Программа дисциплины " Операционные среды, системы и оболочки" для направления

Москва

1. Пояснительная записка

Автор программы:

профессор, д.т.н. С.В. Назаров

Общие сведения об учебном курсе:

дисциплина читается студентам программы бакалавриата, обучающихся по специализации «Программная инженерия» направления 080700.62 “Бизнес-информатика” на отделении программной инженерии факультета бизнес-информатики ГУ-ВШЭ. Она входит в блок общепрофессиональных дисциплин и читается во втором, третьем и четвертом модулях второго учебного года. Количество кредитов – 5. Продолжительность курса составляет 84 аудиторных учебных часа (21 неделя), в том числе: 42 часа лекционных занятий, 42 часа практических занятий, и 78 часов самостоятельной работы. Рубежный контроль – контрольная работа, реферат, домашнее задание и письменный экзамен по окончанию четвертого модуля.

Требования к студентам:

освоение курса предполагает предварительное знакомство студентов с содержанием учебных дисциплин: “Информатика и программирование” и “Дискретная математика”. Изучение дисциплины предполагает знание студентами основ информатики и программирования, вычислительных систем и сетей телекоммуникаций и практическое умение работы на персональном компьютере (ПК). Необходимо знание структуры ПК и его составляющих, практическая работа в операционных системах Windows 95/98/Me/2000/XP/2003/Vista, офисных пакетах MS Office (в том числе достаточно глубокое знание Excel), а также умение разрабатывать Windows-приложения на одном из алгоритмических языков (Visual Basic, Pascal (Delphi), С, С++, С#).

Цель курса:

получение теоретических знаний о принципах построения и архитектуре современных операционных систем и сред (в том числе распределенных), обеспечивающих организацию вычислительных процессов в корпоративных информационных системах экономического, управленческого, производственного, научного и др. назначения, а также практических навыков по созданию (настройке) вычислительной среды для реализации бизнес процессов в корпоративных сетях (интрасетях) предприятий.

Аннотация:

Дисциплина является важной составной частью теоретической подготовки бакалавра по специализации «программная инженерия» направления 080700.62 «Бизнес-информатика» и занимает существенное место в его будущей практической деятельности. Знание теории и практики использования операционных систем обеспечивает возможность разработки эффективных программных систем для любых средств вычислительной техники, начиная от персонального компьютера и локальных вычислительных сетей до больших корпоративных информационных систем и сетей.

Содержание курса соответствует своду знаний по программной инженерии Software Engineering Education Knowledge (SEEK) описанному в документе Software Engineering 2004 (SE 2004), определяющему руководящие принципы создания учебных планов для преподавания программной инженерии в высших учебных заведениях. Построение курса отвечает требованиям отечественных профессиональных стандартов в области информационных технологий и международного профессионального стандарта Guide to the Software Engineering Body of Knowledge (SWEBOK) ISO/IEC TR 19759 IEEE.

Учебные задачи курса:

в результате прохождения учебного курса студенты должны:

• Знать принципы построения, назначение, структуру, функции и эволюцию операционных систем (в том числе сетевых), распределенных операционных сред и оболочек; концепцию мультипрограммирования, процессов и потоков; файловые системы, управление памятью, вводом-выводом и устройствами; вопросы эффективности, безопасности, диагностики, восстановления, мониторинга и оптимизации операционных систем и сред; концепции, модели, стандарты и системы протоколов локальных и глобальных вычислительных сетей.
  
• Уметь проводить инсталляцию, конфигурирование и загрузку операционных систем, в том числе сетевых; диагностировать и восстанавливать операционные системы при сбоях и отказах; использовать программные средства мониторинга операционных средств и утилиты сетевых протоколов в интересах эффективности и оптимизации операционных систем и сред; использовать сетевые технологии для решения экономических задач; разрабатывать программные модели.
  
• Иметь представление о тенденциях и перспективах развития распределенных операционных сред и новых направлениях сетевых технологий.
  
• Обладать навыками инсталляции и сопровождения операционных систем и сред, разработки программных моделей вычислительного процесса многопрограммных операционных систем с детализацией уровней задач, процессов, потоков и взаимоблокировок.
  

