Программа дисциплины опд. Ф. 10, Дн. Ф операционные системы для студентов специальности 230102 Автоматизированные системы обработки информации и управления

Вид материалаПрограмма дисциплины

Содержание


Программа дисциплины
Опд.ф.11. операционные системы
1. Цели и задачи дисциплины
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Входные дисциплины
Выходные дисциплины
Выходные дисциплины
3. Содержание дисциплины
Дидактические единицы (темы) для направления 230200 «Информационные системы»
Принципы построения операционных систем (ОС)
Программные интерфейсы ОС
Управление процессором
Управление памятью
3.2. Практические и семинарские занятия
3.3. Лабораторный практикум
3.4. Курсовые проекты (работы)
3.6. Самостоятельная работа
4.1. Рекомендуемая литература
4.1.2. Дополнительная литература
4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
...
Полное содержание
Подобный материал:

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию



ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)





УТВЕРЖДАЮ




Проректор по учебной работе


___________________ С.Б. Бурухин





«______»___________ 200__ г.


ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ОПД.Ф.10, ДН.Ф.8. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

для студентов специальности
230102 – Автоматизированные системы обработки информации и управления
направления 230100 – Информатика и вычислительная техника

ОПД.Ф.11. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

для студентов специальности
230201 – Информационные системы и технологии
направления 230200 – Информационные системы

Форма обучения: очная, заочная

Объем дисциплины и виды учебной работы в соответствии с учебными планами

Вид учебной работы

Всего часов

230100, 230102
(очное)

Семестр

Всего часов

230102
(заочн.)

Курс

Всего часов

230201
(очное)

Семестр

Всего часов

230201
(заочн.)

Курс

6

4

6

4

Общая трудоемкость дисциплины

140

140

140

140

102

102

102

102

Аудиторные занятия

85

85

20

20

85

85

16

16

Лекции

34

34

8

8

34

34

6

6

Практические занятия и семинары

17

17

6

6

17

17

6

6

Лабораторные работы

34

34

6

6

34

34

4

4

Курсовой проект (работа)

















Самостоятельная работа

55

55

120

120

17

17

86

86

Расчетно-графические работы

















Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

Экз.

Экз.

Экз.

Экз.

Экз.

Экз.

Экз.

Экз.


Обнинск 2008

Программа составлена с соответствии с Государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлению подготовки
  • дипломированного специалиста 654600 Информатика и вычислительная техника (№ 224 тех/дс от 27.03.2000),
  • дипломированного специалиста 654700 Информационные системы (№ 276 тех/дс от 27.03.2000),
  • бакалавров 552800 Информатика и вычислительная техника (№ 35 тех/бак от 13.03.2000).


Программу составил:


___________________ А.В. Пляскин, доцент кафедры АСУ, к.т.н..


Программа рассмотрена на заседании кафедры АСУ (протокол № 6-у от 25.01.2008 г.)


Заведующий кафедрой АСУ


___________________ А.Н. Анохин


«____»_____________ 200__ г.


СОГЛАСОВАНО


Начальник учебно-методического управления


___________________ Ю.Д. Соколова


Декан

факультета кибернетики


___________________ А.В. Антонов


«____»_____________ 200__ г.





Декан

факультета заочного отделения


___________________ А.А. Росляков


«____»_____________ 200__ г.



1. Цели и задачи дисциплины


Целями и задачами преподавания дисциплины являются:
  • приобретение навыков управления системным окружением операционных систем, освоение принципов, на которых проектируются их управляющие элементы;
  • ознакомление с современными реализациями операционных систем и их назначением, особенностями и иерархией управления.


2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины


В результате изучения дисциплины студент должен

знать: основные операционные системы (системы WIN32 и UNIX) на пользова­тельс­ком уровне;

уметь: устанавливать и пользоваться любой операционной системой при наличии технической документации; уметь пользоваться специальной литературой по теме;

иметь навыки: управления окружением современных операционных систем.

    Входные дисциплины: Математическая логика и теория алгоритмов, Информатика, Информационные технологии, Программирование на языке высокого уровня, Электротехника и электроника, Организация ЭВМ и систем (для студентов специальности 230102 – ИСТ), Архитектура ЭВМ и систем (для студентов специальности 230201 – ИСТ), Системное программное обеспечение.

    Выходные дисциплины: для студентов специальности 230102 – АСОИУ: Системы реального времени, Сетевые технологии, Системы искусственного интеллекта, Компьютерная графика, Учебно-исследовательская работа, Дипломное проектирование.

    Выходные дисциплины: для студентов специальности 230201 – ИСТ: Операционная система UNIX, Информационные сети, Интеллектуальные информационные системы, Компьютерная геометрия и графика, Учебно-исследовательская работа, Дипломное проектирование.


