Kompiuterių architektūra ir operacinės sistemos

Dalyko anotacija lietuvių kalba

Kurso metu suteikiamos pagrindinės teorines ir paktinės žinios apie kompiuterių organizacijos ir architektūros pagrindus, pagrindinius procesus, vykstančius kompiuteryje (komandų vykdymą, konvejerizavimą, informacijos įvedimą ir išvedimą, t. t.), šiems procesams realizuoti skirtus pagrindinius kompiuterio įtaisus (procesorių, atmintis, įvesties bei išvesties įrenginius, t. t.) ir jų projektavimo principus, taip pat apie operacinės sistemos struktūrą, procesų ir gijų planavimą, valdymą ir tarpusavio sąveiką, atminties valdymo ir virtualios atminties organizavimo principus, įvedimo-išvedimo valdymą ir aklaviečių situacijos išvengimo būdus, failų sistemos struktūrą, apsaugos principus, operacinės sistemos vartotojo sąsajos organizavimo principus.

Dalyko anotacija užsienio kalba

Students will acquire theoretical and practical knowledge about the basis of computer organization and architecture; main processes, running in the computer (execution of commands, pipeling, input and output, etc.), appropriate devices (processor, memories, input and output devices, etc.) for processes implementation, and the principles of their design, about the structure of operating systems, process and thread planning and interprocess communication, memory management and virtual memory implementation principles, input-output management and deadlock avoidance, file system structure, security management, organizational principles of operating system user interfaces.

Būtinas pasirengimas dalyko studijoms

Elementarūs kompiuterių ir informacinių technologijų naudojimo įgūdžiai; programavimo pagrindai.

Dalyko studijų rezultatai

1.1. Įvardinti pagrindinius įvairių kompiuterių kartų technologinius skirtumus.
1.2. Schematiškai atvaizduoti kombinacines logines schemas.
1.3. Įvertinti kompiuterio našumą, naudojant MIPS ir MFLOPS metrikas.
1.4. Paversti skaičius į kompiuteriui suprantamą formatą, bei su jais atlikti matematines operacijas.
2.1. Nurodyti įvesties/išvesties įrenginių panaudojimo skirtumus.
2.2. Paaiškinti virtualios ir spartinančios atminties veikimą.
2.3. Apibūdinti ir paaiškinti operacinių sistemų struktūrinius principus.
2.4. Apibūdinti ir paaiškinti operacinėse sistemose naudojamus procesų, atminties, įvedimo-išvedimo, failų sistemos valdymo principus.
3.1. Paaiškinti svarbiausius operacinių sistemų evoliucijos etapus.
3.2. Suprasti pagrindinius operacinės sistemos valdymo algoritmus.

Dalyko turinys

• Komandų aibės architektūra, pagrindinės rūšys, pavyzdžiai. MIPS architektūra.
• Aritmetinis loginis įrenginys.
• Loginiai elementai ir schemos.
• Kompiuterių našumas ir našumo įvertinimo metrikos.
• Skaičiavimo sistemos. Matematinės operacijos dviejų papildinių sistemoje. Sveikų bei realių skaičių ir simbolių atvaizdavimas kompiuteryje.
• Konvejeris. Įvestis ir išvestis.
• Atminties struktūra. Pagrindinė atmintis, spartinančioji atmintis, registrai, virtuali atmintis, išorinė atmintis.
• Operacinės sistemos sąvokos. Operacinės sistemos struktūra ir atliekamos funkcijos.
• Procesų ir gijų planavimas ir valdymas.
• Procesų komunikavimas. Procesų lenktynės ir priemonės joms išvengti: semaforai, įvykių skaitliukai, pranešimai.
• Atminties valdymas. Virtuali atmintis. Puslapiavimas. Puslapių keitimo algoritmai.
• Įvedimo-išvedimo valdymas.
• Aklaviečių situacijos ir jų išvengimo algoritmai.
• Failų sistemos struktūra ir valdymo principai.
• Operacinių sistemų evoliucija.
• OS pasirinkimas.
• Procesų ir gijų planavimas ir valdymas.
• Procesų komunikavimas. Procesų lenktynės ir priemonės joms išvengti: semaforai, įvykių skaitliukai, pranešimai.
• Atminties valdymas. Virtuali atmintis. Puslapiavimas. Puslapių keitimo algoritmai.
• Įvedimo-išvedimo valdymas.
• Aklaviečių situacijos ir jų išvengimo algoritmai.
• Failų sistemos struktūra ir valdymo principai.

Dalyko studijos valandomis

155 val.

Studijų rezultatų vertinimas

Egzamino užduotis (50%), praktinio darbo rezultatai (33%), tarpinis atsiskaitymas (17%)

Literatūra

1. 2004 Hennesy J.L., Patterson D.A., Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface Morgan Kaufmann Publishers Inc.
2. 2005 Stallings W. Computer Organization and Architecture Prentice-Hall International
3. 2007 Marvin Solomon. Introduction to Operating Systems FreeTechBooks.com
4. 2007 Andrew S. Tanenbaum. Modern Operating Systems Prentice-Hall International
Papildoma literatūra
5. 2003 Hennesy J.L., Patterson D.A., Computer Architecture A Quantitive Approach Morgan Kaufmann
6. 2007 A.Silberschatz, P.B.Galvin, G.Gagne. Operating System Concepts with Java. John Wiley and Sons
7. 2004 G.Nutt. Operating System Concepts with Java. Pearson Education