Projekt realizowany w ramach zajęć z Systemów Operacyjnych

Organizacja

Udział w projekcie jest warunkiem koniecznym zaliczenia ćwiczeń.

Projekt jest realizowany niezależnie w każdej grupie ćwiczeniowej. Uczestnicy grupy dzielą się na pięć zespołów. Każdy zespół przygotowuje jeden z tematów. Zadaniem zespołu jest:

Przejrzenie literatury. Podane pozycje bibliograficzne należy traktować jako wyjściowe do dalszych poszukiwań.
Przygotowanie prezentacji. Należy również przygotować materiały, które posłużą do przeprowadzenia prezentacji (w HTML-u lub PDF-ie). Materiały te zostaną umieszczone w Internecie na stronach Systemów Operacyjnych. Sama prezentacja będzie się odbywać w grupie ćwiczeniowej zespołu i zajmie około 60-70 minut (jest jeszcze potrzebny czas na omówienie scenariusza laboratoryjnego).

Kolejne tematy będą prezentowane kolejno na zajęciach, jak to wskazano na grafiku, na stronie głównej zajęć.

Punktacja

Prezentacje będą oceniane w skali 0..10. Przedmiotem oceny będzie:

Zawartość merytoryczna prezentacji.
Jakość prezentacji.
Jakość przygotowanych materiałów.

Konkurs

Wszystkie przeprowadzone prezentacje wezmą udział w konkursie na NAJLEPSZĄ PREZENTACJĘ. Wybierzemy JEDNEGO zwycięzcę na roku (indywidualnego lub zbiorowego). Zwycięzca konkursu otrzyma:

Nagrodę rzeczową (coś miłego zawsze się znajdzie)!
Bonus w postaci dodatkowych 3 punktów.
Uścisk dłoni wykładowcy i wszystkich asystentów :)

Wyboru najlepszej prezentacji będą dokonywać wszyscy uczestnicy. Każda grupa ćwiczeniowa będzie nominować zwycięzcę ze swojej grupy. Następnie spośród nominowanych kapituła (JMD i koledzy) wybierze zwycięzcę.

Prezentacje mogą być oceniane indywidualnie bądź zbiorowo, zależnie od uznania zespołu. Decyzję w tej sprawie należy oczywiście przekazać z wyprzedzeniem.