3. Содержание дисциплины


Дидактические единицы (темы) для направления
230100 «Информатика и вычислительная техника»


Раздел программы

Назначение и функции операционных систем (ОС)

3.1, тема 1

Мультипрограммирование

3.1, тема 4

Режим разделения времени

3.1, тема 1

Многопользовательский режим работы

3.1, тема 2

Режим работы и ОС реального времени

3.1, тема 1

Универсальные операционные системы и ОС специального назначения

3.1, тема 1,6

Классификация операционных систем

3.1, тема 1

Модульная структура построения ОС и их переносимость

3.1, тема 2

Управление процессором

3.1, тема 4

Понятие процесса и ядра

3.1, тема 4

Сегментация виртуального адресного пространства процесса

3.1, тема 4

Структура контекста процесса

3.1, тема 4

Идентификатор и дескриптор процесса

3.1, тема 4

Иерархия процессов

3.1, тема 4

Диспетчеризация и синхронизация процессов

3.1, тема 4

Понятия приоритета и очереди процессов

3.1, тема 4

Средства обработки сигналов

3.1, тема 4

Понятие событийного программирования

3.1, тема 4

Средства коммуникации процессов

3.1, тема 4

Способы реализации мультипрограммирования

3.1, тема 4

Понятие прерывания

3.1, тема 4

Многопроцессорный режим работы

3.1, тема 4

Управление памятью

3.1, тема 5

Совместное использование памяти

3.1, тема 5

Защита памяти

3.1, тема 5

Механизм реализации виртуальной памяти

3.1, тема 5

Стратегия подкачки страниц

3.1, тема 5

Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа

3.1, тема 2,5




Дидактические единицы (темы) для направления
230200 «Информационные системы»


Раздел программы

Принципы построения операционных систем (ОС)

3.1, тема 2

Вычислительный процесс и его реализация с помощью ОС

3.1, тема 2

Основные функции ОС

3.1, тема 1

Обзор современных ОС и операционных оболочек

3.1, тема 6

Стандартные сервисные программы

3.1, тема 6

Машинно-зависимые свойства ОС

3.1, тема 2

Управление вычислительными процессами, вводом-выводом, реальной памятью

3.1, тема 4,5

Управление виртуальной памятью

3.1, тема 5

Машинно-независимые свойства ОС

3.1, тема 2

Способы планирования заданий пользователей

3.1, тема 4

Динамические, последовательные и параллельные структуры программ

3.1, тема 4

Способы построения ОС

3.1, тема 2

Сохранность и защита программных систем

3.1, тема 2,5

Интерфейсы и основные стандарты в области системного программного обеспечения

3.1, тема 3


3.1. Лекции


Номер темы

Тема

Число часов

(очное)

Число часов

(230102 заочн.)

Число часов

(230201 заочн.)

1

Введение

2

1

1

2

Принципы построения операционных систем (ОС)

6

1

1

3

Программные интерфейсы ОС

4





4

Управление процессором

8

2

2

5

Управление памятью

8

2

1

6

Обзор современных ОС

6

2

1



  1. Введение [3,11,12]. Назначение и функции операционных систем. Классификация операционных систем. основные функции ОС; Универсальные операционные системы и ОС специального назначения. Режим разделения времени. Режим работы и ОС реального времени
  2. Принципы построения операционных систем (ОС) [3,11,12]. Многопользовательский режим работы. Способы построения ОС; Модульная структура построения ОС и их переносимость. Вычислительный процесс и его реализация с помощью ОС; машинно-зависимые свойства ОС; машинно-независимые свойства ОС. сохранность и защита программных систем;
  3. Программные интерфейсы ОС [3,11,12]. Интерфейсы и основные стандарты в области системного программного обеспечения. Принципы построения программных интерфейсов; сравнительные показатели качества программных интерфейсов; реализация программных интерфейсов в ОС, в системе программирования, с помощью внешних библиотек; стандарт POSIX.
  4. Управление процессором [3,11,12]. Понятие процесса и ядра. Сегментация виртуального адресного пространства процесса. Структура контекста процесса. Идентификатор и дескриптор процесса. Иерархия процессов. Диспетчеризация и синхронизация процессов. Понятия приоритета и очереди процессов. Средства обработки сигналов. Понятие событийного программирования. Средства коммуникации процессов. Мультипрограммирование. Способы реализации мультипрограммирования. Понятие прерывания. Многопроцессорный режим работы. Способы планирования заданий пользователей; динамические, последовательные и параллельные структуры программ;
  5. Управление памятью [3,11,12]. Совместное использование памяти. Защита памяти. Механизм реализации виртуальной памяти. Стратегии подкачки страниц. Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа. Управление виртуальной памятью. Управление вычислительными процессами, вводом-выводом, реальной памятью.
  6. Обзор современных ОС [3,11,12]. Структура ОС UNIX; Структура ОС Windows NT; Структура ОС QNX, стандартные сервисные программы.


