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14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、教科書や予習資料などを読んで理解し、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いたい。

	日程	予定内容（進捗等により変更の可能性あり）	教科書	昨年度の予習スライド	一昨年度の予習資料	今年度の配布資料
１	09/22	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ＯＳとは何かＯＳの位置づけＯＳの構造と作りおまけ～階層構造についておまけ～OSの構造の境界線の理由	ss01_ＯＳとは.pdf	第１回ワークシート第１回配布資料コンピュータの歴史（「Webで学ぶ情報処理概論」より）
２	09/29	実行管理(1) プロセス・実行状態・割込み	p14～p24	カーネルの３大機能プロセッサの仮想化プロセスの切換えプロセスの状態遷移コンテキストプロセスと割込み	ss02_プロセス・実行状態・割込み.pdf	第２回配布資料
３	~~10/06~~ 10/20	実行管理(2) スケジューリング	p25～p33	プロセスの待ち行列プロセスのスケジューリングプロセスのスケジューリング(2)	ss03_スケジューリング.pdf	確認シート第３回配布資料スケジューリング確認問題
４	~~10/27~~ 10/27	同期・通信(1) 同期・排他制御	p34～p45	並行処理の考え方同期・排他制御排他制御の仕組ハイレベルの排他制御	ss04_同期・排他制御.pdf	第４回配布資料
５	~~10/27~~ 11/17	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	デッドロックプロセス間通信デバイス管理＿資源管理デバイス管理_仮想化	ss05_デッドロック・情報交換・デバイス.pdf	第5回授業予習の課題第５＋６回配布資料
６	~~11/17~~ 11/24 振替	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 (５回再録) デバイス管理_仮想化	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	第6回授業予習の課題
７	~~11/24~~ 振替 12/01	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	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 第７回配布資料
８	~~12/01~~ 12/08	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	ページング大容量問題とオーバーレイ	ss08_ページング・オーバーレイ.pdf	ss授業08.pdf 第８回配布資料
９	~~12/08~~ 12/15	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デマンドページングの性能 ~~ページ置き換えの動作とアルゴリズム~~	ss09_仮想記憶システム・デマンドページング.pdf	ss授業09.pdf 第９回配布資料
10	12/22 内容追加	（この回を追加）仮想記憶(2) 仮想記憶システム・デマンドページング残りファイルシステム(1) ファイルシステムの機能・名前空間管理	p116～p123	(追加) ページ置き換えの動作とアルゴリズムファイルシステムの機能ファイルの名前付け	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 間違って配布した昨年度のss授業10.pdf 第１０回配布資料
11 10	~~12/15~~ 01/05	ファイルシステム(2) ~~ファイルシステムの機能・名前空間管理・~~ 内容領域管理ログ構造ファイル・ジャーナリングファイル	p116～p134	~~ファイルシステムの機能~~ ~~ファイルの名前付け~~ ファイルの記憶空間管理その他のファイルシステム	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 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 第１１回配布資料
12 11	~~12/22~~ 01/14	~~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ウィンドウシステム・国際化インプットメソッド	p163～p186	~~その他のファイルシステム~~ ウィンドウシステム国際化インプットメソッド	ss11_リンク・ジャーナリング・ウィンドウ・国際化.pdf ss12_インプットメソッド・保護・暗号.pdf	ss授業12.pdf 第１２回配布資料
13 12	~~01/05~~ 01/19	~~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、認証	p176～p182	~~インプットメソッド~~ セキュリティ・保護セキュリティ・暗号	ss12_インプットメソッド・保護・暗号.pdf ss13_認証・悪意のあるソフトウェア・攻撃・防御.pdf	ss授業13.pdf 第１３回配布資料
14 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・防御構成と事例	p183～p195 p196～p206	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14.pdf ss授業14配布資料.pdf ASCII.jp 知っているようで知らない？ルートキットのすべてウィキペディア　ルートキット
15	??	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（小試験 + 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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