Tematy

1	Wpływ architektury procesora na system operacyjny W prezentacji głównie należy się koncentrować na tych rozwiązaniach sprzętowych, które mają wpływ na system operacyjny. Prezentacja powinna obejmować (ale nie ograniczać się do) przedstawienie następujących zagadnień: Klasyfikacja procesorów ze względu na różne kryteria (32-bitowe a 64-bitowe, CISC a RISC itp). Na czym polega technika potokowania (ang. pipelining) instrukcji w procesorze? Klasyczne potokowanie procesora RISC. Wyjaśnić pojęcie wielordzeniowości procesora (ang. multicore). Jakiego typu aplikacje potrafią najlepiej wykorzystać wielordzeniowość. Co powinien zapewniać system operacyjny aby wykorzystać nowe możliwości procesora. Czy 64-bitowe adresowanie to dzisiaj konieczność? Przykłady 64 bitowych edycji systemów - dystrybucje Linuksowe (m. in. Ubuntu, openSuse), Windows XP Professional, Vista. Wady i zalety, problemy praktyczne w zastosowaniu tych edycji. Bibliografia: Wikipedia, http://www.embedded.com/design/multicore/209400892?pgno=2 http://cse.stanford.edu/class/sophomore-college/projects-00/risc http://www.microsoft.com/poland/technet/article/art0092_01.mspx http://msdn.microsoft.com/pl-pl/magazine/cc163552(en-us).aspx http://www.ibm.com/developerworks/library/pa-microdesign Autor tematu: Agata Janowska
2	Wirtualizacja wspomagana sprzętowo - zalety, wady i zagrożenia W prezentacji należy skupić się na procesorach z rodziny x86 i x86_64, ale można zahaczyć też o inne architektury (np. IA-64) w celu pokazania różnic. W prezentacji powinny zostać poruszone następujące zagadnienia: Wirtualizacja bez wspomagania sprzętowego na procesorach x86 - zasada działania, problemy (z instrukcjami uprzywilejowanymi, z tablicami stron,...) i sposób radzenia sobie z nimi bez wsparcia sprzętowego. Co jest główną przyczyną problemów z wydajnością. Pierwsze podejście do wirtualizacji wspomaganej sprzętowo - Ring -1, AMD-V i Intel-VT. Zasada działania tych rozszerzeń i problemy z nią związane. Wydajność w porównaniu do wirtualizacji realizowanej programowo za pomocą Ring 0-Ring 3. Shadow page tables i problemy związane z tym rozwiązaniem. Nested page tables (AMD)/Extended Page Tables (Intel). Bezpośredni dostęp do urządzeń z maszyny wirtualnej. Do czego służy IOMMU i jak działa. Technologia AMD IOMMU i Intel VT-d. Zastosowania IOMMU poza wirtualizacją. Uproszczenie wirtualizacji dzięki wsparciu sprzętowemu - wirtualizacja sprzętowa w XEN i KVM. Zagrożenia związane ze sprzętową wirtualizacją. Użycie sprzętowej wirtualizacji do tworzenia niewykrywalnego szkodliwego oprogramowania (BluePill, Virtriol i podobne). Mile widziane będzie pokazanie na żywo różnic w działaniu wirtualizacji wspomaganej sprzętowo i wirtualizacji realizowanej programowo za pomocą jednej z pełnych maszyn wirtualnych (VirtualBox, Vmware, Virtual PC) lub krótkie zaprezentowanie użycia "lekkich" sposobów wirtualizacji w Linuksie (KVM lub Lguest) do testowania skompilowanego przez siebie jądra. Bibliografia: http://en.wikipedia.org/wiki/Hardware-assisted_virtualization http://www.virtualbox.org/wiki/VirtualBox_architecture http://lists.xensource.com/archives/html/xen-devel/2006-06/pdfCnrbhHIu9a.pdf http://www.ice.gelato.org/oct06/pres_pdf/gelato_ICE06oct_xenvt_dong_intel.pdf http://wiki.xensource.com/xenwiki/XenRoadMap http://www.amd64.org/fileadmin/user_upload/pub/2007XenSummit-AMD-Barcelona_Nested_Paging_WahligHuang.pdf http://developer.amd.com/assets/NPT-WP-1%201-final-TM.pdf http://www.virtualization.info/2008/03/intel-to-introduce-new-virtualization.html http://software.intel.com/en-us/articles/best-practices-for-paravirtualization-enhancements-from-intel-virtualization-technology-ept-and-vt-d http://en.wikipedia.org/wiki/IOMMU http://lxr.linux.no/linux+v2.6.27/Documentation/x86/x86_64/boot-options.txt#L219 http://www.amd.com/us-en/assets/content_type/white_papers_and_tech_docs/34434.pdf http://download.intel.com/technology/itj/2006/v10i3/v10-i3-art02.pdf http://www.intel.com/technology/itj/2006/v10i3/2-io/5-platform-hardware-support.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Kernel-based_Virtual_Machine http://kerneltrap.org/node/8088 http://lwn.net/Articles/218766/ http://en.wikipedia.org/wiki/Blue_Pill_(malware) http://www.blackhat.com/presentations/bh-usa-06/BH-US-06-Zovi.pdf http://lguest.ozlabs.org/ Autor tematu: Krzysztof Lichota
