Архитектура компьютера и операционные системы

2026/2027

ID 1134798

Статус: Маго-лего

Кто читает: Базовая кафедра Яндекс

Где читается: Факультет компьютерных наук

Охват аудитории: для своего кампуса

Язык: русский

Кредиты: 6

Контактные часы: 56

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

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

Элементы контроля

Домашнее задание
Задания будут выдаваться после лекций в системе GitLab. Домашнее задание является текущей формой контроля самостоятельной работы.студентов.
Контрольная работа
Контрольная работа проводится в письменной форме во время контактной работы в соответствии с расписанием в присутствии преподавателя (синхронный элемент контроля). Продолжительность – 60 минут. Содержание контрольной будет обговорено на семинаре.
Активность на семинарах
Студенты участвуют в проведении занятий, выполняя интерактивные задания, работа студента на занятиях оценивается индивидуально в зависимости от полноты и точности ответов, содержательности суждений.
Экзамен
Экзамен проводится в письменной форме во время контактной работы в соответствии с расписанием в присутствии преподавателя (синхронный элемент контроля). Продолжительность – 60 минут. Экзаменационный билет содержит два вопроса из перечня вопросов к экзамену.

Промежуточная аттестация

2026/2027 2nd module
0.1 * Домашнее задание + 0.1 * Контрольная работа + 0.1 * Активность на семинарах + 0.4 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Алиева Эльмира Махир Кызы
Фисенко Анна Сергеевна
Яковлева Илона Александровна

Программа дисциплины