Учебное пособие Издательство Тюменского государственного университета 2009
| Вид материала | Учебное пособие |
- Комплекс Издательство Тюменского государственного университета 2008, 5451.1kb.
- Учебное пособие Издательство Казанского государственного технологического университета, 1767.01kb.
- Учебное пособие Издательство Томского политехнического университета 2009, 1079.58kb.
- Учебно-методический комплекс Издательство Тюменского государственного университета, 1421.57kb.
- Учебное пособие Рекомендовано в качестве учебного пособия Редакционно-издательским, 2331.42kb.
- Тюменского Государственного Университета по специальности "юриспруденция" и включает, 3629.36kb.
- Учебное пособие Москва Издательство Российского университета дружбы народов удк 811., 4061.47kb.
- Учебное пособие издательство санкт-петербургского государственного университета экономики, 3398.77kb.
- Программа курса отечественной истории издательство тюменского государственного университета,, 1292.71kb.
- Учебно-методический комплекс для студентов специальности «финансы и кредит» специализации, 2338.77kb.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОУ ВПО ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
А.И. Вяткин
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, СРЕДЫ И ОБОЛОЧКИ
Учебное пособие
Издательство
Тюменского государственного университета
2009
А.И.Вяткин. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, СРЕДЫ И ОБОЛОЧКИ: Учебное пособие. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2009. 302с.
В состав учебного пособия по дисциплинам «Операционные системы, среды и оболочки» входят: методические и теоретические материалы, задания для контроля, справочно-информационные материалы. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Прикладная информатика» института дополнительного профессионального образования. В учебном пособии даются основные понятия, определения, основные концепции, определяющие современное состояние и тенденции развития операционных систем.
Рецензенты: О.В. Тарханова, к.п.н., доцент;
Ю.В. Бидуля, ст. преподаватель кафедры информационных систем ТюмГУ
Ответственный за выпуск: А.И.Вяткин, доцент кафедры информационных систем, ТюмГУ
©Тюменский государственный университет, 2009
©А.И. Вяткин, 2009
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие. 6
МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Рабочая программа дисциплины 7
Пояснительная записка 7
Содержание дисциплины 9
Рекомендации по самостоятельной работе студента 15
Календарно-тематический план 17
Методические рекомендации по отдельным видам
самостоятельной работы 19
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Глава 1. Введение в операционные системы. 21
§ 1.1. Определение, назначение и классификация ОС. Требования
к современным операционным системам. 21
§ 1.2. Состав и функции операционных систем. Архитектура ОС. 25
§ 1.3. Процессы и потоки. Управление памятью. 29
§ 1.4. Система ввода-вывода. 33
§ 1.5. Файловые системы. 39
Резюме 50
Вопросы для самопроверки 51
Глава 2. Инсталляция и конфигурирование операционной системы. 52
§ 2.1. Инсталляция и конфигурирование ОС. 52
§ 2.2. Начальная загрузка. 56
§ 2.3. Реестр. 60
Резюме 63
Вопросы для самопроверки 64
Глава 3. Тенденции и перспективы развития распределенных операционных сред. 64
§ 3.1. Концепции распределенной обработки в сетевых ОС. 66
§ 3.2. Сетевые модели. 72
Резюме 77
Вопросы для самопроверки. 78
Глава 4. Основные концепции компьютерных сетей и их проектирование. 79
§ 4.1. Классификация компьютерных сетей. 79
§ 4.2. Локальные сети. Сети Ethernet, Token Ring, FDDI. 88
§ 4.3. Глобальные сети. 92
Резюме. 95
Вопросы для самопроверки. 96
Глава 5. Протоколы и основы работы в сети. 96
§ 5.1. Сетевой протокол TCP/IP. 96
§ 5.2. Утилиты TCP/IP. 99
§ 5.3. IP адресация. 109
§ 5.4. Подсети. 113
Резюме. 119
Вопросы для самопроверки. 119
Глава 6. Администрирование операционных систем. 121
§ 6.1. Типовые задачи администрирования. 121
§ 6.2. Средства мониторинга. 125
Резюме. 129
Вопросы для самопроверки. 130
Глава 7. Сетевые службы. 131
§ 7.1. Служба DNS (Windows) и BIND (Unix). 131
§ 7.2. Служба DHCP. 137
§ 7.3. Служба Samba. 145
§ 7.4. Терминальные службы и удаленный доступ. 146
§ 7.5. Службы Интернета. 148
Резюме. 151
Вопросы для самопроверки. 152
Глава 8. Службы каталогов. 153
§ 8.1. Проектирование доменов и развертывание Active Directory. 153
§ 8.2. Администрирование доменов. 157
Резюме. 165
Вопросы для самопроверки. 165
Глава 9. Межсетевое взаимодействие, маршрутизация. 167
§ 9.1. Обзор одноадресной маршрутизации. 167
§ 9.2. Протоколы динамической маршрутизации RIP и OSPF. 172
§ 9.3. Служба маршрутизации и удаленного доступа RRAS. 177
Резюме. 179
Вопросы для самопроверки. 180
Глава 10. Безопасность информационных систем и компьютерных
сетей. 181
§ 10.1. Основные понятия безопасности. Классификация угроз. 181
§ 10.2. Проектирование безопасности, стратегии брандмауэра. 183
Резюме. 184
Вопросы для самопроверки. 185
Заключение. 187
ПРАКТИКУМ. 188
ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ. 278
Тесты для самоконтроля. 278
Ключи к тестам для самоконтроля. 289
Задания для контрольных работ. 293
Вопросы для подготовки к зачету. 297
ГЛОССАРИЙ. 299
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ. 302
Предисловие.
