Архитектура рачунара и оперативни системи

Омогућити разумевање архитектуре и организације рачунара, анализирати компоненте рачунара и њихове међусобне везе; анализирати принципе управљања компонентама, упознавање са аспектима архитектуре рачунара који су неопходни за стицање знања из других области рачунарства као што су оперативни системи и рачунарске мреже. Упознавање студената за фундаменталним концептима и принципима рада савремених оперативних система, са примерима савремених оперативних система.

Студент може да опише класичну архитектуру рачунара и њене функционалне јединице, објасни начин рада процесора токјом извршавања инструкција; објасни различите инструкцијске формате, идентификује главне меморијске технологије и опише принципе меморијске хијерархије; опише како се користе прекиди за управљање улазом, излазом и преносом података; идентификује различите типове магистрала у рачунарском систему. Студенти ће бити оспособљени за употребу савремених оперативних система као алата за управљање хардверским компонентама система. Биће оспособљени да примене стечене вештине за управљње перформансама оперативног система, као и методе међупроцесне комуникације у решавању проблема пиликом преноса података између зависних процеса.

Предавања, вежбе, лаб. вежбе.
Предавања се изводе по моделу екс катедра, наставник користи обавезно припремљену презентацију коју путем пројектора приказује у учионици. Наставник по потреби користи таблу и маркер за поједине наставне јединице. Вежбе се изводе у обичној учионици, при чему наставник путем пројектора приказује припремљене презентације као иконкретне алате. Наставник користи таблу и маркер за поједине задатке. Наставник инструира студенте да подесе потребне алате на сопственим рачунарима и по моделу мешовитог приступа учењу студенти раде на сопственим рачунарима у учионици и код куће. Лабораторијске вежбе се изводе у рачунарским салама, где наставник путем пројектора приказује припремљене презентације као и конкретне алате, док студенти прате вежбе употребом рачунара у учионици.

Теоријска настава
П-01: Увод у архитектуру и организацију рачунара, П-02: Процесор и меморија, Компоненте рачунара, Amdahl-ов закон, П-03: Модел извршавања инструкција (9 фаза), Формат инструкција, Типови инструкција, П-04: Ток података између процесора имеморије на RTL нивоу, Начини адресирања, Прекиди, П-05: Управљање извршавањем програма, Програмирање у асемблеру, П-06: Процесори са више језгара (multi-core), Микропрограмски ниво, П-07: Увод у оперативне системе, П-08: Управљањепроцесима, П-09: Конкурентни процеси и међупроцесна комуникација, П-10: Управљање оперативном меморијом, П-11: Виртуелна меморија, П-12: Додела процесора, П-13: Потпуни застој и начини за његово разрешење, П-14: Управљање подацима, П-15: Заштита података.
Практична настава
Вежбе, Други облици наставе, Студијски истраживачки рад В-01: Основни појмови у области архитектуре и организације рачунара, В-02: Карактеристике процесора и меморије, класификација процесора и меморије, Примери примене Amdahl-овог закона, В-03: Примери различитих типова инструкција, примери основног скупа инструкција процесора, В-04: Примери извршавања инструкција процесора, Примери инструкција у асемблеру, В-05: Примери програма у асемблеру, В-06: Примери побољшања перформанси применом паралелне обраде података, В-07: Основни појмови у области оперативних система, В-08: Процес подизања, конфигурације и мониторинга перформанси оперативног система, В-09: Примери међупроцесне комуникације, В-10: Примери управљања меморијом, В-11: Увод у Linux оперативни систем, В-12: Примери рада у командној линији под Linux оперативним системом, В-13: Заштита података на примеру Windows-а, В-14: Заштита података на примеру Linux-а, В-15: Вежбе понављања и припрема за завршни испит.

1. John L. Hennessy, David A. Patterson Computer Architecture: A Quantative Approach, Sixth Edition Morgan Kaufmann. 2017
2. Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, GregGagne Operating System Concepts John Wiley & Sons, Inc. 2018
3. Дејан Симић, Павле Батавељић Организација рачунара и оперативни системи ФОН 2011
4. Douglas Comer Essentials of Computer Architecture Chapman and Hall CRC 2017
5. Linda Null Essentials of Computer Organization and Architecture Jones & Bartlett Publishers 2018
6. William Stallings Operating Systems: Internals and Design Principles Pearson Education Limited 2018
7. Дејан Симић Материјал у електронском облику, презентација са часова предавања ФОН, Београд 2020