2. Тематический план учебной дисциплины

   №	Название темы	Всего часов по дисциплине	Аудиторные часы		Самостоятельная работа
   			Лекции	Практические занятия
   Второй модуль (28 часов)
   1	Введение. Основные определения и понятия. Назначение, функции и архитектура операционных систем.	22	6	6	10
   2	Процессы и потоки. Управление, планирование и синхронизация	32	8	8	16
   Третий модуль (28 час)
   3	Управление памятью. Методы, алгоритмы и средства	18	4	4	10
   4	Подсистема ввода-вывода. Файловые системы	20	6	6	8
   5	Распределенные операционные системы и среды	16	4	4	8
   Четвертый модуль (28 час)
   6	Безопасность и надежность. Диагностика и восстановление ОС после отказов	16	4	4	8
   7	Сетевые операционные системы	22	6	6	10
   8	Эффективность, мониторинг и оптимизация операционных систем	16	4	4	8
   	Итого:	162	42	42	78

3. Базовый учебник (и) или ридер (ы)

Книги:

1. Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007.
   
2. Назаров С.В., ГУДЫНО Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2008.
   
3. Назаров С. В. Администрирование локальных сетей Windows NT/2000/.NET. М.: Финансы и статистика, 2003.
   
4. Олифер В.Г., Олифер Н.А. сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2005.
   
5. Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004
   
6. Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2006
   
7. Мюллер Дж., Чоудри П. Microsoft Windows 2000. Настройка и оптимизация производительности. М.: ЭКОМ, 2001
   
8. Руссинович М., Соломон Д. Внутреннее устройство Microsoft Windows: Windows Server 2003, Windows XP и Windows 2000. Мастер-класс. / Пер. с англ. – 4-е изд. – М.: Издательство «Русская редакция»; Спб.: Питер, 2006
   
9. Назаров С.В. Операционные системы специализированных вычислительных комплексов: Теория построения и системного проектирования. – М.: Машиностроение,1989.
   
10. Варфоломеев В.И., Назаров С.В. Алгоритмическое моделирование элементов экономических систем. – М.: Финансы и статистика,2004
    

Публикации в Интернет:

4. Формы контроля

- промежуточный контроль в конце 2-го и 3-го модулей;

- итоговый контроль: экзамен в конце 4-го модуля;

Оценки промежуточного и итогового контроля складывается из следующих элементов:

работа на практических занятиях

текущий контроль осуществляется посредством ведения учета посещаемости лекций и оценки качества подготовки и работы на практических занятиях (доклады, презентации, оппонирование, критические выступления, выполнение домашнего задания); при непосещении занятий ставится оценка «0»;

контрольная работа

оценка выполнения контрольных заданий, задач и тестов; при пропуске контрольной работы ставится оценка «0»;

реферат

при обнаружении в самостоятельной письменной работе студента факта плагиата в отношении данного студента будут применены меры согласно документу: “ссылка скрыта”

(документ размещен на u/infopage/documents1.shtml#9).

Оценка промежуточного контроля конце 2-го модуля формируется по 10-балльной шкале как взвешенная сумма:
О₂ = 0,4 * Пз + 0,6 * Кр,
где Пз, Кр – 10-балльные оценки за работу на практических занятиях и контрольную работу соответственно с округлением до целого числа баллов. При 10-балльной оценке не менее 4 баллов проставляется зачет, иначе – незачет.

Оценка промежуточного контроля конце 3-го модуля формируется по 10-балльной шкале как взвешенная сумма:
О₃ = 0,4 Пз + 0,6 Р,
где Пз, Р – 10-балльные оценки за работу на практических занятиях и реферат соответственно с округлением до целого числа баллов. При 10-балльной оценке не менее 4 баллов проставляется зачет, иначе – незачет.

Итоговая оценка по 10-балльной шкале формируется как взвешенная сумма:
О_и = 0,3 Дз + 0,3 Пз + 0,4 Э
где Дз, Пз и Э – 10-балльные оценки за домашнюю работу, работу на практических занятиях и экзамен соответственно с округлением до целого числа баллов. Перевод в пятибалльную оценку осуществляется в соответствии со следующей таблицей.


Таблица соответствия оценок по десятибалльной и пятибалльной системам

По десятибалльной шкале	По пятибалльной шкале
1 – неудовлетворительно 2 – очень плохо 3 – плохо	неудовлетворительно – 2
4 – удовлетворительно 5 – весьма удовлетворительно	удовлетворительно – 3
6 – хорошо 7 – очень хорошо	хорошо – 4
8 – почти отлично 9 – отлично 10 – блестяще	отлично – 5

5. Содержание программы

Тема 1. Введение. Основные определения и понятия. Назначение, функции и архитектура операционных систем

Определение операционной системы (ОС). Место ОС в программном обеспечении компьютеров, компьютерных систем и сетей. Поколения операционных систем. Назначение, состав и функции ОС. Понятие компьютерных ресурсов. Концепция многоуровневого виртуального компьютера. Операционные оболочки и среды. Архитектуры операционных систем.