В данном учебном пособии изложены основные понятия операционных систем, принципы их построения и использования. Проводится обзор по настройке, использованию и администрированию операционных систем (ОС) Microsoft Windows Server 2003 и Linux на примере дистрибутива Fedora. Рассматриваются основные вопросы, связанные с выполнением стандартных задач администрирования сервера и домена Microsoft Windows Server 2003, в том числе управление службой каталогов Active Directory, основными сетевыми службами (DHCP, DNS, удаленный доступ, Web и FTP), учетными записями пользователей и групп, файловыми системами Windows и Unix. Рассмотрены основные возможности Linux по управлению межсетевым взаимодействием в сетях Unix и в смешанных сетях Unix и Windows.
Учебное пособие разработано для студентов института дополнительного профессионального образования специальности прикладная информатика в экономике для изучения дисциплины «Операционные системы, среды и оболочки».
Методические материалы
Рабочая программа дисциплины.
Пояснительная записка.
Учебное пособие составлено в соответствии с учебными планами и образовательными стандартами специальности «Прикладная информатика в экономике». Учебная дисциплина «Операционные системы, среды и оболочки» является теоретическим и практическим курсом, углубляющим знания и умения в области использования и администрирования операционных систем Windows и Linux.
Цель курса
Получение студентами теоретических знаний и практических навыков при работе с современными операционными системами, средами и оболочками на примере операционных систем Windows и Linux.
Дисциплина «Операционные системы, среды и оболочки» имеет целью изучение теоретических основ операционных систем, их структурной организации, характеристик, принципов работы, глобальными и локальными сетевыми технологиями, обучить студентов общим принципам построения компьютерных сетей и их функционирования под управлением операционных систем.
Задачи курса
Дать основы:
- принципов построения и работы операционных систем;
- проектирования и построения компьютерных сетей;
- администрирования и сопровождения компьютерных сетей под управлением операционных систем.
Требования к уровню освоения курса
В результате изучения дисциплины студенты должны:
иметь представление:
- о принципах построения компьютерных сетей и их управлении; о межсетевом взаимодействии и сервисных службах Internet;
- об архитектуре операционных систем;
знать:
- назначение, функции, состав и основные принципы работы операционных систем;
- основы проектирования и построения компьютерных сетей;
уметь:
- работать в современных операционных системах, локальных и глобальных вычислительных сетях.
Содержание дисциплины
Тематический план курса
| № Главы и темы | Наименование глав и тем | Распределение часов | |||
| Лекции | Практ. Занятия | Самост. Работа | Всего | ||
| 1 | Введение в операционные системы. | 1 | | 4 | 5 |
| 1.1 | Определение, назначение и классификация ОС. Требо-вания к современным опера-ционным системам. | 0,2 | | | 0,2 |
| 1.2 | Состав и функции опера-ционных систем. Архи-тектура ОС. | 0,2 | | 1 | 1,2 |
| 1.3 | Процессы и потоки. Управление памятью. | 0,2 | | 1 | 1,2 |
| 1.4 | Операции ввода-вывода. | 0,2 | | 1 | 1,2 |
| 1.5 | Файловые системы. | 0,2 | | 1 | 1,2 |
| 2 | Инсталляция и конфигури-рование операционной системы. | 1 | | 4 | 5 |
| 2.1 | Инсталляция и конфигури-рование ОС. | 0,2 | | 1 | 1,2 |
| 2.2 | Начальная загрузка. | 0,3 | | 1 | 1,3 |
| 2.3 | Реестр. | 0,5 | | 2 | 2,5 |
| 3 | Тенденции и перспективы развития распределенных операционных сред. | 1 | | 4 | 5 |
