višeprocesorskom sustavu.
Komunikacija između dretvi, koncepcija monitora. (4 sata)
Problem proizvođača i potrošača. Komunikacija preko neograničenog i ograničenog međuspremnika te preko reda poruka. Sinkronizacija dretvi. Potpuni zastoj. Uvjeti za nastajanje potpunog zastoja. Izbjegavanje potpunog zastoja. Problem 5 filozofa. Hoareov koncept monitora. Jezgrine funkcije za ostvarivanje monitora. Monitor kao općeniti sinkronizacijski mehanizam. Primjeri izgradnje monitora.
Gospodarenje spremničkim prostorom. (6 sata)
Logički i fizički adresni prostor. Diskovi kao glavni pomoćni spremnici. Statičko i dinamičko dodjeljivanje spremnika. Unutarnja i vanjska fragmentacija. Načela preklopnog načina uporabe spremnika. Straničenje kao osnova za ostvarenje virtualne memorije. Sklopovska podloga straničenju. Straničenje na zahtjev. Strategije zamjene stranica. Raspodjela okvira u višeprogramskom radu.
Datotečni sustav. (2 sata)
Uloga datoteka u računalnim sustavima. Smještaj datoteka na diskovima. Opis spremničkog prostora. Opisnici datoteka. Struktura direktorija. Metode dohvata datoteka. Tipične funkcije datotečnih sustava.
Sigurnosni mehanizmi (2 sata)
Korisnički računi, autentifikacija, autorizacija

Sadržaj seminara/vježbi

Sadržaj auditornih vježbi
Auditorne vježbe služe za pripremu studenata za obavljanje laboratorijskih vježbi (4 sata) te dodatno vježbanje zadataka iz gradiva predavanja. (11 sati)
Sadržaj laboratorijskih vježbi
Na laboratorijskim vježbama se očekuje da studenti korištenjem mehanizama operacijskog sustava ostvare programsku podršku koja će kreirati nove procese i dretve, ostvariti međusobno isključivanje procesa i dretvi, upravljati signalima i simulirati obradu prekida ulazno-izlaznog podsustava te prikazati izvršavanje algoritama raspoređivanja kod virtualne memorije i datotečnog podsustava. (15 sati)

Ishodi učenja kolegija

Objasniti ulogu i vrste operacijskih sustava.
Objasniti odnos programa, procesa i dretve.
Odabrati vrstu datotečnog podsustava za zadanu domenu.
Prikazati strukturu operacijskih sustava te steći temeljna znanja o načinu djelovanja pojedinih dijelova operacijskog sustava
Koristiti i primijeniti važeće tehničke koncepte u informacijskim tehnologijama i standardne programske alate za izradu vlastitih programskih modula u kojima će uz pomoć API funkcija moći ostvariti: višezadaćni rad koristeći procese, dretve i sinkronizacijske mehanizme
Razumjeti upravljanje memorijskim sustavom i njegov utjecaj na performanse rada računala
Prilagoditi tekstove programa tako da se oni izvršavaju efikasnije uzimajući u obzir mogućnosti operacijskog sustava
Odabrati prikladne sigurnosne mehanizme koje nudi izabrani operacijski sustav

Ishodi učenja programa

razumjeti stanje i trendove razvoja suvremenih informacijskih i komunikacijskih tehnologija (ICT), razumjeti njihov utjecaj na pojedinca, organizaciju i društvo te procijeniti njihovu primjenjivost u zadanom kontekstu
razumjeti i primijeniti ključne aspekte informacijske tehnologije (programiranje, algoritmi, strukture podataka, baze podataka i znanja
razumjeti i primijeniti suvremene tehničke koncepte i prakse u informacijskim tehnologijama (arhitektura računala, operacijski sustavi, mreže računala)
razumjeti i primijeniti matematičke metode, modele i tehnike primjerene rješavanju problema iz područja informacijskih i poslovnih sustava
razumjeti bitne čimbenike koji utječu na poslovanje organizacije i pojedinaca te primijeniti osnovne metode i koncepte planiranja, upravljanja i obračuna poslovanja
analizirati stanje, identificirati prilike i definirati probleme s kojima se susreću organizacije i pojedinci u primjeni ICT, te formulirati rješenja uz primjenu ICT
razumjeti osnovna vertikalna područja primjene ICT (industrija, zdravstvo, promet, turizam, država i sl.), te horizontalne aplikacije (uredski sustavi, DSS, CRM, ERP, DMS i sl.)
razumjeti i primijeniti suvremene metodološke pristupe razvoja organizacijskih i informacijskih sustava, te oblikovanja organizacije i organizacijske strukture
razumjeti suvremene organizacijske koncepte i upravljati organizacijskom kulturom
modelirati poslovne procese i podatke u organizacijama i primijeniti modele u razvoju informacijskih i poslovnih sustava
razumjeti i primijeniti metode, tehnike razvoja informacijskih i programskih sustava u suvremenim razvojnim okolinama
razumjeti i primijeniti procese, metode i tehnologije upravljanja IT uslugama i resursima te podrške i pružanja različitih vrsta usluga vezanih uz ICT
razumjeti i primijeniti etička načela, zakonsku regulativu i norme koje se primjenjuju u struci
razumjeti osnovna načela i metode upravljanja organizacijom i uspješno raditi u timu
uspješno komunicirati s klijentima, korisnicima i kolegama na verbalan i pisani način uz primjenu odgovarajuće terminologije uključujući i sposobnost komunikacije o struci na stranom jeziku
pratiti stručnu literaturu na hrvatskom i stranom jeziku, pripremiti i samostalno održati prezentacije na hrvatskom i stranom jeziku stručnoj i općoj publici, te kritičku evaluaciju prezentirane stručne teme
razumjeti i primijeniti vještine učenja potrebne za cjeloživotno učenje i nastavak obrazovanja na diplomskom studiju.
razumjeti i primijeniti osnovne principe planiranja i razvoja karijere u struci i vlastitih poduzetničkih poduhvata

Osnovna literatura

ak.L. Budin, M. Golub, D. Jakobović, L. Jelenković, Operacijski sustavi, izdavač Element, Zagreb, 2013.

Dopunska literatura

Silberschatz, A., Galvin, P., Gagne, G.: Operating Systems Concepts, 10th edition, Addison-Wesley, 2018.
Tannenbaum, A. S. Modern Operating Systems, fourth edition, Prentice Hall, 2015.

Slični kolegiji

Redoviti studenti

Izvanredni studenti

U kalendaru ispod se nalaze konzultacije predmetnih nastavnika, no za detalje o konzultacijama možete provjeriti na profilu pojedinog predmetnog nastavnika.