Классификация ОС. Интерфейсы операционных систем. Эволюция ОС. Эффективность ОС. Однопрограммные, многопрограммные, многопользовательские и многопроцессорные операционные системы. Примеры ОС: MS DOS, Windows 3.x, Windows 9.x/Me/2000/XP/2003/Vista, UNIX, Linux, OS/2, Macintosh, MVS, MV.

Прикладные операционные среды. Совместимость операционных систем. Виды совместимости. Языковая и двоичная совместимость. Эмуляция. Виртуальные машины и операционные среды.

Загрузка операционных систем (на примере Windows XP/2000/2003). Этапы процесса загрузки. Работа загрузчика. Опции загрузочного меню. Выбор аппаратного профиля. Загрузка и инициализация ядра. Загрузка драйверов и сервисов. Регистрация пользователя.

Инсталляция и конфигурирование операционных систем.

Инсталляция и конфигурирование однопрограммной ОС с текстовым интерфейсом (на примере MS DOS). Подготовка файлов config.sys и autoexec.bat. Программа Setup, алгоритм загрузки ОС.

Инсталляция и конфигурирование многопрограммной многопользовательской ОС с графическим интерфейсом (на примере Windows XP/2000/2003). Требования к аппаратным ресурсам. Подготовка процесса инсталляции. Конфигурирование разделов на жестком диске. Выбор файловой системы. Выбор варианта установки (локальная, сетевая). Инсталляция мультиоперационных систем.

♦ Основная литература

• Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. с. 9 – 71.
  
• Назаров С.В., ГУДЫНО Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2008. с. 15 – 51; 332 – 361.
  

♦ Дополнительная литература

• Олифер В.Г., Олифер Н.А. сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2005. с. 10 – 86.
  
• Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2006. с. 22 – 96.
  

Тема 2. Процессы и потоки. Управление, планирование и синхронизация

Концепция процессов и потоков. Задания, процессы, потоки, волокна. Мультипрограммирование. Формы многопрограммной работы. Пакетная обработка, разделение времени, диалоговый режим. Системы реального времени. Роль процессов, потоков и волокон в мультипрограммировании.

Управление процессами и потоками. Создание и завершение процессов. Иерархия процессов. Операции над процессами. Состояния процесса: выполнение, приостановка, возобновление. Блок управления процессами. Модели процессов и потоков. Планирование процессов и потоков. Реализация потоков в пространстве пользователя. Реализация потоков в ядре. Смешанная реализация. Активация планировщика. Возможности создания многопоточных программ. Концепция волокон.

Взаимодействие и синхронизация процессов и потоков. Параллельные асинхронные процессы и межпроцессное взаимодействие. Уровни параллелизма: задания, задачи, процессы, потоки Состояния состязания. Взаимоисключения и критические участки. Примитивы и алгоритмы взаимоисключения. Семафоры, мониторы, передача сообщений. Проблемы межпроцессного взаимодействия.

Тупики (взаимоблокировки или дедлоки). Ресурсы и их захват процессами. Выгружаемые и невыгружаемые ресурсы. Примеры тупиков при распределении ресурсов. Обнаружение и предотвращение тупиков. Алгоритмы разрешения тупиков. Восстановление после тупиков.

Аппаратно-программные средства поддержки мультипрограммирования.

♦ Основная литература

• Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. с. 72 – 138.
  
• Назаров С.В., ГУДЫНО Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2008. с. 75 – 133.
  
• Назаров С. В. Администрирование локальных сетей Windows NT/2000/.NET. М.: Финансы и статистика, 2003. с. 347 – 384.
  

♦ Дополнительная литература

• Олифер В.Г., Олифер Н.А. сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2005. с. 87 – 161.
  
• Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2006. с. 97 – 216.
  
• Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004. с. 139 – 354.
  

