Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Operációs rendszerek

    A tantárgy angol neve: Operating Systems

    Adatlap utolsó módosítása: 2012. április 10.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Mérnök informatikus szak
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIMIA219   3/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Kovácsházy Tamás, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
    A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimia219/
    4. A tantárgy előadója

    Dr. Kovácsházy Tamás, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

    Mészáros Tamás, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

    Micskei Zoltán, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Számítógép architektúrák, Programozás alapjai, Programozás technológiája

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    (TárgyEredmény( "BMEVIHIA210" , "aláírás" , _ ) = -1
    VAGY TárgyEredmény( "BMEVIHIAA00" , "aláírás" , _ ) = -1
    VAGY TárgyEredmény( "BMEVIHI2221" , "aláírás" , _ ) = -1
    VAGY Aláírás( ahol a TárgyKód = "BMEVIMM2508", ahol a Ciklus = tetszőleges))


    ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIMIAB00" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIMIAB00", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    7. A tantárgy célkitűzése A tárgy célja az operációs rendszerek funkcióinak, működési elveinek, fő típusainak, valamint a konkurens és elosztott rendszerek programozási modelljeinek megismertetése, az elvek szemléltetése példákon, az operációs rendszer választás szempontjainak bemutatása. A tárgy és a hozzá tartozó gyakorlat során komoly hangsúlyt kap a számítógép hardver és rendszer szoftver összefüggése illetve egymásra hatása, így a kurzus elvégzése elvezet az operációs rendszerek használatának mérnöki, készségszintű elsajátításához is.
    8. A tantárgy részletes tematikája

    Bevezetés, az operációs rendszerek rövid története, fejlődése. Operációs rendszerek általános ismertetése, operációs rendszer típusok, elvárások és tulajdonságok, operációs rendszerek általános felépítése. Monolitikus, moduláris és mikrokernel. Az operációs rendszer kapcsolata a hardverrel és a felhasználóval. Virtuális gép koncepció.

     

    A Windows és a UNIX/Linux operációs rendszerek fejlődése, felépítése, alapvető tulajdonságai. Operációs rendszer szintű hibakeresés eszközei Windows és UNIX környezetben.

     

    Multiprogramozott rendszerek. Processzor ütemezés elmélete és gyakorlata. Egyszerű ütemezési algoritmusok és azok összehasonlítása, összetett ütemezési algoritmusok. Többprocesszoros ütemezés alapjai, processzor affinitás és következményei. Windows és Linux ütemező algoritmusok. Feladatok megvalósítása és azok hardver háttere, folyamat és szál.

     

    Erőforrás, közös erőforrás. Függvények és metódusok újrahívhatósága. Kölcsönös kizárás és kritikus szakasz. Szinkronizáció és kommunikáció. Feladatok együttműködése közös memórián keresztül. Kölcsönös kizárás megoldásának eszközei. Erőforrások védelme azok elzárásával (locking). Spinlock és sleeplock közötti különbségek. Lock bit, mutex, szemafor (bináris és számláló típusú). Kölcsönös kizárás megvalósításával kapcsolatos tipikus hibák, és azok elkerülésére alkalmazható fogások. Monitor koncepció.

     

    Folyamatok együttműködése üzenettovábbítással (IPC). Az üzenettovábbítás műveletei, megnevezési módok, pufferelés és implicit szinkronizáció, beépített nyugtázások, adatok illetve referenciák átadása, szemantikai konzisztencia. Postaláda, üzenetsor, jelzések, távoli eljáráshívás. UNIX System V IPC.

     

    Időkezelés modern operációs rendszerekben, az idő kezelésének hardware és szoftver elemei, időkezelés problémái és megoldásai elosztott rendszerekben. Az NTP és az IEEE 1588 protokollok operációs rendszer specifikus aspektusai.

     

    Holtpont és kezelése. Definíció, holtpont erőforrásokért versengő rendszerekben, szükséges feltételek, strucc algoritmus, bankár algoritmus, megelőzés. Megelőzés eszközei, modell/kód analízis (demonstráció).

