OSION TAVOITTEET

Osion tavoitteena on hahmottaa käyttöjärjestelmän ja laitteiston yhteistoiminta niiden suorittaessa käyttäjän pyytämää ohjelmaa prosessina muiden joukossa.

Tarkoituksena on palauttaa mieleen laitteiston keskeiset komponentit sekä prosessorin toimintaidea, ts. kuinka prosessori suorittaa yksittäistä ohjelmaa.

Tavoitteena on ymmärtää moniajon aiheuttamat laitteistovaatimukset, sen hyödyt sekä saada yleiskäsitys käyttöjärjestelmän tehtävistä, sen tarjoamista palveluista moniajojärjestelmässä ja siitä kuinka käyttöjärjestelmä koordinoi laitteiston osien käyttöä.

Avainsanat: käskysykli, keskeytysmekanismi, palvelupyyntö, laitteistotuki, KJ:n tehtävät, prosessi

OPPIKIRJAN TEKSTI

• Stallings luku 1: Computer System Overview
  • 5.ed: sivut 8-50
  • 4.ed: sivut 7-52
• Stallings luvut 2.1-2.4: Operating System Overview
• 5.ed: sivut 51-81 
• 4.ed: sivut 53-83
• Stallings luvut 3.1-3.4: Process Description and Control
  • 5.ed: sivut 106-43
  • 4.ed: sivut 301-332 (luvut 3.1 -3.3)
• 
  

LUENTOKALVOT sekä MUUTA MATERIAALIA

• Luento 1: Johdanto ja kurssin rakenne 2s/A4, 6s/A4
• Luento 2: Tietokonelaitteiston kertaus 2s/A4, 6s/A4
• Luento 3: Prosessit ja niiden hallinta 2s/A4, 6s/A4
• Luento 4: Käyttöjärjestelmien keskeiset osa-alueet 2s/A4, 6s/A4
• See also Stallings's pages

Muuta materiaalia: Tanenbaum A.S.: Modern Operating Systems. 2nd ed. 2001. Sivut 1-70. Kirja löytyy myös TKTL:n kirjastosta.

OPINTOPIIRITOIMINTA

Opetusohjelmaan merkityn harjoitusryhmän ensimmäisessä kokoontumisessa muodostetaan 4-5 hengen opintopiirejä, jotka työskentelevät samalla kokoonpanolla koko kurssin ajan. Kukin opintopiiri nimeää vastuuhenkilön, joka huolehtii mm. ryhmän yhteydenpidon sujumisesta ja raporttien toimittamisesta luennoijalle. Opintopiirit ratkovat yhdessä kunkin osion tehtävän ja laativat tehtävästä ratkaisusta raportin.

Osion raportti tulee palauttaa kirjallisena luennoijalle huoneen D225 vieressä olevaan lokeroon. Raportin voi palauttaa myös torstain luennon jälkeen. Viimeinen palautusajankohta on 2. tapaamista seuraava maanantaiaamu eli 19.9. klo 12 mennessä.

Palautettavassa raportissa pitää olla:

• Kansilehti, jolla on opintopiirin jäsenten nimet, laskuharjoitusryhmän numero ja ohjaajan nimi.
  
• Varsinaisen tehtävän 'ratkaisu'
• Luettelo ehdotetuista tarkistuskysymyksistä perusteluineen
• Evaluointilomake
  

A - ENNEN RYHMÄN TAPAAMISTA: Laadi KÄSITEKARTTA  Ennen ryhmän tapaamista tutustu huolellisesti osion materiaaliin ja tehtäviin. Pohdi niitä jo itseksesi ja kirjaa ylös esiin tulleita ajatuksia, tuloksia, ongelmia ja pulmia. Jokainen laatii käsitekartan siihen astisesta tietämyksestään asian tiimoilta. Ensimmäiselle kerralle kartan voi siis laatia Tietokoneen tominta -kurssin osaamisen perusteella. Kartta (tai sen kopio) annetaan ryhmän vetäjälle.  Kurssin assistentit ja luennoija käyttävät karttoja palautteena harjoitusten ja luentojan suuntaamisessa.  Käsitekartasta (engl. mind-map) on tarkoitus käydä ilmi osion keskeinen käsitteistö ja niiden väliset suhteet. Käsitekarttaa laadittaessa on tarkoitus kaivella esiin juuri tähän osioon liittyvät keskeiset kokonaisuudet ja terminologia (rajaa sopivalle tarkkuustasolle). Asiaa voi lähestyä usealla eri tavalla. Oleellista on laitteiston ja KJ:n toiminnallisuuden, tehtävien ja palvelujen esiintuominen ( ei historiaa). KJ:n toteutuksessa huomioitavat laitteistopiirteet voit ehkä ympätä samaan kuvaan KJ:n kanssa, tai sitten voit tuottaa kaksi erillistä käsitekarttaa. Esimerkin käsitekartasta löydät vaikkapa Avoimen yliopiston ohjeesta "Oppimistaidot" tai Minna Vänskän käsikirjasta "Antoisaan opiskeluun" tai How to do a Mind Map. Koska käsitekartta on hyvin henkilökohtainen tapa tehdä omia muistiinpanoja, jokainen ryhmän jäsen laatikoon itselleen ikioman käsitekartan. Tehtävän ratkomisen aikana opintopiiri voi hyödyntää laadittuja käsitekarttoja.

