Рабочая программа По дисциплине «Операционные системы» По специальности 220201. 65 Автоматизированные системы обработки информации и управления
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа По дисциплине «Системы искусственного интеллекта» для специальности, 86.74kb.
- Рабочая программа дисциплины «Автоматизированные системы обработки экономической информации», 306.21kb.
- Рабочая программа по дисциплине «Математическая логика и теория алгоритмов» для специальности, 67.42kb.
- Рабочая программа по дисциплине " Метрология, стандартизация и сертификация " для специальности, 284.04kb.
- Рабочая программа дисциплины «Автоматизированные информационные системы» для специальности, 301.29kb.
- Рабочая программа по дисциплине «Основы разработки Internet-приложений» для специальности, 51.53kb.
- Рабочая программа По дисциплине «Средства взаимодействия человека с вычислительной, 226.84kb.
- Рабочая программа по дисциплине: Методы и средства защиты компьютерной информации Для, 75.18kb.
- Рабочая программа по дисциплине: Теория принятия решений Для специальности: 230102, 84.08kb.
- Рабочая программа по дисциплине "Организация ЭВМ и систем" Для специальности: 230102, 148.01kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ
имени Ивана Федорова»
УТВЕРЖДАЮ
Т.В. Маркелова
« 23 » июня 2011 г.
рабочая программа
По дисциплине «Операционные системы»
По специальности 220201.65 – Автоматизированные системы обработки информации и управления
Факультет Информационных технологий и медиасистем
Кафедра Информационных систем
| Индекс по учебному плану | Цикл | Компонент | ||
| Федеральный | Национально-региональный (вузовский) | Элективный | ||
| ОПД.Ф.09 | Общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины | | | |
| Общие математические и естественнонаучные дисциплины | | | | |
| Общепрофессиональные дисциплины | X | | | |
| Специальные дисциплины | | | | |
| Дисциплины специализации | | | | |
| Форма обучения | курс | семестр | Трудоемкость дисциплины в часах | Форма итогового контроля | |||||||
| Всего часов | Аудиторных часов | Лекции | Семинарские (практически) занятия | Лабораторные занятия | Курсовая Работа | Курсовой проект | Самостоятельная работа | ||||
| Очная | 2 | 4 | 140 | 85 | 34 | | 51 | | | 55 | экзамен |
Москва — 2011 г.
Составитель: к.т.н., доцент А.Ф. Иванько; к.т.н., доцент В.Н. Шурыгин
Рецензенты: ______________________
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Информационные системы»
16 мая 2011г., протокол № 9
Зав. кафедрой ____________________/А.А. Марков/
Одобрена УС факультета «Информационных технологий и медиасистем»
17 мая 2011г., протокол № 9
Председатель______________________/А.Е. Иванова/
1. Цели и задачи дисциплины, требования к знаниям и умениям
1.1. Цели и задачи дисциплины
Цель преподавания дисциплины - обучение студентов принципам построения операционных систем (ОС) и практическим навыкам работы с не которыми из них.
Задачи преподавания дисциплины:
- формирование систематизированного представления о концепциях, принципах и моделях, положенных в основу построения операционных систем;
- получение практической подготовки в области выбора и применения операционных систем для задач автоматизации обработки информации и управления, а также программирования в современных операционных средах.
1.2. Требования к знаниям и умениям.
В результате изучения дисциплины студент должен:
иметь представление:
о направлениях развития операционных систем (ОС);
знать:
- основные функции операционных систем и стандартные сервисные программы;
- основные типы операционных систем и операционных оболочек;
- возможности современных операционных систем и оболочек;
- способы и принципы построения современных операционных систем;
- вычислительный процесс и его реализация с помощью ОС; управление вычислительными процессами; вводом-выводом; реальной памятью;
- управление виртуальной памятью; машинно-независимые свойства ОС;
- планирование заданий пользователей; динамические, последовательные и параллельные структуры программ;
- интерфейсы и основные стандарты в области системного программного обеспечения;
- методы сохранности и защиты программных систем;
- уметь использовать:
- современные операционные системы и оболочки, обслуживающие сервисные программы;
владеть:
- навыками работы в различных операционных средах;
- иметь опыт:
- программирования в современных операционных средах.
1.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентам необходимо для изучения данной дисциплины.
- Математика: Дифференциальное и интегральное исчисление, дифференциальные уравнения, векторный анализ, функции комплексного переменного, случайные процессы.
- Основы программирования.
- Информатика: Модели решения функциональных и вычислительных задач, программное обеспечение и языки программирования.
- Дискретная математика.