Тема 3. Управление памятью. Методы, алгоритмы и средства

Иерархическая организация памяти. Функции ОC по управлению памятью. Задачи распределения памяти. Алгоритмы распределения памяти. Классификация методов распределения памяти. Распределение памяти фиксированными разделами. Распределение памяти динамическими разделами. Распределение памяти перемещаемыми разделами. Достоинства и недостатки методов.

Виртуальная память. Страничная, сегментная и сегментно-страничная организация памяти. Достоинства и недостатки организации виртуальной памяти. Методы оптимизации функционирования виртуальной памяти. Аппаратная поддержка трансляции виртуальных адресов. Подкачка страниц и алгоритмы замещения страниц: оптимальный алгоритм, алгоритм FIFO – первый прибыл – первый обслужен, алгоритм NRU – не использовавшаяся в последнее время страница, алгоритм LRU – страница, не использовавшаяся дольше всего. Выбор размера страниц. Выбор величины файла подкачки и его размещения (на примере Windows XP/2000/2003). Защита памяти.

Аппаратная поддержка механизма виртуальной памяти на примере процессора Pentium. Преобразование виртуальных адресов в физические. Защита данных при сегментной организации памяти.

♦ Основная литература

• Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. с. 139 – 177.
  
• Назаров С.В., ГУДЫНО Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2008. с. 134 – 175.
  

♦ Дополнительная литература

• Олифер В.Г., Олифер Н.А. сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2005. с. 162 – 214.
  
• Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2006. с. 217 – 303.
  
• Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004. с. 355 – 454.
  

Тема 4. Подсистема ввода-вывода. Файловые системы

Принципы функционирования аппаратуры ввода-вывода. Устройства ввода-вывода и их контроллеры. Прямой доступ к памяти (DMA). Управляемый прерываниями ввод-вывод. Обработчики прерываний и драйверы устройств. Таймеры и их программное обеспечение. Организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора. Согласование скоростей обмена и кэширование данных. Разделение устройств и данных между процессами. Обеспечение логического интерфейса между устройствами и остальной частью системы. Поддержка широкого спектра драйверов. Динамическая выгрузка и загрузка драйверов. Поддержка нескольких файловых систем. Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода.

Понятие файла. Именование, структура и типы файлов. Атрибуты и доступ к файлам, операции с файлами. Понятие каталога. Иерархические каталоговые системы. Операции с каталогами. Задачи ОС по управлению файлами и устройствами. Структура файловой системы. Реализация файлов и каталогов (папок). Совместно используемые файлы и каталоги. Примеры файловых систем: файловая система MS DOS (FAT16), файловая система CD-ROM, файловые системы Windows (FAT32, NTFS, NTFS 5.0, EFS - шифрующая файловая система). Разрешения для файлов и папок.

Управление дисковыми ресурсами (на примере Windows). RAID – массивы. Форматирование дисков. Фрагментация памяти, дефрагментация дисков. Разделы и тома. Управление базовыми и динамическими дисками. Распределенная файловая система.

♦ Основная литература

• Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. с. 178 – 229.
  
• Назаров С.В., ГУДЫНО Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2008. с. 176 – 236.
  
• Назаров С. В. Администрирование локальных сетей Windows NT/2000/.NET. М.: Финансы и статистика, 2003. с. 179 – 207; 245 – 274.
  

♦ Дополнительная литература

• Олифер В.Г., Олифер Н.А. сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2005. с. 253 – 334.
  
• Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2006. с. 304 – 501.
  
• Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004. с. 543 – 646.
  

Тема 5. Распределенные операционные системы и среды

Недостатки изолированных (сосредоточенных) компьютеров и систем. Понятие компьютерной сети. Преимущества объединения. Типы сетей. Сети персональных компьютеров и их использование в управлении, экономике и других сферах. Сетевые протоколы. Модель OSI. Федеральная целевая программа «Электронная Россия». Терминология компьютерных сетей. Концептуальные термины: архитектура, топология, сетевое оборудование, сетевые операционные системы и др.

Распределенные вычисления и операционные среды. Вычисления в архитектуре клиент-сервер. Двухзвенная и трехзвенная архитектуры. Распределенная передача сообщений. Вызов удаленных процедур (RPC). Связывание клиент-сервер. Синхронный и асинхронный вызовы. Примеры реализации RPC.

Кластеры. Архитектуры кластеров. Особенности операционных систем. Windows 2000 Cluster Server, Sun Cluster. Поддержка объектов коммуникаций. Управление процессами. Управление распределенными процессами.

