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13年度秋学期　オペレーティングシステム †

月曜日　４限

この講義の目的は、情報科学科修了生が心得ているべき、オペレーティングシステムの知識と考え方を理解・習得することである。具体的には

「オペレーティングシステムとは何か」（目的・位置づけ・発展の歴史）を理解し、説明できる
オペレーティングシステムの一般的な構造を理解し、説明できる
実行管理の役割と、具体的な仕組、プロセスの考え方を理解し、説明できる
プロセスの実行スケジューリングの考え方と、用いられるアルゴリズムを理解し、説明できる
並行処理・プロセス間同期およびそれに伴うデッドロック・その解決法について理解し、説明できる
デバイスの管理について理解するとともに、バッファリング・ブロッキング・スプーリング・ディスクスケジューリングの概念について理解し、説明できる。ディスクスケジューリングに関する簡単な解析ができる
記憶領域管理の基本概念、コンパクション・ガベージコレクションを理解し、説明できる
ページングによる記憶管理方式、仮想記憶、デマンドページングの考え方と仕組を理解し、説明できる
ページ参照の局所性と置換えアルゴリズムについて理解し、説明できる。置換えアルゴリズムの効率について簡単な解析ができる
ファイルシステムの役割と仕組、構成要素を理解し、説明できる
ファイルの名前空間の管理とディレクトリシステム、内容領域管理の役割と仕組を理解し、説明できる
ＯＳの提供するユーザインターフェースについて、CUIとGUI、国際化と地域化、文字コードやインプットメソッドについて、それぞれの役割・位置づけとおよその具体的手法を理解し説明できる
ＯＳの提供する保護とセキュリティ、暗号と認証について、概念・位置づけとおよその具体的な仕組・手法を理解し説明できる

それぞれの項目について、教科書のレベルの内容を十分に理解して欲しい。上記の項目をすべて十分に理解し説明できることをもって合格とする。
満ちない場合は、満ちるまで繰り返し履修することになる。

授業の進め方：
　　> 予習：　授業時間までに、
　　　　　①教科書や予習スライドを読んで理解し、更に
　　　　　②その理解を昨年度の予習資料で確認しておく
　　　　基本的に知識を得る部分の勉強は自分で（予習として）する。　わからなかったことを、質問シート（ここからダウンロード可）に整理して置き、授業時間に質問する。
　　　　授業時間は予習の確認・質問と、さらに深く考えてみるために使う
　　> 質問の発言をした学生は、平常点に加点（５点）する。　

	日程	予定内容（進捗等により変更の可能性あり）	教科書	予習スライド	昨年度の予習資料	チェック問題
１	09/23	授業紹介オペレーティングシステム（ＯＳ）とは OSの役割、構造、仮想化	p1～p13	授業の目標　左記PDFファイルＯＳとは何か　左記PDFファイルＯＳの位置づけ　左記PDFファイルＯＳの構造と作り　左記PDFファイル階層構造について　左記PDFファイルＯＳの構造の境界線の理由　左記PDFファイル	ss01_ＯＳとは.pdf	ss授業01.pdf
２	09/30	実行管理(1) プロセス・実行状態・割込み	p14～p24	カーネルの３大機能　左記PDFファイルプロセッサの仮想化　左記PDFファイルプロセスの切換え　左記PDFファイルプロセスの状態遷移　左記PDFファイルコンテキスト　左記PDFファイルプロセスと割込み　左記PDFファイル	ss02_プロセス・実行状態・割込み.pdf	ss授業02.pdf
３	10/07	実行管理(2) スケジューリング	p25～p33	プロセスの待ち行列　左記PDFファイルプロセスのスケジューリング　左記PDFファイルプロセスのスケジューリング(2)　左記PDFファイル	ss03_スケジューリング.pdf	ss授業03.pdf
４	10/21	同期・通信(1) 同期・排他制御	p34～p45	並行処理の考え方　左記PDFファイル同期・排他制御　左記PDFファイル排他制御の仕組　左記PDFファイルハイレベルの排他制御　左記PDFファイル	ss04_同期・排他制御.pdf	ss授業04.pdf
５	~~10/28~~ 11/18	同期・通信(2) デッドロック・情報交換デバイス管理(1) デバイス	p45～p54 p55～p61	デッドロック　左記PDFファイルプロセス間通信　左記PDFファイルデバイス管理＿資源管理　左記PDFファイルデバイス管理_仮想化　左記PDFファイル	ss05_デッドロック・情報交換・デバイス.pdf	ss授業05.pdf
６	~~11/18~~ 11/25	デバイス管理(2) バッファリング・ディスク装置・スケジューリング・高速化中間試験	p62～p76	(５回再録) デバイス管理＿資源管理　左記PDFファイル (５回再録) デバイス管理_仮想化　左記PDFファイル	ss06_バッファリング・ディスク装置・スケジューリング・高速化.pdf	ss授業06.pdf
７	~~11/25~~ 12/02	記憶領域管理(1) 記憶領域の基本管理手法・コンパクション・ＧＣ	p77～p86	基本的な記憶管理とその手法　左記PDFファイル	ss07_記憶領域の基本管理手法・コンパクション・ＧＣ.pdf	ss授業07.pdf
８	~~12/02~~ 12/09	記憶領域管理(2) ページング仮想記憶(1)　オーバーレイ	p87～p102	ページング　左記PDFファイル大容量問題とオーバーレイ　左記PDFファイル	ss08_ページング・オーバーレイ.pdf	ss授業08.pdf
９	~~12/09~~ 12/16	仮想記憶(2) 仮想記憶システム・デマンドページング	p102～p115	デマンドページングの仕組と動作　左記PDFファイルデマンドページングの性能　左記PDFファイルページ置き換えの動作とアルゴリズム　左記PDFファイル	ss09_仮想記憶システム・デマンドページング.pdf	ss授業09.pdf
10	~~12/16~~ 12/24	ファイルシステム(1) ファイルシステムの機能・名前空間管理・内容領域管理	p116～p127	ファイルシステムの機能　左記PDFファイルファイルの名前付け　左記PDFファイルファイルの記憶空間管理　左記PDFファイル	ss10_ファイルシステムの機能・ディレクトリ・内容領域管理.pdf	ss授業10.pdf
11	~~12/24~~ 01/06	ファイルシステム(2) ログ構造ファイル・ジャーナリングファイルユーザインタフェース(1) ウィンドウシステム・国際化	p129～p134 p163～p171	その他のファイルシステム　左記PDFファイルウィンドウシステム　左記PDFファイル国際化　左記PDFファイル	ss11_リンク・ジャーナリング・ウィンドウ・国際化.pdf	ss授業11.pdf
12	~~01/06~~ 01/14	ユーザインタフェース(2) インプットメソッド保護とセキュリティ(1) 保護・暗号	p172～p175 p176～p182	インプットメソッド　左記PDFファイル保護　左記PDFファイル暗号　左記PDFファイル	ss12_インプットメソッド・保護・暗号.pdf	ss授業12.pdf
13	~~01/14~~ 01/20	保護とセキュリティ(2) 認証・悪意あるソフトウェア・攻撃・防御	p183～p195	教科書を読んでください	ss13_認証・悪意のあるソフトウェア・攻撃・防御.pdf	ss授業13.pdf
14	~~01/20~~ 中止	~~構成と事例~~	~~p196～p206~~
15	01/	期末試験

