Рабочая программа учебной дисциплины Операционные системы для специальности: 230104, Системы автоматизированного проектирования факультета егф
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа учебной дисциплины ен. Ф. 01. 03 Дискретная математика для специальности, 184.39kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины сд. 07 Автоматизация конструкторского и технологического, 280.56kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины сд. 08 Промышленная логистика Для специальности, 113.31kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины дс. 01 Моделирование систем Для специальности, 157.98kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ен. Р. 01 Оптимизация в сапр для специальности, 198.86kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины сд. 05 Интеллектуальные подсистемы сапр для специальности, 198.1kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины опд. Ф. 09 Организация ЭВМ и систем Для специальности, 240.03kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ен. Ф. 01. 04 Математическая логика и теория алгоритмов, 259.76kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины опд. Ф. 12 Сети ЭВМ и телекоммуникации Для специальности, 198.41kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины сд. 03 Модели и методы анализа проектных решений, 178.99kb.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ГОУВПО «ВГТУ»
Кафедра ”Систем автоматизированного проектирования и информационных систем”
" УТВЕРЖДАЮ"
Декан ЕГФ,
доц. Пасмурнов С. М.
_______________________
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
учебной дисциплины
Операционные системы
для специальности: 230104, Системы автоматизированного проектирования
факультета ЕГФ
Воронеж 2007
Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом направления
направления 230100 «Информатика и вычислительная техника»
по специальности 230104 “Системы автоматизированного проектирования ”
на основании примерной программы дисциплины: Операционные системы
утвержденной “___”______________200 г.
_____________________________________________________________________
(название УМО)
Составитель программы__________ _к.т.н. Королев Е.Н.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры
_______________________________________________________________ Протокол № ___ от “___”_____________200 г.
Зав. кафедрой________________________________________________
(наименование кафедры разработчика)
____________________________
(подпись)
Рабочая программа рассмотрена и одобрена методической комиссией
(наименование факультета обучающего студентов)
Председатель МК________________________
Форма обучения: дневная
Курс 3
| Вид занятий | Всего часов | Семестры и количество часов | |||
| Общая трудоемкость | 140 | 5 | | | |
| Аудиторные занятия | 68 | 5 | | | |
| Лекции | 34 | 5 | | | |
| Практические занятия | | | | | |
| Лабораторные работы | 34 | 5 | | | |
| Семинары | | | | | |
| Другие виды аудит.занятий | | | | | |
| Самостоятельная работа | 72 | | | | |
| Курсовой проект | | | | | |
| Курсовая работа | + | 5 | | | |
| Расчетно-графическая работа | | | | | |
| Реферат | | | | | |
| Работа над темами для самостоятельного изучения | | | | | |
| Подготовка к практическим, семинарским и лаб.занятиям | | | | | |
| Подготовка к контрольным мероприятиям | | | | | |
| Рубежи контроля знаний (экзамен, зачет) | экзамен | 5 | | | |
СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Выписка из Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования государственных требований к минимуму содержания уровню подготовки инженера
направления 654600 «Информатика и вычислительнаяч техника»
по специальности 230104 «Системы автоматизированного проектирования»
ОПД.Ф.08 Операционные системы.
Назначение и функции операционных систем. Мультипрограммирование. Режим разделения времени. Многопользовательский режим работы. Режим работы и ОС реального времени. Универсальные операционные системы и ОС специального назначения. Классификация операционных систем. Модульная структура построения ОС и их переносимость. Управление процессором. Понятие процесса и ядра. Сегментация виртуального адресного пространства. 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. Способы реализации мультипрограммирования. Понятие прерываний. Многопроцессорный режим работы. Управление памятью. Совместное использование памяти. Защита памяти. Механизм реализации виртуальной памяти. Стратегии подкачки страниц. Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа.
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ,
- Цель преподавания дисциплины
Цель изучения дисциплины заключается в изучении основных принципов построения современных операционных систем (Windows 9x, Windows NT (2000,XP), Unix (Linux)) и их основных подсистем: файловые системы(FAT, NTFS, ext2fs), системы и алгоритмы управления памятью, системы управления процессами. Кроме того, задачей курса является изучение идеологии и архитектуры современных операционных систем, а также получения навыков работы и конфигурирования операционных систем под выполнение различных задач.
Для изучения данной дисциплины необходимо знание курса основ информатики и вычислительной техники.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
к основным требованиям можно отнести следующие: знание особенностей функционирования современных операционных систем и способность выбора какой-либо из них для решения поставленной задачи. Знание преимуществ и особенностей современных файловых систем, алгоритмов работы с памятью, особенностей администрирования таких современных операционных систем как Windows 9x, Windows NT (2000, XP), Linux.