Сетевые службы. Служба каталогов сетевых серверных ОС. Понятие службы каталогов. Архитектура Active Directory. Контроллеры домена. Управление объектами Active Directory.

Принципы построения сетевой файловой службы. Реализация сетевой файловой системы. Размещение клиентов и серверов по компьютерам и в операционной системе. Кэширование. Репликация. Служба каталогов. Межсетевое взаимодействие. Сетевые файловые системы.

♦ Основная литература

• Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. с. 230 – 279.
  
• Назаров С. В. Администрирование локальных сетей Windows NT/2000/.NET. М.: Финансы и статистика, 2003. 203 – 208.
  

♦ Дополнительная литература

• Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2005. с. 380 – 465.
  
• Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004. с. 647 – 730.
  

Тема 6. Безопасность и надежность. Диагностика и восстановление

ОС после отказов

Понятие безопасности. Требования по безопасности. Угрозы безопасности. Классификация. Атаки изнутри системы. Злоумышленники. Взломщики. Методы вторжения. Случайная потеря данных. Атаки на систему снаружи. Внешняя и операционная безопасность. Предотвращение проблем во внешней среде. Аутентификация пользователей, права доступа, пароли.

Системный подход к обеспечению безопасности. Безопасность как бизнес-процесс. Политика безопасности. Выявление вторжений. Базовые технологии безопасности. Шифрование. Аутентификация, пароли, авторизация, аудит. Технология защищенного канала. Технологии аутентификации. Сетевая аутентификация на основе многоразового пароля. Аутентификация с использованием одноразового пароля . Аутентификация информации. Система Kerberos.

Предотвращение сбоев и отказов. Резервное копирование и его стратегии. Специальные операции резервного копирования. Защита резервных копий. Восстановление файлов. Изготовление загрузочных дискет и диска аварийного восстановления и их использование. Резервное копирование конфигурации диска. Резервное копирование регистра и SAM. Безопасный режим загрузки. Восстановление конфигурации (Last Known Good).

Диагностика отказов при загрузке операционной системы на примере Windows XP/ 2000. Сообщения Windows 2000 и стратегия отладки.

♦ Основная литература

• Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. с. 280 – 329.
  
• Назаров С.В., ГУДЫНО Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2008. с. 237 – 266; 294 – 331.
  
• Назаров С. В. Администрирование локальных сетей Windows NT/2000/.NET. М.: Финансы и статистика, 2003. с. 385 – 408.
  

♦ Дополнительная литература

• Олифер В.Г., Олифер Н.А. сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2005. с. 468 – 510.
  
• Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2006. с. 642 – 734..
  
• Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004. с. 731 – 792.
  

Тема 7. Сетевые операционные системы

Определение сетевой операционной системы. Виды сетевых ОС. Сети отделов. Сети кампусов. Сети предприятия (корпоративные сети). Требования, предъявляемые к корпоративным сетевым операционным системам. Масштабируемость. Совместимость с другими продуктами. Поддержка многообразных ОС конечных пользователей. Поддержка нескольких стеков протоколов. Поддержка многосерверной сети и эффективная интеграция с другими операционными системами. Наличие централизованной масштабируемой справочной службы. Развитая система сервисов. Поддержка сетевого оборудования различных стандартов (Ethernet, Token Ring, ARCnet, FDDI), поддержка стандартов управления сетью.

Серверные сетевые операционные системы ведущих производителей: Microsoft Windows 2000/2003, Novell NetWare, UNIX, Linux и др.. Тенденции на рынке ОС. Прогноз развития рынка операционных систем. Семь главных тенденций в развитии рынка ОС. Популярность и предпочтения пользователей ОС. Безопасность ОС. Стоимости владения Linux и Windows. Факторы, способствующие продвижению Linux.

Операционные системы типа UNIX. История создания. Основные свойства. Хронология создания UNIX-образных ОС. Генеалогическое дерево UNIX. Общая характеристика ОС UNIX. Операционная система Linux. История создания. Построение и философия системы Linux. Linux, GNU/Linux, Debian GNU/Linux. Распространенные Linux-системы. Российские версии Linux.

♦ Основная литература

• Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. с. 330 – 383.
  
• Назаров С.В., ГУДЫНО Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2008. с. 52 - 74
  

♦ Дополнительная литература

• Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2006. с. 735 - 933.
  

