Бакалавриат
2026/2027
Архитектура компьютера и операционные системы 1
ID 1159466
Статус:
Курс обязательный (Прикладная математика и информатика)
Кто читает:
Базовая кафедра Яндекс
Где читается:
Факультет компьютерных наук
Когда читается:
2-й курс, 1, 2 модуль
Охват аудитории:
для всех кампусов НИУ ВШЭ
Преподаватели:
Волков Иван Андреевич,
Ковешников Владимир Владимирович,
Мацкевич Валерий Васильевич,
Некрасов Николай Николаевич,
Новгородский Андрей Андреевич,
Пономарев Евгений Максимович,
Сальников Алексей Николаевич,
Сафронов Евгений Владимирович,
Струнков Степан Тимофеевич,
Филитов Михаил Егорович,
Чебряков Данила Сергеевич
Язык:
русский
Кредиты:
5
Контактные часы:
56
Программа дисциплины
Аннотация
При разработке высоконагруженных систем невозможно не обращать внимание на то, в каком окружении работает код. В компаниях типа Яндекса это как правило многочисленные сервера с несколькими многоядерными x86 процессорами под операционной системой Linux. Понимание того как работает процессор и операционная система позволяет понять некоторые особенности работы реального кода. В курсе будет разобрана работа ядра миниатюрной UNIX-подобной операционной системы — xv6. Начнём с того как работает процессор и языка ассемблера, далее разберём управление процессами, памятью, работу в мультипроцессорной среде.
Цель освоения дисциплины
- Дать понимание принципов работы компьютеров и деталей взаимодействия прикладного и системного программного обеспечения (ПО) с аппаратурой ЭВМ. Дисциплина предусматривает изучение конкретных реализаций аппаратного обеспечения, операционных систем и т.п.
Планируемые результаты обучения
- Уметь проектировать законченную программную систему.
- Уметь находить в общедоступных источниках готовые программные модули и компоненты.
- Быть способность провести интеграцию программной системы с готовыми программными модулями и компонентами.
- Объяснять устройство компьютера: роль CPU, памяти, шин и устройств ввода-вывода.
- Понимать как ОС управляет процессами, памятью и файловыми системами.
- Анализировать работу процессора на уровне команд и кэшей.
- Применять знания о многозадачности и синхронизации процессов.
- Использовать системные утилиты для мониторинга и анализа работы ОС.
Содержание учебной дисциплины
- Процессы и программы в UNIX.
- Ассемблер x86.
- Разделение памяти: сегменты, таблицы страниц.
- Прерывания, исключения, сигналы.
- Поддержка многоядерности в x86.
- Выполнение процессов в многозадачных ОС.
- Постоянная память и файловые системы.
- Виртуализация.
- Архитектура компьютера и операционные системы 1
- Вводная лекция, указатели
- Базовый ввод-вывод в Linux
- Управление файловой системой
- Подсистема памяти в Linux, часть 1
- Подсистема памяти в Linux, часть 2
- Процессы
- Ассемблер x86_64 – часть 1
- Ассемблер x86_64 – часть 2
- Ассемблер x86_64 – часть 3
- Введение в многопоточное программирование
- Многопоточное программирование, сетевое взаимодействие
- Event loop, epoll
- Сигналы в Linux – часть 1
- Сигналы в Linux – часть 2
Промежуточная аттестация
- 2026/2027 2nd module0.2 * Коллоквиум + 0.25 * Домашнее задание + 0.2 * Экзамен + 0.05 * Активность на семинарах
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Архитектура компьютера 6-е изд. - 978-5-4461-1103-9 - Таненбаум Э., Остин Т. - 2020 - Санкт-Петербург: Питер - https://ibooks.ru/products/361850 - 361850 - iBOOKS
- Архитектура компьютера, Таненбаум, Э., 2011
- Архитектура компьютера, Таненбаум, Э., 2014
- Программирование на языке Rust : быстрое и безопасное системное программирование, Блэнди, Дж., 2018
- Язык программирования Си, Керниган, Б., 2001
Рекомендуемая дополнительная литература
- Garg, R., & Verma, G. (2017). Operating Systems : An Introduction. [Place of publication not identified]: Mercury Learning & Information. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1809145
- Гостев, И. М. Операционные системы : учебник и практикум для среднего профессионального образования / И. М. Гостев. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2021. — 164 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-04951-0. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/472333 (дата обращения: 04.07.2025).
- Операционные системы : практикум: учеб. пособие для вузов, Назаров, С. В., 2012
- Харрис, Д. М. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера RISC-V / Д. М. Харрис, С. Л. Харрис , под редакцией А. Ю. Романова , перевод с английского В. С. Яценкова. — Москва : ДМК Пресс, 2022. — 810 с. — ISBN 978-5-97060-961-3. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/241166 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.