Operační systémy do hloubky

[zapotocnylubos]

Scheduler a správa procesů

Jak OS rozhoduje kdo a kdy běží.

• Algoritmy plánování – Round Robin, Priority, CFS (Linux)
• Context switch – co přesně se děje při přepnutí procesů
• Stavy procesu – running, sleeping, zombie
• Forking, exec – jak procesy vznikají

Signály a IPC

Jak procesy komunikují a reagují na události.

• Signály – SIGKILL, SIGTERM, SIGSEGV, vlastní handlery
• IPC mechanismy – pipes, message queues, shared memory
• Unix sockety

Virtuální paměť a stránkování

Proč každý proces vidí "vlastní" adresní prostor.

• Virtuální vs fyzická paměť
• Stránkování – page tables, TLB
• Page fault – co se děje když proces přistoupí na nenamapovanou stránku
• mmap – přímé mapování souborů do paměti

Swap a správa paměti

Co se děje když fyzická paměť nestačí.

• Swap – kdy a jak OS odkládá stránky
• OOM killer – jak Linux rozhoduje co zabít
• Memory overcommit

Syscalls a kernel/userspace

Jak userspace komunikuje s kernelem.

• User space vs kernel space – proč to oddělení existuje
• Syscall mechanismus – co se stane při read(), write(), open()
• Interrupts a traps – hardwarové přerušení vs softwarové

Souborový systém internals

Jak jsou data skutečně uložena na disku.

• Inodes a bloky – struktura ext4
• Hard linky vs symlinky
• VFS – abstrakce nad různými filesystémy
• Journaling – proč filesystem přežije výpadek proudu

Synchronizace a souběžnost

Jak OS a programy řeší přístup ke sdíleným zdrojům.

• Race conditions – proč vznikají
• Mutex, semafory, spinlock
• Deadlock – detekce a prevence
• Futex – jak jsou mutexy implementovány v Linuxu

cgroups a namespaces

Jak funguje izolace procesů – základ kontejnerů.

• Namespaces – PID, network, mount, user
• cgroups – limitace CPU, paměti, I/O
• Jak Docker používá namespaces a cgroups