Delivered at:: Joint Department with Yandex (Big Data and Information Retrieval School)

Course type:: Compulsory course

When:: 2 year, 1, 2 module

Instructors

Волков Иван Андреевич

Ковешников Владимир Владимирович

Коробейников Николай Андреевич

Крапивин Богдан Александрович

Мацкевич Валерий Васильевич

Mineev, Igor

Некрасов Николай Николаевич

Новгородский Андрей Андреевич

Новицкий Григорий Андреевич

Пономарев Евгений Максимович

Salnikov, Alexey

Сафронов Евгений Владимирович

Струнков Степан Тимофеевич

Филиппова Надежда Владимировна

Филитов Михаил Егорович

Чебряков Данила Сергеевич

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
Коллоквиум
Экзамен
Активность на семинарах

Промежуточная аттестация

2026/2027 2nd module
0.2 * Коллоквиум + 0.25 * Домашнее задание + 0.2 * Экзамен + 0.05 * Активность на семинарах

Список литературы

Авторы

Яковлева Илона Александровна
Фисенко Анна Сергеевна
Алиева Эльмира Махир Кызы

Bachelor’s Programme 'Applied Mathematics and Information Science'

Computer Architecture and Operating Systems 1

Instructors

Программа дисциплины