B - OPINTOPIIRITEHTÄVÄ Tehtävä on tarkoitettu kaikkien yhdessä pohdittavaksi. Laatikaa yhdessä raportti ja raporttiohje on edellä. Muistakaa kuitenkin pohtia asiaa riittävän syvällisesti: mikä / kuka tekee? (erityisesti laitteisto vs. KJ), milloin? miksi toimitaan näin? mikä voisi mennä pieleen, jos...? jne. Työskentelytapa tällä kurssilla: 1. laskaritapaaminen: Opintopiiri käy yhdessä läpi tehtävät ja pohtii mitä tiedätte asiasta, mitä tietoja vielä tarvitsisitte, jne. Tähän pohdintaan voi käyttää laadittuja käsitekarttoja apuna. Ohjaaja on tapaamisessa käytettävissä, mutta ei ratko tehtävää puolestanne. Hän voi ohjata ryhmäänne oikeaan suuntaan, jos tuntuu, että olette ihan eksyksissä. Tapaamisten välillä voitte järjestää oman tapanne kommunikoida keskenänne: tapaamiset laitoksella, sähköposti, irc, webCT (jos joku haluaa sitä käyttää, niin ottakaa yhteyttä luennoijaan). Laatikaa raporttinne 2. tapaamiseen mennessä. 2. laskaritapaaminen: Ryhmät esittelevät raporttiensa sisältöjä muille ryhmille. 2. tapaamisen jälkeen: Jos on tarvetta vielä täydentää tai muokata ryhmän raporttia, niin tämä on mahdollista tapaamisen jälkeen. Tähän on varattu muutama päivä, koska raporttien on tarkoitus olla valmiina jo 2. tapaamisessa. KÄYTTÄJÄN PYYTÄMÄN OHJELMAN SUORITTAMINEN Laatikaa opintopiirin raportti, josta käy ilmi mitä kaikkea järjestelmässä (tämän kurssin ja TiTo-kurssien sisältöjen valossa) laitteistossa ja käyttöjärjestelmässä tapahtuu, kun järjestelmä suorittaa käyttäjän pyytämää ohjelmaa. Ohjelma on rakenteeltaan varsin yksinkertainen. Se vain haluaa kirjoittaa yhden sivun kirjoittimelle. Kuvatkaa raportissa yksityiskohtaisesti mitä järjestelmässä tapahtuu tuohon ohjelman käynnistämiseen ja toimintaan liittyen. Käynnistämisen yhteydessä on ainakin syytä käydä läpi ne käyttäjärjestelmä osat, jotka tähän osallistuvat. Mitä ne tekevät ja missä järjestyksessä. Suoritusvaiheesta on syytä käydä läpi ainakin käsitteiden palvelupyyntö, keskeytys sekä käskysykli toiminta ja merkitys. Käskyn suorituksen tarkastelutasoksi soveltuu parhaiten Tietokoneen toiminta -kurssilla käytetty abstraktiotaso. Muistakaan olla erityisen huolellisia kertoessanne mitä näistä toimista tekee laitteisto ja mitkä kuuluvat käyttöjärjestelmäohjelman omaan toimintaan. Raportissa voisi myös käsitellä seuraavia kysymyksiä: Miten tuo rakenne ja toiminta muuttuisi, jos koneessa olisi muitakin prosesseja? Lisää prosessoreja? Miksi nämä muutokset ovat välttämättömiä? Kuvat voivat selventää asiaa.

C - PERUSTELKAA PORUKALLA TARKISTUSKYSYMYKSIÄ Kehittäkää viisi aihepiiriin liittyvää tarkistuskysymystä / keskeistä asiaa pohtivaa tehtävää, sekä perustelkaa miksi kysymyksiinne on tärkeää osata vastata ("koska on tärkeää tietää" ei ole perustelu :-). Saatte valita myös kirjan / luentokalvojen ja harjoitusten kysymyksistä. Tässä kohdassa on tärkeämpää kehittää hyvät perustelut kuin keksiä pyöriviä esineitä uudelleen. Välttäkää myös 'trivial-pursuit'-tyyppisiä yksittäisiä detaljitietoja testaavia kysymyksiä. Hyvä tarkistuskysymys on sellainen, johon vastaaminen vaatii suuremman kokonaisuuden ymmärtämistä. Syntyikö asian tiimoilta askarruttavia kysymyksiä tai nousiko esiin ongelmia? Millaisia? Vihjaiskaa, jos joku kohta kaipaa mielestänne tarkennusta, asiaan voidaan palata luennolla.

D - TEHKÄÄ PORUKALLA EVALUOINTIA / ITSEARVIOINTIA Tiimityönä: Täyttäkää oheinen lomake 1, ja jättäkää se luennoijalle / laatikkoon ryhmän raportin mukana. Lomaketta jaetaan harjoitusryhmässä. Kyselyllä on kaksi tarkoitusta: (1) kerätä tietoa tehtävien tekemisen onnistumisesta opintopiireissä ja (2) auttaa opintopiiriä oman toiminnan parantamisessa. Arvostamme lyhyitä vastauksia, joihin olennainen on kiteytetty. Pyrkikää olemaan avoimia. Paneutukaa palautteen antamiseen huolella ja vastatkaa kaikkiin kohtiin. Palautteen kattavuus (ts. onko kaikkiin kohtiin vastattu ajatuksella) arvioidaan ja se voi vaikuttaa opintopiirin saamaan pistemäärään, sen sijaan palautteen sisällöllä ei ole vaikutusta arviointiin. Muuta palautetta / kommentteja voitte lähettää milloin tahansa kurssin uutisryhmään hy.opiskelu.tktl.kj (toivottavasti saamme keskustelua aikaiseksi), tai kertoa suoraan kurssin vetäjille suullisesti, sähköisesti tai kirjallisesti.

Seuraavaan osioon

Kaiken voi tehdä hyvin, tai sitten erittäin hyvin.