Operating Systems I

General

• Code: ΠΛΥ02043
• Semester: 2nd
• Study Level: Undergraduate
• Course type: Special Background
• Teaching and exams language: Greek
• The course is offered to Erasmus students
• Teaching Methods (Hours/Week): Lectures (2) / Practice Exercises (1) / Laboratory Exercises (1)
• ECTS Units: 5
• Course homepage: http://www.teicm.gr/icd/staff/nikolaid/opsystems_I_gr.html
• Instructors: Vourvoulakis Ioannis
• Coordinator: Vourvoulakis Ioannis

Course Contents

This course introduces the student to the Operating Systems theory and basic concepts. A brief description of each section is provided below.

• The concept of a process, processes states, process control block, race condition, methods for mutually exclusive operations, introduction to semaphores.
• Memory hierarchy, relocation, protection, partitioning, memory management (paging, segmentation), virtual memory, cache memory.
• File systems, basic concepts and role of file system, naming and file structure, file types, file access methods, file attributes, hard disks, partitions, tracks, sectors, clusters, logical disk management, FAT16, FAT32, i-node.
• I/O management, external devices and device controllers, device drivers, communication using interrupt mechanism, Interrupt Vector Table (IVT), Direct Memory Access (DMA), spooling, software independent from hardware.
• Case study MS-DOS, versioning, environment, commands, system files, boot sequence, Terminate and Stay Resident (TSR), executable files, Program Segment Prefix (PSP), conventional memory, Upper Memory Area (UMA), High Memory Area (HMA), extended memory, overlays, Expanded Memory System (EMS), File Allocation Table, Input/Output, device drivers.
• Case study Windows, versioning, Windows architecture, kernel, Executive, processes, memory, paging, NTFS, Master File Table (MFT), metadata, file attributes, NTFS directories, recovery from errors, volume management, important Windows files.

Educational Goals

Το μάθημα αποσκοπεί στο να εισάγει τον φοιτητή στην θεωρία των Λειτουργικών Συστημάτων, εξοικειώνοντας τον με έννοιες, αρχές, προβλήματα και λύσεις που υλοποιούνται στα σύγχρονα Λ.Σ. Αναλύονται οι έννοιες των διεργασιών και των κρίσιμων τμημάτων τους, η διαχείριση της μνήμης, τα συστήματα αρχείων, και η διαχείριση εισόδου-εξόδου. Ακολούθως γίνεται μία μελέτη πραγματικής περίπτωσης (case study) πάνω στο Λ.Σ. MS-DOS, όπου αναλύονται λεπτομέρειες σχεδίασης και υλοποίησης του απλού αυτού αλλά και δημοφιλούς Λ.Σ. Τέλος γίνεται μία μελέτη πραγματικής περίπτωσης (case study) πάνω στο Λ.Σ. Windows, που αποτελεί και το αντικείμενο του εργαστηριακού μέρους του μαθήματος, όπου αναλύονται η αρχιτεκτονική των Windows, η διαχείριση των διεργασιών και της μνήμης, και το σύστημα αρχείων NTFS.

General Skills

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών.
• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις.
• Λήψη αποφάσεων.
• Σχεδιασμός και διαχείριση έργων.
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής.
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης.

Teaching Methods

• Θεωρητική από έδρας διδασκαλία με συζήτηση και ενεργή συμμετοχή των φοιτητών. Κατά την διάρκεια του μαθήματος γίνονται παρουσιάσεις σε power point.
• Εργαστηριακές Ασκήσεις.

Use of ICT means

• Χρήση κατάλληλου λειτουργικού συστήματος.
• Επικοινωνία με φοιτητές μέσω e-mail και της ιστοσελίδας του μαθήματος.

Teaching Organization

Students Evaluation

Ο τελικός βαθμός του μαθήματος διαμορφώνεται κυρίως από τον βαθμό του θεωρητικού μέρους, ενώ ενδέχεται να συμβάλλει σε αυτόν και η επίδοση στο εργαστηριακό μέρος. Σημειώνεται ότι ο φοιτητής θα πρέπει να έχει παρακολουθήσει επιτυχώς το εργαστηριακό μέρος για να έχει δικαίωμα εξέτασης στο θεωρητικό μέρος. Ο βαθμός του θεωρητικού μέρους διαμορφώνεται από γραπτή τελική εξέταση .

1. Η γραπτή τελική εξέταση του θεωρητικού μέρους μπορεί να περιλαμβάνει:
   • Ανάπτυξη θεωρητικών θεμάτων.
   • Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής.
   • Επίλυση προβλημάτων εφαρμογής των γνώσεων που αποκτήθηκαν.
   • Ερωτήσεις σύντομης απάντησης.
   • Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας.
2. Η εξέταση του εργαστηρίου περιλαμβάνει τουλάχιστον δύο ενδιάμεσες αξιολογήσεις είτε με χρήση του υπολογιστή και του κατάλληλου λειτουργικού συστήματος είτε με ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής για έλεγχο εμπέδωσης των εργαστηριακών δεξιοτήτων, είτε με παράδοση και εξέταση εργασιών.

Recommended Bibliography

Συγγράμματα μέσω του συστήματος ΕΥΔΟΞΟΣ

1. Βιβλίο [33154660]: Λειτουργικά Συστήματα 9η Εκδ., Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne
2. Βιβλίο [68374433]: Λειτουργικά Συστήματα, 9η Έκδοση, Stallings William
3. Βιβλίο [77108683]: ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ, ANDREW S. TANENBAUM, HERBERT BOS

Συγράμματα που διανέμονται μέσω του Ιδρύματος ή της ηλεκτρονικής σελίδας του μαθήματος
1. Αθ. Νικολαΐδης. Λειτουργικά Συστήματα Ι – Διαφάνειες θεωρίας. Σέρρες, 2013.

Συμπληρωματική προτεινόμενη βιβλιογραφία
1. Γ.Κ. Παπακωνσταντίνου, Ν.Α. Μπιλάλης, Π.Δ. Τσανάκας, Λειτουργικά Συστήματα – Μέρος Ι:
Αρχές Λειτουργίας, Εκδόσεις Συμμετρία, 1999.
2. Α. Γαρμπής, Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Αράκυνθος, 2010.
3. Alan Wright, Οδηγός των ελληνικών Windows 10, Εκδόσεις Γκιούρδας, 2016.