| 3.1 | Концепции распределенной обработки в сетевых ОС. | 0,5 | | 2 | 2,5 |
| 3.2 | Сетевые модели. | 0,5 | | 2 | 2,5 |
| 4 | Основные концепции компьютерных сетей и их проектирование. | 1 | | 4 | 5 |
| 4.1 | Классификация компьютерных сетей | 0,2 | | 1 | 1,2 |
| 4.2 | Локальные сети. Сети Ethernet, Token Ring, FDDI. | 0,3 | | 1 | 1,3 |
| 4.3 | Глобальные сети. | 0,3 | | 1 | 1,3 |
| 4.4 | Физические компоненты сетей. | 0,2 | | 1 | 1,2 |
| 5 | Протоколы и основы работы в сети. | 1 | | 4 | 5 |
| 5.1 | Сетевые протоколы и протокол TCP/IP. | 0,2 | | 1 | 1,2 |
| 5.2 | Утилиты TCP/IP. | 0,1 | | 1 | 1,1 |
| 5.3 | IP адресация. | 0,3 | | 1 | 1,3 |
| 5.4 | Подсети. | 0,4 | | 1 | 1,4 |
| 6 | Администрирование операционных систем. | 1 | 1 | 3 | 5 |
| 6.1 | Типовые задачи администрирования. | 0,4 | 1 | 1 | 2,4 |
| 6.2 | Средства мониторинга. | 0,3 | | 1 | 1,3 |
| 6.3 | Мониторинг сетевой активности. | 0,3 | | 1 | 1,3 |
| 7 | Сетевые службы. | 1 | 4 | 11 | 16 |
| 7.1 | Служба DNS и BIND. | 0,2 | 1 | 4 | 5,2 |
| 7.2 | Служба DHCP. | 0,2 | 1 | 3 | 4,2 |
| 7.3 | Служба Samba. | 0,2 | 1 | 2 | 3,2 |
| 7.4 | Терминальные службы и удаленный доступ. | 0,2 | 1 | 1 | 2,2 |
| 7.5 | Электронная почта. | 0,2 | | 1 | 1,2 |
| 8 | Службы каталогов. | 1 | 1 | 5 | 7 |
| 8.1 | Проектирование доменов и развертывание Active Directory. | 0,5 | 1 | 3 | 4,5 |
| 8.2 | Администрирование доменов. | 0,5 | | 2 | 2,5 |
| 9 | Межсетевое взаимодействие, маршрутизация. | 1 | 1 | 4 | 6 |
| 9.1 | Обзор одноадресной маршрутизации. | 0,3 | | 1 | 1,3 |
| 9.2 | Протоколы динамической маршрутизации RIP и OSPF. | 0,4 | | 1 | 1,4 |
| 9.3 | Служба маршрутизации и удаленного доступа RRAS. | 0,3 | 1 | 2 | 3,3 |
| 10 | Безопасность компьютерных сетей. | 1 | 1 | 4 | 6 |
| 10.1 | Основные понятия безопас-ности. Классификация угроз. | 0,5 | | 1 | 1,5 |
| 10.2 | Проектирование безопасности, стратегии брандмауэра. | 0,5 | 1 | 3 | 4,5 |
| | Всего | 10 | 8 | 47 | 65 |
Содержание лекционного курса и практических занятий
Содержание лекций:
Глава 1. Введение в операционные системы.
Определение, назначение и классификация ОС. Требования к современным операционным системам. Состав и функции операционных систем, архитектура ОС. Процессы и потоки, управление памятью. Операции ввода-вывода. Файловые системы.
Глава 2. Инсталляция и конфигурирование операционной системы.
Инсталляция и конфигурирование ОС. Начальная загрузка. Реестр.
Глава 3. Тенденции и перспективы развития распределенных операционных сред.
Сетевые модели. Концепции распределенной обработки в сетевых ОС.
Глава 4. Основные концепции компьютерных сетей и их проектирование.
Классификация компьютерных сетей. Локальные сети. Сети Ethernet, Token Ring, FDDI. Глобальные сети. Физические компоненты сетей.
Глава 5. Протоколы и основы работы в сети.
Сетевые протоколы и протокол TCP/IP. Утилиты TCP/IP. IP адресация. Подсети.
Глава 6. Администрирование операционных систем.
Типовые задачи администрирования. Средства мониторинга. Мониторинг сетевой активности.
Глава 7. Сетевые службы.
Служба DNS и BIND. Служба DHCP. Служба Samba. Терминальные службы и удаленный доступ. Электронная почта.
Глава 8. Службы каталогов.
Проектирование доменов и развертывание Active Directory. Администрирование доменов.
Глава 9. Межсетевое взаимодействие, маршрутизация.
Обзор одноадресной маршрутизации. Протоколы динамической маршрутизации RIP и OSPF. Служба маршрутизации и удаленного доступа RRAS.
Глава 10. Безопасность компьютерных сетей.
Основные понятия безопасности. Классификация угроз. Проектирование безопасности, стратегии брандмауэра.