     

    Tárhierarchia és memóriakezelés. Hierarchiaszintek és jellemzőik, gyorsítótárak (cache, cache koherencia), a memória szervezése, partíciók, lapszervezés, szegmentálás. Virtuális tárkezelés. Működés, igény szerinti lapozás, előretekintő lapozás, hardver feltételek, lapcsere algoritmusok. Globális, lokális memóriagazdálkodás, vergődés, munkahalmaz, egyensúly fenntartása, dinamikus lokális gazdálkodás. Windows memóriakezelés.

     

    Fájlkezelés, adatelérési és allokációs módszerek. Fájl, fájlrendszer, szekvenciális, direkt, indexelt elérés, szabad helyek nyilvántartása, folytonos, láncolt, indexelt allokáció, könyvtárszerkezet, katalógusadatok. RAID, SAN, NAS technológiák szerepe az operációs rendszer diszk alrendszerében. Unix VFS felépítése, tulajdonságai, működése, alkalmazása.

     

    Beágyazott operációs rendszerek. Beágyazott operációs rendszerek. Beágyazott operációs rendszerek típusai a hardver lehetőségeinek függvényeiben. Beágyazott operációs rendszerek konfigurálása, az operációs rendszer és az alkalmazás viszonya. A uCOS alapvető tulajdonságai.

     

    Virtualizáció. A virtualizációs technológiák osztályozása. A platform virtualizáció. CPU, memória és I/O virtualizáció és HW háttere, különös tekintettel az x86 architektúrára. Hosted and Bare-metal virtualizáció. Virtualizációs megoldások és tulajdonságainak bemutatása.

     

    Operációs rendszerek és biztonság. Biztonsággal kapcsolatos alapfogalmak, hitelesítés és jogosultságkezelés megvalósítása operációs rendszerekben. Windows biztonság, bejelentkezés, NTFS jogok, helyi házirend.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Előadás, a félévközi előrehaladás ellenőrzése zárthelyin.

    10. Követelmények

    a. A szorgalmi időszakban:

    A félév során a hallgatók egy nagyzárthelyit írnak. A félévvégi aláíráshoz a nagyzárthelyi legalább elégséges szintű teljesítése szükséges

    b. A vizsgaidőszakban:

    A vizsga két részből álló írásbeli vizsga. A vizsgára bocsáthatóság feltétele az aláírás megszerzése.Az elégséges vizsgához az első rész min. 55%-os, és a második rész min. 40%-os teljesítése szükséges. A vizsgajegy megállapításába az adott évben aláírást szerzett hallgatók esetén zárthelyi eredményét 30%-ban, valamint a vizsga második részének eredményét 70%-ban vesszük figyelembe. A tantárgyhoz tartozó kreditpontok megszerzésének feltétele a legalább elégséges vizsgaeredmény.

    11. Pótlási lehetőségek

    A nagyzárthelyi pótlására a szorgalmi időszakban egy alkalommal, és a pótlási időszakban szintén egy alkalommal biztosítunk lehetőséget.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Igény esetén a személyi és tárgyi erőforrások függvényében az előadóval egyeztetett teremben és időpontban.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    A tananyagot az alábbi tankönyv, valamint a letölthető segédletek tartalmazzák:

    • Kóczy A., Kondorosi K. (szerkesztők): Operációs rendszerek mérnöki megközelítésben, Panem Kiadó, Budapest, 2000.
    • Silberschatz, Peterson: Operating System Concepts vagy Operating Systems Concept with JAVA (7. vagy későbbi kiadás
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra60
    Félévközi készülés órákra 
    Felkészülés zárthelyire25
    Házi feladat elkészítése
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 
    Vizsgafelkészülés35
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Kondorosi Károly

    docens

    IIT

    Dr. Kovácsházy Tamás

    docens

    MIT

    Dr. Várkonyiné dr.Kóczy Annamária

    docens

    MIT

     

     

     

    Mészáros Tamás

    mestertanár

    MIT

    Micskei Zoltán

    tanársegéd

    MIT

     

     

     

    Szeberényi Imre

    docens

    IIT

    Dr. Vajk István

    egyetemi tanár

    AUT