2. Содержание дисциплины
2.1. Наименование тем, их содержание, объем в часах.
| №п/п | Наименование тем, разделов | Общая трудоемкость (часов) | |||
| Очная | |||||
| Аудиторные занятия (всего часов) | Лекции | Практические занятия (семинары) | Лабораторные занятия | ||
| 1 | Введение. Тема 1. Введение. Цели и задачи дисциплины. Место и роль дисциплины в общей структуре подготовки специалистов, связь с другими дисциплинами. | 4 | 4 | | |
| 2 | Тема 2. Типы операционных систем. Режимы работы операционных систем. | 14 | 6 | | 8 |
| 3 | Тема 3. Принципы построения операционных систем. Основные концепции. Процесс. | 32 | 12 | | 20 |
| 4 | Тема 4. Коммерческие операционные системы и оболочки. | 30 | 10 | | 20 |
| 5 | Тема 5. Заключение. Тенденции развития операционных систем. | 5 | 2 | | 3 |
| | итого | 85 | 34 | | 51 |
2.2.Содержание разделов дисциплины
Введение Тема 1. Цели и задачи дисциплины. Место и роль дисциплины в общей структуре подготовки специалистов, связь с другими дисциплинами. Вычислительный процесс и его реализация с помощью операционных систем Назначение и функции операционных систем (ОС). Роль и место ОС в архитектуре вычислительных систем. Понятие ядра ОС. Этапы развития ОС.
Тема 2. Типы операционных систем. Режимы работы операционных систем. Однозадачный режим. Многозадачный режим. Режим разделения времени. Сетевой режим. Режим распределенной обработки. Режим реального времени. Стандартные сервисные программы. Управление вычислительными процессами, вводом- выводом, реальной памятью, управление виртуальной памятью. Машинно-независимые свойства ОС. Универсальные ОС. ОС специального назначения. Пользовательский интерфейс операционных систем Командный интерфейс. Оконный интерфейс (WIMP-интерфейс). Речевой интерфейс (SILK-интерфейс).
Тема 3. Принципы построения операционных систем. Основные концепции. Процесс. Диаграмма состояний процесса. Временные характеристики. Классификация процессов. Ресурс. Классификация ресурсов. Дисциплины распределения ресурсов: одноочередные (FIFO, LIFO, RR) и многоочередные (бесприоритетные и приоритетные). Способы планирования заданий пользователей. Динамические, последовательные и параллельные структуры программ. Концепция виртуализации. Виртуализация ресурсов, примеры. Понятие виртуальной машины. Менеджер виртуальных машин. Концепция прерывания. Основные виды прерываний. Обработка прерываний. Векторы прерываний. Задачи. Разновидности задач: процессы и потоки (нити). Основные свойства задач: приоритет, контекст, статус, реентерабельность. Дескриптор задачи. Многозадачность. Понятие событийного вида обработки. Обработчики событий. Кооперативная (невытесняющая) и вытесняющая многозадачность. Очередь готовых задач. Приоритеты задач: статические и динамические. Основные алгоритмы планирования задач: алгоритмы, основанные на квантовании (разделения времени), алгоритмы, основанные на приоритетах (невытесняющая и вытесняющая многозадачность), комбинированные алгоритмы. Взаимосвязанные задачи. Способы их коммуникации: сообщения, почтовые ящики. Конкурирующие задачи. Проблемы синхронизации: тупики, инверсия приоритетов, гонки. Понятие критической секции. Способы синхронизации: семафоры, исключающие семафоры (мутексы), мониторы Функции ОС по управлению памятью. Типы адресов: виртуальные и физические. Методы распределения памяти без использования дискового пространства. Мультипрограммирование с фиксированными разделами. Мультипрограммирование с переменными разделами. Фрагментация памяти. Перемещаемые разделы. Методы распределения памяти с использованием дискового пространства. Понятие виртуальной памяти. Страничное распределение. Сегментное распределение. Странично-сегментное распределение. Механизмы реализации виртуальной памяти. Свопинг. Стратегии управления виртуальной памятью. Иерархия запоминающих устройств. Принцип кэширования данных. Кэш-память. Многопроцессорный режим работы. Совместное использование памяти. Защита памяти. Имена файлов. Типы файлов: обычные файлы, специальные файлы, каталоги. Логическая организация файла. Физическая организация и адрес файла. Дескриптор файла. Управление доступом к файлам и каталогам. Защита от несанкционированного доступа. Многоуровневая модель файловой системы. Отображение файлов в адресное пространство выполняемого процесса. Архитектура современной файловой системы.
Тема 4. Коммерческие операционные системы и оболочки. Однозадачные однопользовательские операционные системы (MS-DOS 6, PC DOS 7, Novell DOS 7). Функциональные возможности. Модули ОС и размещение их в памяти и на дисках. Загрузка ОС и организация выполнения команд. BIOS, основные функции. Модуль расширения BIOS, основные функции. Файл CON FIG.SYS. Модуль обработки прерываний, назначение. Прерывания верхнего уровня ДОС. Вызовы функций ДОС через механизм прерываний. Виды обращений к ДОС. Файловая система. Файлы и каталоги. Основные команды для выполнения операций над файлами и каталогами. Командные файлы. Файл AUTOEXEC.BAT. Многозадачные многопользовательские операционные системы. ( Windows 95, Windows NT 4.0, Windows 98, Windows 2000, Linux). Основные функции многозадачных многопользовательских операционных систем. Операционные системы семейства Win32 (Windows 95, Windows NT 4.0, Windows 98, Windows 2000). Аппаратные требования. Архитектура. Состав. Реализация многозадачности. Виртуальные машины среды Windows. Управление памятью. Файловые системы FAT, FAT32, NTFS. Управление программами. Планирование приоритетов. Интерфейс программирования прикладных программ Win32. Основные особенности и характеристики ОС семейства Linux. Операционные оболочки и сервисные программы. Назначение и функции операционных оболочек. Norton Commander. Возможности Norton Commander 5.0. Windows Commander. Возможности Windows Commander 4. Пакет сервисных программ Norton Utilities: назначение, основные возможности.
