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授業科目区分	科目名	単位数	科目コード	開講時期	履修方法
専門教育課程専門科目専門	オペレーティングシステム Operating Systems	2	E515-01	2024年度４期（後学期）	修学規程第4条を参照

担当教員名
鷹合　大輔、田村　修

＊印は、実務経験のある教員を示しています。

授業科目の学習・教育目標

キーワード

学習・教育目標

1.プロセス管理 2.メモリ管理 3.ファイルシステム 4.スレッド 5.UNIXシステムプログラミング

オペレーティング・システム（ＯＳ）は、広範囲なアプリケーション・システムの共通プラットフォームである。この授業では、ＯＳの基本概念と設計技法について学習し、システムコールを利用してＯＳプログラミングが出来るようになる。　　１．ＰＣ，ワークステーション系ＯＳの概略特徴を知る。　　２．ＯＳの主要概念と機能コンポーネントを理解し説明出来る。　　３．ＯＳの正確な使用法とプログラミングについて概略理解する。

授業の概要および学習上の助言

オペレーティングシステムの基本構成要素と使用方法について学び、オペレーティングシステムを実現するために必要な要素技術について理解を深める。具体的には下記の項目について学ぶ。　１．オペレーティングシステムの概要　２．プロセス管理とスケジューリング　(1)プロセスとスレッド　(2)スケジューリング３．メモリ管理　(1)メモリ管理技法 (2)仮想記憶とページング　(3)ページ置換えアルゴリズム４．ファイルシステム　　(1)ファイルとディレクトリ　(2)ファイルの実装方法５．UNIXシステムプログラミング　(1)UNIXシステムコール　(2)マルチスレッドプログラミング

教科書および参考書・リザーブドブック
教科書：オペレーティングシステム入門[オーム社] 参考書：指定なしﾘｻﾞｰﾌﾞﾄﾞﾌﾞｯｸ：指定なし

履修に必要な予備知識や技能

１．コンピュータシステムについて、CPUとメモリ、割込み機構、プログラムの実行制御、レジスターとPSW（フラグ）の役割を理解しており、機械語やアセンブリ言語を用いたプログラミング経験がある。２．待ち行列（リスト構造）やスタックなどのデータ構造について理解している。３．プログラミング言語Ｃを用いてプログラミングできる。

学生が達成すべき行動目標
No.	学科教育目標（記号表記）
①	I,K	オペレーティングシステムの基本機能を説明できる。
②	I,K	プロセスとスレッドの相違点を説明できる。
③	I,K	仮想記憶方式について説明できる。
④	I,K	ファイルシステムについて説明できる。
⑤	J,K,N	UNIXシステムコールを用いてプログラミングできる。
⑥

達成度評価
				評価方法
				試験	クイズ小テスト	レポート	成果発表 (口頭・実技)	作品	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	40	20	40	0	0	0	0	100
指標と評価割合	総合評価割合		40	20	40	0	0	0	0	100
	総合力指標	知識を取り込む力	30	10	20	0	0	0	0	60
		思考・推論・創造する力	10	10	20	0	0	0	0	40
		コラボレーションとリーダーシップ	0	0	0	0	0	0	0	0
		発表・表現・伝達する力	0	0	0	0	0	0	0	0
		学習に取組む姿勢・意欲	0	0	0	0	0	0	0	0

※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。

評価の要点
評価方法	行動目標		評価の実施方法と注意点
試験	①	レ	第15週に達成度確認試験を実施する。
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥
クイズ小テスト	①	レ	第7週に小テストを実施するが、授業の進度によっては実施回数や実施週を変更する可能性がある。小テストの詳細な日程については授業中に案内するので注意すること。
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥
レポート	①	レ	演習課題についてレポートを作成する。授業明細に記載されているレポート回数は目安であり、授業の進度によってはレポート回数を変更する可能性がある。レポート課題の詳細については授業中に案内するので注意すること。
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥
成果発表 (口頭・実技)	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
作品	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
ポートフォリオ	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
その他	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥

具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安	標準的な達成レベルの目安
オペレーティングシステムの本質を理解する。プロセス管理ではプロセスとスレッドの相違点について、メモリ管理では仮想記憶方式の本質的な利点と欠点について理解を深める。	プロセス・スレッド・ファイルシステムなどオペレーティングシステムの概念と構成を一通り理解する。

ＣＬＩＰ学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では：「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、ＧｏｏｄＷｏｒｋ！」：のようなプロセス（一部あるいは全体）を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間（例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間／週）を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。

授業明細
回数	学習内容	授業の運営方法	学習課題予習・復習	時間：分※
w1	第1章：オペレーティングシステムの概要・役割，機能，歴史・カーネル，シェル・システムプログラミングとは・プログラムの作成方法	講義，演習準備	復習：講義内容全般予習：演習環境（Linux）の準備	90 45
w2	第2章：プロセスの制御・プロセス，ジョブ，スレッド・ファイル操作コマンド(cp,mv,find,rm,mkdir,rmdir ) ・プロセス関係のコマンド(ps,kill,top)	講義，演習	復習：講義内容全般予習：レポート作成	90 45
w3	第2章：プロセスの制御・プロセスの状態遷移，プロセスの生成・プロセスを生成するシステムコール（fork）	講義，演習	復習：講義内容全般予習：レポート作成	90 45
w4	第2章：プロセスの制御・プロセス間の通信・パイプ，リダイレクトの使い方・ソケット通信コマンド(netcat)	講義，演習	復習：講義内容全般予習：レポート作成	90 45
w5	第2章：プロセスの制御・マルチスレッドプログラミング	講義，演習	復習：講義内容全般予習：レポート作成	90 45
w6	第3章：プロセスのスケジューリング・スケジューリングアルゴリズム	講義	復習：講義内容全般予習：レポート作成	90 45
w7	小テスト第4章：割り込みの制御・CPUのモード（ユーザモード，カーネルモード）・コンテキストの切り替え	小テスト，講義	復習：講義内容全般予習：メモリ管理	90 45
w8	第5章：仮想記憶システム・70年代以前の主記憶管理	講義，演習	復習：講義内容全般予習：レポート作成	90 45
w9	第5章：仮想記憶システム・仮想記憶の仕組み，アドレス変換	講義，演習	復習：講義内容全般予習：レポート作成	90 45
w10	第5章：仮想記憶システム・ページ置換えアルゴリズム	講義，演習	復習：講義内容全般予習：レポート作成	90 45
w11	第6章：入出力とファイルの制御・木構造ディレクトリ，相対パス，絶対パス・iノード，ディレクトリ，ファイル・ファイル構造の可視化コマンド(tree) ・マウントコマンド(mount,umount)	講義，演習	復習：講義内容全般予習：レポート作成	90 45
w12	第6章：入出力とファイルの制御・順次アクセス，ランダムアクセス・所有者とアクセス権の変更コマンド(chmod,chown) ・ファイル探索コマンド(find)	講義，演習	復習：講義内容全般予習：レポート作成	90 45
w13	第6章：入出力とファイルの制御・ファイル読み書きのためのシステムコール(open,re ad,write,close) ・ファイルディスクリプタ・ファイル監視コマンド(lsof,fuser)	講義，演習	復習：講義内容全般予習：レポート作成	90 45
w14	振り返り得点状況確認	講義，演習	復習：講義内容全般予習：試験勉強	90 45
w15	振り返り試験	w1〜w15の学習内容について振り返ると共に，試験を実施する．		180