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教科書・参考書 †

教科書：　「オペレーティングシステム」　大澤範高　近代科学社　4-339-02707-5　2900円
参考書：　「オペレーティングシステム入門［新版］　古市栄治、日本理工出版会　4-89019-482-7　2200円
　　　　　「オペレーティングシステム」　吉澤康文、昭晃堂　4-7856-3119-8　2800円
　　　　　「オペレーティングシステムの基礎」　大久保英嗣、サイエンス社　4-7819-0860-8
　　　　　「オペレーティングシステム」　谷口秀夫　昭晃堂　ISBN4-7856-2043-9 3000円
　　　　　「OS概論」久保秀士著、共立出版、ISBN4-320-02395-1 定価2884円
　　　その他、オペレーティングシステムの教科書として多数出版されている。
　　　米国大学院でよく見かける教科書（の翻訳）：
　　　　　タネンバウム著　オペレーティングシステム（３版）ピアソンエデュケーション 7560円
　　　読み本として参考になる
　　　　　「プログラムはなぜ動くのか第2版知っておきたいプログラミングの基礎知識」矢沢久雄日経ソフトウエア
　　　UNIXカーネルの実装の解説
　　　　　「4.4BSDの設計と実装」マーシャル・カークマキュージック、マイケルカレルズ、キースボスティック、ジョンクォーターマン著、
　　　　　　　砂原・七条訳。アスキー、ISBN4756143464 定価6090円、2003
　　　　　「BSDカーネルの設計と実装－FreeBSD詳解－」マーシャル・カークマキュージック (著), ジョージ・V. ネヴィル‐ニール (著),
　　　　　　　歌代和正, 砂原秀樹（訳）、アスキー、ISBN4756143464 定価6300円、2005

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評価 †

平常点（授業参加＝質問+中間試験）　60%　　＋　　期末試験　40%

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ホームページ・オフィス等 †

授業ホームページ：　http://pepper.is.sci.toho-u.ac.jp　をアクセス
　　　⇒　左欄メニューの「授業のページ」　⇒　「2013年度授業　　秋　オペレーティングシステム」
　　　配布物はこのページのあたりからダウンロードできるようにしておきます。
オフィス・連絡先：　Ⅳ号館５階　4541室　　メール：yamanouc at is.sci.toho-u.ac.jp (atをアットマークに変える）
オフィスアワー：　授業前、授業後、その他在室していれば何時でも可。
　　　会議等の予定は上記ホームページ　⇒　左側メニューの「その他」の「研究室カレンダ」を参照。

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おまけ †

Journaling File System Linux ジャーナリング・ファイルシステムの徹底調査　2008年 6月 04日
OSのセキュリティ機能の例　～　セキュアOS機能SELinuxの基本的な仕組み（2007年 9月　日経Linux）

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