Předmět je základní jednotka výuky, jejímž prostřednictvím si student osvojí ucelenou část souboru znalostí a dovedností, potřebnou pro zvládnutí studijního oboru/specializace. Za věcný obsah předmětu zodpovídá garant předmětu. Časovou náročnost předmětu zhruba vyjadřuje atribut předmětu rozsah kontaktní výuky. Například rozsah = 2+2  značí, že předmět bude mít týdně dvě hodiny přednášek a dvě hodiny cvičení týdně. Na závěr semestru musí vyučující provést vyhodnocení, nakolik si ten který student osvojil poznatky a dovednosti, kterých měl během výuky nabýt. Jakým způsobem toto hodnocení vyučující provedou určuje atribut způsob zakončení. U předmětu lze definovat, že předmět je zakončen pouze zápočtem(Z), klasifikovaným zápočtem(KZ), pouze zkouškou(ZK), nebo zápočtem a zkouškou(Z,ZK). Náročnost úspěšného absolvování předmětu je vyjádřena ECTS kreditními body. Výuka předmětu probíhá během semestru. Opakovaně se předmět vyučuje vždy v zimním(Z), nebo v letním(L) semestru každého akademického roku. Výjimečně může předmět být nabízen studentům v obou semestrech(Z,L). Za organizační zajištění výuky zodpovídá přiřazená katedra, která zejména vytvoří časový rozvrh předmětu a zajistí pro předmět vyučující. Někteří přednáší a zkouší, jiní vedou cvičení a udělují zápočty.
Obsahová náplň a další organizační informace, týkající se předmětu je popsána pomocí různých popisných textů(anotace, týdenní osnova, literatura, apod.)
$DODATEK_POPIS

Anotace:
In this course that is a follow-up of the Unix-like operating systems course students deepen their knowledge in areas of OS kernels, process and thread implementations, race conditions, critical regions, thread scheduling, shared resource allocation and deadlocks, management of virtual memory and data storages, file systems, OS monitoring. They are able to design and implement simple multithreaded applications. General principles are illustrated on operating systems Solaris, Linux, or MS Windows.

Osnovy přednášek:

1.		Introduction, OS architecture and functionalities, taxonomy of computing systems.
2.		Processes and threads. Thread scheduling, context switching, thread states. Race conditions.
3.		Thread synchronization - critical regions, busy waiting, mutexes, semaphores, conditional variables, synchronization producer-consumer problem, barriers.
4.		Classical synchronization tasks and their solutions.
5.		Allocation of shared resources - deadlocks, Coffman's conditions, strategies for deadlock solving.
6.		Process/thread implementation. Thread scheduling.
7.		Main memory management - virtual memory, memory allocation using dynamic partitioning.
8.		Main memory management - virtual memory implemented using paging and segmentation.
9.		Main memory management - page replacement algorithms.
10.		Data storages - disks, RAID systems, connections to the host computer.
11.		File systems - implementations of classical file systems.
12.		File systems - implementation in the OS kernel, modern file systems and their advanced functions.
13.		Tools for monitoring of OSs.

Osnovy cvičení:

1.		Programs with multiple threads.
2.		Thread synchronisation I. (mutex, condition variables).
3.		Thread synchronisation II. (semaphores, barriers).
4.		Processes (fork(), exec(),...).
5.		Deadlock, physical and virtual memory.
6.		Page replacement algorithms.

Literatura:

1.		Tanenbaum A. S. : Modern Operating Systems (4th Edition). Pearson, 2016. ISBN 978-0133591620.
2.		Silberschatz A., Gagne G., Galvin P.B. : Operating System Concepts (10th Edition). Wiley, 2018. ISBN 978-1119456339.
3.		Anderson T., Dahlin M. : Operating Systems: Principles and Practice (2nd Edition). Recursive Books, 2014. ISBN 978-0985673529.
4.		Stallings W. : Operating Systems: Internals and Design Principles (9th Edition). Pearson, 2017. ISBN 978-0134670959.
5.		Arpaci-Dusseau R.H., Arpaci-Dusseau A.C. : Operating Systems: Three Easy Pieces. CreateSpace Independent Publishing Platform, 2018. ISBN 978-1985086593.

Požadavky:
Common user-level knowledge of operating systems. Basic knowledge of C/C++ programming.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr BIE-PI.21 Computer Engineering 2021 PP 4 BIE-PV.21 Computer Systems and Virtualization 2021 PP 4 BIE-PS.21 Computer Networks and Internet 2021 PP 4 BIE-TI.21 Computer Science 2021 PP 4 BIE-SI.21 Software Engineering 2021 PP 4 BIE-IB.21 Information Security 2021 (Bachelor in English) PP 4