2016年度 オペレーティングシステム   Operating Systems

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開講元
数理・計算科学系
担当教員名
首藤 一幸  遠藤 敏夫 
授業形態
講義
メディア利用
 
曜日・時限(講義室)
火5-6(W834)  金5-6(W834)  
クラス
-
科目コード
MCS.T314
単位数
2
開講年度
2016年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2016年4月27日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

 オペレーティングシステム(OS)は、計算機ハードウェアの抽象化、資源管理を行う基盤的なソフトウェアである。本講義では、OSの基本概念と基本機能を解説する。また、演習を通じて理解を深める。

到達目標

 以下の基本概念と基本機能を理解、習得する。特に、OSが、アプリケーションソフトウェアとハードウェアをどのように接続しているかを理解することで、ハードウェアを効率的に活用できるようになる。
・OSの起動
・入出力
・ファイルシステム
・プロセス管理:プログラムの読み込みと実行
・プロセス管理:並行処理、スケジューリング
・並行性制御 (同期)
・メモリ管理
・仮想化
・ネットワーキング
・セキュリティ

キーワード

オペレーティングシステム、ハードウェアの抽象化、資源管理

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

 講義時間には、講義および課題の解説を行う。

 講義1,2回あたり1つの課題を宿題として出題する。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 オペレーティングシステム
第2回 C言語の基礎
第3回 コンパイラとOSによるメモリ管理 CPUやコンパイラによるメモリの使い方を理解する。
第4回 起動プロセス OSの起動プロセスを理解する。
第5回 入出力 ビジーウェイトと割り込みによる入出力を理解する。
第6回 ファイルシステム ファイルシステムの構成方法:linked allocationとindexed allocationを理解する。
第7回 プログラムの読み込みと実行:コンパイル・リンク・ロード
第8回 プログラムの読み込みと実行:システムコール プログラムの読み込みと実行、システムコールを理解する。
第9回 並行処理とスケジューリング (1):スレッドとコンテクストスイッチ スレッドの切り替え(コンテクストスイッチ)を理解する。
第10回 並行処理とスケジューリング (2):スケジューリング
第11回 並行性制御 (1):悲観的・楽観的手法 競争状態と対処を理解する。
第12回 並行性制御 (2):ソフトウェア・ハードウェア・言語機構
第13回 メモリ管理 (1):ページング ページングを理解する。
第14回 メモリ管理 (2):仮想記憶
第15回 仮想化

教科書

特になし

参考書、講義資料等

次の参考図書の主要部分を講義する。Silberschatz and Galvin: Operating System Concepts, 9th ed., John Wiley & Sons, 2012.
また講義中に適宜参考資料を指示する。

成績評価の基準及び方法

オペレーティングシステムの基本機能についての理解度を評価する。課題で成績を決定する。

関連する科目

  • MCS.T233 : 計算機システム

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特になし。

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