3.2. Практические и семинарские занятия


Раздел(ы)

Тема практического или семинарского занятия

Число часов (очное)

Число часов (заочн.)

2,6

Сигналообразующие объекты операционных систем

2

2

4

Основные ошибки при мультипрограммировании

4

1

4

Синхронный и асинхронный вызов процедур. Многопоточные развязки

5

1

5

Блоки обработки завершения и исключения

2

1

5,6

Менеджеры памяти, предоставляемые компиляторами и их взаимодействие с менеджером управления ресурсов ОС

4

1



3.3. Лабораторный практикум


Раздел(ы)

Название лабораторной работы

Число часов (очное)

Число часов (230102заочн.)

Число часов (230201заочн.)

3,4,6

Синхронизация потоков в Windows

9

2

1

3,4,5

Межпроцессное взаимодействие в Windows

8

1

1

3,4,6

Процессы в Linux

9

2

1

3,4,6

Взаимодействие процессов в Linux

8

1

1


3.4. Курсовые проекты (работы) – не предусмотрены.


3.5. Формы текущего контроля

для очной формы обучения

Раздел(ы)

Форма контроля

Неделя

4,6

Контрольная работа «Объекты синхронизации в Windows»

5

3,4,6

Контрольная работа «Системные вызовы Unix»

10

5,6

Контрольная работа «Файловые системы»

15


для заочной формы обучения

Раздел(ы)

Форма контроля

Курс

3,4,6

Контрольная работа «Объекты синхронизации в Windows и системные вызовы Unix»»

4

5,6

Контрольная работа «Файловые системы»

4


3.6. Самостоятельная работа


Студентами очной формы обучения самостоятельно изучается работа в средах программирования, используемых в ходе выполнения лабораторных работ. Для изучения используется приведенная в списке литература. Контроль освоения материала осуществляется в виде собеседования при приёме лабораторных работ.


Содержание самостоятельной работы

Литература

Объем, час.

230100, 230102

Объем, час.

230201

Форма
контроля

Изучение выбранной среды программирования

6,7,10,13,14,22,26

10

10

Собеседование при приёме лабораторных работ.

Изучение приемов работы в командном интерпретаторе ОС LINUX

21

7

7

Изучение возможностей языка командного интерпретатора BASH

21

10

-

Сравнительный анализ системных средств разработки и отладки для WIN32 и UNIX.

6,7,10,13,14,22,26

10

-

Сборка ядра в ОС LINUX

13,14,24

18

-


Студентами заочной формы обучения самостоятельно изучается тот же материал, что и студентами очной формы, а также теоретическая тема Программные интерфейсы ОС, остальные темы изучаются более углубленно.


Содержание самостоятельной работы

Литература

Объем, час.

230100, 230102

Объем, час.

230201

Форма
контроля

Изучение выбранной среды программирования

6,7,10,13,14,22,26

10

10

Собеседование перед сдачей соответствующей лабораторной работы

Изучение приемов работы в командном интерпретаторе ОС LINUX

21

7

7

Изучение возможностей языка командного интерпретатора BASH

21

10

-

Сравнительный анализ системных средств разработки и отладки для WIN32 и UNIX.

6,7,10,13,14,22,26

10

4

Сборка ядра в ОС LINUX

13,14,24

18

-

Принципы построения операционных систем (ОС)

3,11,12

6

6

Контролируется при сдаче экзамена

Программные интерфейсы ОС

3,11,12

4

4

Управление процессором

3,11,12

6

6

Управление памятью

3,11,12

6

6

Обзор современных ОС

3,11,12

4

4

Основные ошибки при мультипрограммировании

6,11,12

3

3

Контролируется при сдаче экзамена

Синхронный и асинхронный вызов процедур.

