Архитектура компьютера и операционные системы 1

2025/2026

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

Кто читает:

Базовая кафедра Яндекс (Департамент больших данных и информационного поиска)

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

2-й курс, 1, 2 модуль

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

• 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.
• 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.
• 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.

Промежуточная аттестация

• 2025/2026 2nd module
  0.05 * Активность на семинарах + 0.05 * Активность на семинарах + 0.3 * Домашнее задание + 0.3 * Домашнее задание + 0.1 * Контрольная работа + 0.1 * Контрольная работа + 0.1 * Экзамен

Авторы

• Яковлева Илона Александровна
• Фисенко Анна Сергеевна