Тема 8. Эффективность, мониторинг и оптимизация операционных систем

Понятия эффективность, оптимизация, мониторинг и настройка операционной системы. Показатели эффективности ОС. Производительность, загрузка центрального процессора (ЦП) пользовательскими процессами и программами ядра, распределение времени ЦП между процессами, использование ОЗУ и виртуальной памяти пользовательскими процессами, число операций ввода-вывода и их распределение по процессам, активность дисков, очередь к дискам и др.

Инструменты мониторинга и оптимизации на примере Windows XP/2000/2003.

Диспетчер задач (TASK Manager). Запуск диспетчера. Мониторинг процессов. Изменение приоритетов процессов. Мониторинг производительности.

Оснастка Производительность (Performance) и ее инструменты - системный монитор (System Monitor Control) и оповещения и журналы производительности (Performance Logs end Alerts). Работа с оснасткой.

Оснастка Просмотр событий (event Viewer). Журналы счетчиков и трассировки. Оповещения. Типы и параметры событий. Просмотр журналов и настройка его параметров. Использование оснастки в интересах мониторинга ОС,

Настройка операционной системы. Основные объекты мониторинга: оперативная память, процессоры, дисковая подсистема, сетевые платы и драйверы. Методика устранение “узких мест”.

♦ Основная литература

• Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. с. 461 – 496.
  
• Назаров С.В. Операционные системы специализированных вычислительных комплексов: Теория построения и системного проектирования. – М.: Машиностроение,1989.
  
• Назаров С. В. Администрирование локальных сетей Windows NT/2000/.NET. М.: Финансы и статистика, 2003. с. 344 – 384.
  

♦ Дополнительная литература

• Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2006. с. 938 - 985.
  
• Мюллер Дж., Чоудри П. Microsoft Windows 2000. Настройка и оптимизация производительности. М.: ЭКОМ, 2001
  
• Руссинович М., Соломон Д. Внутреннее устройство Microsoft Windows: Windows Server 2003, Windows XP и Windows 2000. Мастер-класс. / Пер. с англ. – 4-е изд. – М.: Издательство «Русская редакция»; Спб.: Питер, 2006.
  

6. Тематика заданий по различным формам

текущего контроля

♦ Реферат

На выбор предлагаются следующие темы:

1. Особенности построения серверных операционных систем
   
2. Основные производители серверных операционных систем
   
3. Основные производители клиентских операционных систем
   
4. Кластерные операционные системы
   
5. Обзор коммерческих Unix-операционных систем различных производителей
   
6. Обзор коммерческих Linux-операционных систем различных производителей
   
7. Обзор свободно распространяемых Unix-операционных систем различных производителей
   
8. Обзор свободно распространяемых Linux-операционных систем
   
9. Сравнение свойств Linux-операционных систем различных производителей
   
10. Оптимизация операционной системы Windows XP
    
11. Реестр операционной системы Windows XP
    
12. Инсталляция операционной системы Windows XP
    
13. Установка нескольких операционных систем на ПК
    
14. Тенденции развития сетевых операционных систем
    
15. Операционные системы реального времени
    
16. Обзор стандартов, регламентирующих разработку операционных систем
    
17. Операционные системы многопроцессорных компьютеров
    
18. Виртуальные машины и их операционные системы
    
19. Множественные прикладные среды
    
20. Виртуальные приложения
    
21. Средства виртуализации основных компаний-разработчиков ПО
    
22. Объектно-ориентированные технологии в разработке операционных систем
    
23. Операционные системы Интернет-серверов
    
24. Программные инструментальные средства анализа и оптимизации операционных систем
    
25. Настройка и оптимизация производительности операционных систем
    
26. Особенности построения сетевых операционных систем
    
27. Подготовка жесткого диска к установке операционной системы
    
28. Сравнительная оценка стоимости владения Windows и Linux операционных систем
    
29. Анализ надежности и безопасности Windows и Linux операционных систем
    
30. Прогноз развития операционных систем
    

♦ Контрольная работа

Контрольная работа выполняется в форме компьютерного тестирования по тематике пройденного материала.

7. Вопросы для оценки качества освоения дисциплины

1. Дайте определение операционной системе (ОС).
   
2. Что такое расширенная виртуальная машина?
   
3. С какими объектами взаимодействует операционная система?
   
4. Назовите основные функции ОС.
   
5. Что такое компьютерные ресурсы? Какие они бывают? Как они измеряются?
   
6. Дайте характеристику поколениям ОС.
   