Тема 5. Заключение. Тенденции развития операционных систем.
2.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах
| № п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | К-во часов |
| | Тема 2. | Работа с файлами и каталогами в среде MS-DOS | 2 |
| | Тема 2. | Командные файлы MS-DOS | 4 |
| | Тема 2. | Получение информации о ВС | 2 |
| | Тема 3. | Работа c файлами и каталогами в среде Norton Commander 5.0 | 4 |
| | Тема 3. | Работа c файлами и каталогами в среде Windows Commander 4 | 2 |
| | Тема 3. | Операции над деревом каталогов | 4 |
| | Тема 3. | Операции над каталогами и файлами | 2 |
| | Тема 3. | Операции над характеристиками файлов | 4 |
| | Тема 3. | Операции над виртуальной памятью | 2 |
| | Тема 3. | Отображение файлов в память | 4 |
| | Тема 4. | Исследование процессов и потоков | 2 |
| | Тема 4. | Запуск и остановка системы | 4 |
| | Тема 4. | Установка программного обеспечения | 2 |
| | Тема 4. | Конфигурирование ядра системы | 4 |
| | Тема 4. | Работа c файлами и каталогами в среде Windows 95/NT/98/2000 | 2 |
| | Тема 4. | Функции Win32 API для работы с идентификаторами безопасности | 4 |
| | Тема 4. | Программирование в среде Windows с использованием функций WinAPI | 3 |
| | | итого | 51 |
2.4. Курсовой проект (работа), его характеристика
Курсовой проект по данной дисциплине не предусматривается учебным планом.
2.5. Организация самостоятельной работы
| | Наименование тем, разделов | Виды и формы самостоятельной работы * (распределение часов по формам обучения) | ||||||||||||||
| Подготовка к практическому (семинару, лаб. работе) | Подготовка рефератов (докладов, сообщений и информационных материалов т.п.) | Выполнение домашних контрольных и иных заданий) | Подготовка к промежуточной аттестационной работе (в т.ч. коллоквиум, тестированием и пр.) | Подготовка к зачету (экзамену) | ||||||||||||
| Очная | Очно-заочная | заочная | очная | Очно-заочная | заочная | очная | Очно-заочная | заочная | очная | Очно-заочная | заочная | очная | Очно-заочная | заочная | ||
| | Введение Тема 1. | 2 | | | | | | 1 | | | | | | 2 | | |
| | Тема 2. | 4 | | | | | | 5 | | | | | | 4 | | |
| | Тема 3. | 4 | | | | | | 5 | | | | | | 4 | | |
| | Тема 4. | 4 | | | | | | 5 | | | | | | 4 | | |
| | Тема 5. | 4 | | | | | | 5 | | | | | | 2 | | |
| | итого | 18 | | | | | | 21 | | | | | | 16 | | |
* могут быть предложены иные формы СРС
3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
3.1. Литература
основная
Олифер Н.А., Олифер В.Г. Сетевые операционные системы, учебник для ВУЗов, Спб., Питер, 2009, 668с.,рис.
- Иванько А.Ф., Иванько М.А. Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу ОС для студентов, обучающихся по специальности 230201.65-Информационные системы и технологии, М., МГУП, 2008, 114с.
дополнительная
1. Рыбин С.В., Поздняков С.Н. Дискретная математика, учебник для ВУЗов, М., Издательский центр «Академия», 2008, 448с.
3.2. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний по проведению конкретных видов учебных занятий, а также методических материалов к используемым в учебном процессе техническим средствам.
Презентационный комплекс (электронный вид формат pps, печатный раздаточный материал).
Банк тестовых заданий в объеме 950 тестовых заданий в соответствии со спецификацией.
Комплекс технических средств, позволяющих проецировать изображение из программ подготовки презентаций (экран, проектор, Notebook).
Возможности доступа в Internet.
В процессе изучения дисциплины используются:
- раздаточный материал для изучения лекционного материала;
- характерные образцы для изучения тем лабораторных работ;
- контрольные вопросы по курсу для подготовки к сдаче семестровой аттестации и экзамена;
- тест по самоподготовке студентов;
- справочник WINDOWS 98 (И. Рогов, Москва, Лаборатория Базовых Знаний,1999);
- тесты по промежуточному и итоговому контролю знаний в центре информационных технологий университета.
4. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Компьютерный класс, оборудованный IBM – PC совместимыми или любыми другими персональными компьютерами.