Содержание практических занятий
В приобретении практических навыков главная роль отводится практическим занятиям. Работа на практическом занятии заключается в том, что студенты выполняют учебные задания индивидуально. Каждая практическая работа содержит детальные инструкции по ее проведению.
Практическая работа № 1. Типовые задачи администрирования.
Ознакомление с основными задачами администрирования операционных систем на примере Windows 2003 Server. Рассматриваются задачи управления учетными записями и группами, мониторинг и настройка аудита системы.
Практическая работа № 2. Администрирование доменов.
Задание №1. Установка простого домена.
Общее знакомство со службой Active Directory. Получение навыков в настройке простого домена, установке резервного контроллера, настройке репликации и распределении ролей между контроллерами домена с сети.
Задание №2. Установка дочернего домена.
Знакомство с методикой развертывания леса доменов в корпоративной сети. Получение навыков в настройке дочернего домена и обеспечения взаимодействия клиентов в разных доменах.
Практическая работа № 3. Маршрутизация.
Задание №1. Настройка программного маршрутизатора.
Знакомство со статической и динамической маршрутизацией. Получение навыков в настройке статического маршрутизатора под управлением операционных систем Windows и знакомство с установкой и настройкой протокола динамической маршрутизации RIP.
Практическая работа № 4. Безопасность компьютерных сетей.
Задание №1. Настройка Firewalls.
Знакомство с методами защиты компьютерных сетей на примере использования брандмауэра масштаба предприятия Microsoft ISA Server. Получение навыков в проектировании защиты локальных компьютерных сетей, имеющих выход в Интернет.
Практическая работа № 5 Сетевые службы.
Задание №1. Настройка DHCP сервера Windows.
Ознакомление со службой раздачи IP адресов в компьютерных сетях на базе DHCP сервера Windows
Задание №2. Установка службы DNS.
Знакомство со службой доменных имен. Получение навыков в работе с настройкой и тестированием DNS сервера в составе серверных операционных систем Windows.
Задание №3. Управление DNS сервером.
Знакомство с основными настройками сервера доменных имен DNS в серверных операционных системах Windows. Получение навыков в настройке прямой и обратной зонах DNS, знакомство с ресурсными записями.
Задание №4. Настройка Web и FTP служб.
знакомство с Интернет сервисами службы IIS под управлением операционных систем Windows. Получение навыков в настройке WWW и FTP серверов.
Задание №5. Настройка терминальных служб.
Знакомство с концепцией удаленного администрирования операционных систем на примере использования сервера терминальных служб под управлением операционных систем Windows.
Задание №6. Общие настройки Linux.
Знакомство с предварительными настройками операционных систем Linux сразу после установки операционной системы. Получение навыков в настройке общих параметров операционных систем Linux.
Задание №7. Настройка сервера Samba.
Знакомство с организацией межсетевого взаимодействия в разнородных средах Unix и Windows. Получение навыков настройки сервера Samba, позволяющего организовать совместную работу клиентов сетей Windows и Linux.
Задание №8. Конфигурирование службы DHCP в операционных системах UNIX. Рассматривается конфигурирование службы DHCP в операционных системах UNIX.
Задание №9. Настройка DNS сервера в операционных системах UNIX.
Знакомство со службой доменных имен BIND операционных систем Unix. Получение навыков в установке и настройке сервера BIND с помощью конфигурационных файлов и графических оснасток.
Задание №10. Настройка Web сервера Apache.
Знакомство Web службами операционных систем Unix. Получение навыков в установке и настройке Web сервера Apache с помощью конфигурационных файлов и графических оснасток.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ СТУДЕНТА
Самостоятельное изучение дисциплины предлагается осуществлять по следующей схеме:
1. Ознакомьтесь с содержанием учебного пособия, обратите внимание на структурные элементы «Методические материалы», «Теоретические материалы», «Практикум», «Задания для контроля», «Глоссарий».
2. Изучите часть «Методические материалы», где сформулированы цель и задачи дисциплины, ее содержание и требования к уровню освоения курса. Ознакомьтесь с тематическим планом, рекомендованным временем на изучение глав и параграфов. Более детально распределение времени по видам самостоятельной работы отражено календарно-тематическом плане работы.
3. Внимательно изучите в предложенной последовательности разделы лекционного курса части «Теоретические материалы».
4. Проработайте глоссарий по изучаемому разделу.
5. Изучите доступные, рекомендованные в учебном пособии источники информации.
6. Ответьте на сформулированные в конце каждой главы вопросы для самопроверки, используя учебные материалы главы.
7. Выполните лабораторные работы, предложенные в разделе «Практикум». Перед выполнением лабораторной работы внимательно изучите теоретический материал, предваряющий практический задания.
8. Проведите самотестирование, сверьте результаты тестирования с приведенными в учебном пособии ответами.
9. Выполните контрольную работу.