7. Каким должен быть интерфейс ОС? Что значит “дружественный по отношению к пользователю?”
   
8. Дайте характеристику мультипрограммированию.
   
9. Перечислите формы многопрограммной работы.
   
10. Какая основная причина появления мультипрограммирования?
    
11. Чем многопользовательская система отличается от однопользовательской?
    
12. Что такое аппаратный профиль?
    
13. Чем отличаются драйверы от сервисов?
    
14. Зачем проводится регистрация пользователя в системе?
    
15. В чем суть процесса инсталляции и конфигурирования ОС?
    
16. Какие ресурсы компьютера определяют возможность использования той или иной операционной системы?
    
17. Назовите возможные варианты инсталляции современных ОС
    
18. Дайте определение процессу и потоку.
    
19. Чем поток отличается от процесса?
    
20. Как можно представить модель процесса и потока?
    
21. Назовите возможные состояния процесса
    
22. Что такое блок управления процессами?
    
23. Опишите процесс обработки прерываний
    
24. Дайте характеристику возможным уровням параллелизма выполнения программ.
    
25. Что такое состояние состязания процессов, взаимоисключения и критические участки?
    
26. В чем суть возникновения взаимоблокировок процессов?
    
27. Дайте характеристику методам обнаружения и предотвращения тупиков
    
28. Дайте определение файлу и каталогу. В чем их главное отличие?
    
29. Что такое файловая система? Назовите типы файловых систем Windows
    
30. В чем особенность шифрующей файловой системы?
    
31. Что значит термин “разрешения для файлов и папок”?
    
32. Дайте определение иерархической памяти.
    
33. Назовите задачи распределения памяти.
    
34. Дайте определение виртуальной памяти. Перечислите варианты организации такой памяти.
    
35. Что такое подкачка страниц?
    
36. Какие алгоритмы замены страниц вы знаете?
    
37. Охарактеризуйте проблему защиты памяти.
    
38. Назовите варианты организации RAID-массивов
    
39. Нужно ли бороться с фрагментацией памяти? Какие методы для этого существуют?
    
40. Дайте характеристику распределенной файловой системы Windows 2000. Каковы ее достоинства? В каких случаях ее применяют?
    
41. Что такое прямой доступ к памяти?
    
42. Как организуется управляемый прерываниями ввод-вывод?
    
43. В чем достоинства мультимедийных операционных систем?
    
44. Определите понятие ”безопасность ОС”
    
45. Какие методы обеспечения безопасности ОС вы знаете?
    
46. Что такое криптография? Цифровая подпись?
    
47. Охарактеризуйте методы предотвращения сбоев и отказов ОС
    
48. Как подготовить диск аварийного восстановления?
    
49. Что подвергается резервному копированию в операционных системах?
    
50. Объясните понятия “эффективность”, “оптимизация”, “мониторинг” и “настройка” операционной системы.
    
51. Какие показатели эффективности функционирования ОС вы знаете?
    
52. Какие инструменты мониторинга и оптимизации имеются в ОС Windows 2000?
    
53. Дайте характеристику возможностей сетей персональных компьютеров.
    
54. Как можно классифицировать компьютерные сети по способам управления? По способам администрирования? По протоколам? По операционным системам?
    
55. В каких случаях целесообразно применение протокола NetBEUI?
    
56. Назовите особенности протокола TCP/IP в сравнении с эталонной моделью OSI
    
57. Что такое порт? Сокет?
    
58. Дайте сравнение достоинств и недостатков одноранговых и многоранговых локальных сетей.
    
59. Назовите типы серверов. Почему их так много?
    
60. Каков состав серверных продуктов фирмы Microsoft?
    
61. Дайте характеристику клиент серверной сети.
    
62. Что такое “тонкий” и “толстый” клиент?
    
63. Дайте характеристику стеку протоколов TCP/IP
    
64. Какие классы IP-адресов вы знаете?
    
65. Охарактеризуйте службы DNS, DHCP и серверы WINS
    
66. Для чего используются утилиты TCP/IP?
    
67. Чем отличается сетевая ОС от операционной системы компьютера?
    
68. Назовите типы современных сетевых ОС.
    
69. Что такое квота в сетевой ОС Windows 2000 Server?
    
70. Перечислите задачи и средства администрирования в сетевой ОС Windows 2000 Server.
    

♦ Экзамен

Экзамен проводится в письменной форме (120 мин).

Автор программы: ___________________Назаров С.В.