3	Systemy operacyjne oparte na mikrojądrze Wstęp Podejście do pisania systemów operacyjnych, w którym cała logika wykonywana jest w trybie uprzywilejowanym nie jest jedyne - istnieją systemy oparte na mikrojądrze. W tym podejściu duża część tej logiki zaszyta jest w programach działających w przestrzeni użytkownika. Celem prezentacji jest przedstawienie jednego z dwóch takich systemów: GNU/Hurda lub MINIX-a. Proponowana zawartość prezentacji Przedstawienie ogólnej koncepcji systemów z mikrojądrem, za co odpowiedzialne jest mikrojądro, a za co procesy działające w trybie uzytkownika, które udostępniają usługi systemowe. Omówienie sposobów komunikacji jądra z procesami systemowymi działającymi w trybie użytkownika oraz procesów między sobą. Prezentacja działania systemu, czyli pokaz przykładowego programu używającego komunikacji charakterystycznej dla danego mikrojądra. Pokazanie przepływu komunikatów dla jakiejś przykładowej funkcji systemowej, np `read()`. Testy wydajności w porównaniu z jądrem monolitycznym. Przedstawienie argumentów za i przeciw mikrojądrom (kluczowa może być długa dyskusja Tanenbauma z Torvaldsem). W przypadku MINIX-a: jak działają sterowniki w przestrzeni użytkownika? W przypadku GNU/Hurda: idea translatorów jako sposobu dostępu do pożądanych usług systemowych oraz rozszerzenie idei montowania. Bibliografia (to materiały wyjściowe, nie należy się do nich ograniczać): Dokumentacja GNU/Hurda Dokumentacja MINIX-a Debata Linusa Torvaldsa z Andrew Tanenbaumem Autor tematu: Marek Dopiera
4	Automatyczne testowanie jądra Linuksa Przegląd metod i technik stosowanych podczas wykonywania automatycznych testów jądra Linuksa. W prezentacji powinny zostac nastepujace zagadnienia: Metodologie przygotowywania i przeprowadzania testow poprawnosciowych Metodologie przygotowywania i przeprowadzania testow wydajnosciowych. Techniki pozwalajaca na poprawne odczytywanie informacji o wydajnosci Wykorzystywane "srodowiska i mechanizmy" przy testowaniu jadra Pokrycie kodu testami, GCOV Przykładowe testy jądra Prezentacja "na żywo" własnych testów jądra. Bibliografia: http://ltp.sourceforge.net/ http://linuxquality.sunsite.dk/articles/testsuites/ http://www.linuxbase.org/test/ http://kernel-perf.sourceforge.net/about_tests.php http://www.kernelbench.org/ http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-stress/index.html http://www.bootchart.org/ Autor tematu: Piotr Stańczyk
5	Systemy operacyjne na urządzenia mobilne Celem prezentacji jest przedstawienei systemów operacyjnych na urządzenia mobline, jakie to oznacza wyzwanai dla programistów systemowych, jakie rozwiązania są dostepne. W preentacji powinny zostać poruszone następujące zagadnienia: Oczekiwania użytkowników względem systemu operacyjnego działającego na komórce. Ograniczenia techniczne mające wpływ na system operacyjny. Przegląd kilku istniejących platform na komórkę, np. SymbianOS, Windows Mobile, Google Android. Porównanie omówionych systemów, m.in. pod kątem: niezawodności i interaktywności, łatwości programowania aplikacji, bezpieczeństwa. Bibliografia: Ogólne porównania czy dyskusje, http://www.webopedia.com/quick_ref/mobile_OS.asp, http://searchmobilecomputing.techtarget.com/generic/0,295582,sid40_gci1196452,00.html Google Android http://www.android.com http://code.google.com/android/documentation.html Symbian OS http://www.symbian.com/symbianos/index.html http://dsonline.computer.org/portal/site/dsonline/menuitem.9ed3d9924aeb0dcd82ccc6716bbe36ec/index.jsp?&pName=dso_level1&path=dsonline/topics/os&file=MobileOS.xml&xsl=article.xsl http://www.codeproject.com/KB/mobile/Symbian_OS_design_faults.aspx Windows Mobile http://www.microsoft.com/windowsmobile/en-us/default.mspx Inne, może ciekawe http://www.itworld.com/google-android-dr-080213 http://mrblog.org/2008/02/14/why-symbian-signed-must-die/ strony Wikipedii o powyższych systemach operacyjnych Autor tematu: Marcin Pilipczuk

Janina Mincer-Daszkiewicz