Многопоточные развязки

6

4

4

Блоки обработки завершения и исключения

6

1

1

Менеджеры памяти, предоставляемые компиляторами и их взаимодействие с менеджером управления ресурсов ОС

6

3

3

Подготовка к лабораторной работе “Синхронизация потоков в Windows»

6

7

7

Контроль при приёме соответствующей лабораторной работы

Подготовка к лабораторной работе Межпроцессное взаимодействие в Windows

6

7

7

Подготовка к лабораторной работе «Процессы в Linux»

10,14

7

7

Подготовка к лабораторной работе «Взаимодействие процессов в Linux»

10, 14

7

7



4.1. Рекомендуемая литература


4.1.1. Основная литература

  1. FreeBSD: Platinum Edition: Пер. с англ./ М. Эбен, Б. Таймэн. - СПб.: DiaSoft, 2005. - 864с.
  2. Энциклопедия Windows XP: Наиболее полное и подробное руководство: Русская и английская версии/ П. Шалин. - СПб.: Питер, 2005. - 685с.
  3. Современные операционные системы: Пер с англ./ Э. Таненбаум. - 2-е изд. - СПб.: Питер, 2006 – 1038с. (1 экз.)
  4. Операционные системы. Внутреннее устройство и принципы проектирования: Пер. с англ./ Столлингс В. - 4-е изд. - М.: Вильямс, 2004. - 848с.
  5. Операционные системы ЭВМ./ Соловьёв Г.Н. Никитин В.Д. - М.: Высш. шк., 1989. - 255с. (95 экз)
  6. Windows для профессионалов: создание эффективных Win32-приложений с учётом специфики 64-разрядной версии Windows: Пер. с англ./ Рихтер Дж. - 4-е изд. - СПб.: Питер; М.: Русская Редакция, 2004. - 749с.
  7. Энциклопедия Linux: Пер. с англ./ Петерсен Р. - СПб.: Питер, 2002. - 1008с.
  8. Сетевые операционные системы/ Олифер В.Г., Олифер Н.А. - СПб.: Питер, 2002. - 544с. (7 экз.)
  9. Операционные системы: в 2т.: Пер. с англ./ Х.М. Дейтел, П.Дж. Дейтел, Д.Р. Чофнес. - 3е изд. - М.: Бином. Т.1: Основы и Принципы. - 2007. - 1024с.
  10. Операционная система UNIX и программирование на языке Си: Пер. с англ./ М. Дансмур, Г. Дейвис. - М.: Радио и связь, 1989. - 192с. (95 экз.)
  11. Операционные системы: учеб. для вузов/ А.В. Гордеев. - 2-е изд. - СПб.: Питер, 2004. - 416с. (4 экз.)
  12. Системное программное обеспечение: Учеб. для вузов/ А.В. Гордеев, А.Ю. Молчанов. - СПб.: Питер, 2003. - 736с. (5 экз.)
  13. Немнюгин С., Чаунин М., Комолкин А. Эффективная работа UNIX. – СПб.: Питер, 2001. – 682 с.
  14. Немет Э., Снайдер Г., Сибасс С., Хейн Т. UNIX – руководство системного администратора. – СПб.: Питер, 2002. – 923 с.


4.1.2. Дополнительная литература

  1. Документация Microsoft MSDN. (CD-ROM).
  2. Логическое проектирование операционных систем. Пер. с англ. / Шоу А. - М.: Мир, 1981. - 360с.
  3. Операционные системы специализированных вычислительных комплексов: теория построения и системного проектирования./ С.В. Назаров. - М.: Машиностроение, 1989. - 400с.
  4. Операционные системы: Пер с англ./ Г. Лорин, Х.М. Дейтел. - М.: Финансы и статистика, 1984. - 392с. (25 экз.)
  5. Операционная система OS/2: Пер. с англ./ Дж. Крэнц. - М.:Мир, 1991. - 351с.
  6. Введение в UNIX: Пер. с англ./ С. Келли-Бутл. - М.:Лори, 1995. - 596с.
  7. UNIX. Введение в командный интерфейс./ Л.Д. Забродин. - М: Диалог-МИФИ, 1994. - 144с.
  8. Архитектура .NET и программирование на Visual C++: Пер. с англ./ Р. Оберг, П. Торстейсон. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. - 656с.
  9. Дейтел Г. Введение в операционные системы (1,2 т.). – М.: Мир, 1987. – 359 с., 397 с.
  10. Red Hat Linux 6.1. Практичекое руководство: Учеб. издание/ В.Н. Валуйский. - Киев: Век+, 2000. - 368с.
  11. Проектирование систем реального времени: Пер с англ./ М. Блэкман. - М.: Мир, 1977. - 345с.
  12. Круглински Д., Уингоу С., Шеферд Дж.. Программирование на MS VISUAL C++ 6.0. – СПб.: Питер, 2001. – 815 с.


Вся приведённая литература имеется в читальном зале библиотеки.


4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


ОС WIN32 (Windows ХР), OC Linux, компиляторы под WIN32 и Linux для Pascal и C++, среда KDevelopment под Linux.


5. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Компьютерный класс на 7-10 рабочих мест с программным обеспечением, указанным в п.4.2.