3. Содержание дисциплины
3.1.Разделы дисциплины и виды занятий(тематический план)
| N n/ n | Разделы дисцип- лины | Лекции (час) | Семинар-ские занятия (час) | Лабор. занят. (час) | Друг. виды ауд. заня- тий |
| 1 | Общие принципы построения операционных систем | 12 | | | |
| 2 | Организация операционных систем семейства Windows 9x. | 6 | | 12 | |
| 3 | Организация операционных систем семейства Unix. | 10 | | 14 | |
| 4 | Организация операционных систем семейства Windows NT. | 6 | | 8 | |
3.2.Содержание разделов дисциплины.
РАЗДЕЛ 1. Общие принципы построения операционных систем (12часов).
Лекция 1. Предмет и задачи курса, основные понятия. Назначение и функции операционных систем. (2 часа)
Лекция 2. Мультипрограммирование. Режим разделения времени. Многопользовательский режим работы. Режим работы и ОС реального времени. Универсальные операционные системы и ОС специального назначения. Классификация операционных систем. Процессы. Реализация взаимоисключения. Алгоритм Деккера. Аппаратная реализация взаимоисключения. (2 часа)
Самостоятельное изучение. Реализация алгоритма Деккера. (4 часа)
Лекция 3. Тупиковые ситуации. Предотвращение тупиков. Обход тупиков. Обнаружение тупиков. Восстановление после тупиков. (2 часа )
Самостоятельное изучение. Основы организации виртуальной памяти. (2)
Лекция 4. Организация виртуальной памяти. Страничная организация памяти. Сегментная организация памяти. Сегментация виртуального адресного пространства. Структура контекста процесса. Идентификатор и дескриптор процесса. Иерархия процессов. Диспетчеризация и синхронизация процессов. Понятия приоритета и очереди процессов. Средства обработки сигналов. (2 часа )
Лекция 5. Понятие событийного программирования. Средства коммуникации процессов. Способы реализации мультипрограммирования. Понятие прерываний. Многопроцессорный режим работы. Странично-сегментная организация памяти. Стратегии управления памятью. Стратегии выборки. Управление памятью. Стратегии замещения и размещения страниц. Принцип локальности. (2 часа )
Лекция 6. Модульная структура построения ОС и их переносимость. Управление процессорами. Уровни планирования, цели планирования, принципы планирования. Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа. Этапы загрузки операционных систем (Windows 9x, Unix, Windows NT). (2 часа )
Самостоятельное изучение. Этапы загрузки операционных систем, изучение MBR, многовариантная загрузка Windows и Linux. (6 часов)
РАЗДЕЛ 2. Организация операционных систем семейства Windows 9x. (6 часов)
Лекция 7. Организация операционной системы DOS. Этапы загрузки, параметры загрузки. Организация файловой системы, основные элементы структуры.(2часа)
Лекция 8. Управление памятью в системе MS-DOS. Сравнение DOS и Windows 9x. Основные функции ОС Windows 9x. Реестр. (2 часа )
Самостоятельное изучение. Изучить возможности реестра (8 часов)
Лекция 9. Организация виртуальной памяти Windows 9x. Виртуальные машины, процессы и сообщения. Многозадачность. Файловая система Windows 9x – FAT32 (2 часа ).
Самостоятельное изучение. Изучить преимущества FAT32 по сравнению с FAT 16. (2 часа)
РАЗДЕЛ 3. Организация операционных систем семейства Unix. (10 часов)
Лекция 10. Особенности организации файловой системы UNIX. Файловая система. Типы файлов. (2 часа ).
Лекция 11. Структура каталогов ОС Linux. Базовая файловая система s5fs. (2 часа ).
Лекция 12. Файловая система FFS, преимущества. Файловая система ОС Linux – ext2fs (2 часа ).
Лекция 13. Управление процессами в ОС Unix. Типы процессов.(2 часа ).
Лекция 14. Алгоритмы управления памятью в ОС Unix, Linux. Замещение страниц. (2 часа ).
Самостоятельное изучение. Сравнить файловые системы FAT и ext2fs. (2 часа)
РАЗДЕЛ 4. Организация операционных систем семейства Windows NT. (6 часов)
Лекция 15. Загрузка ОС Windows NT. Особенности Windows NT. (2 часа ).
Лекция 16. Файловая система NTFS. Особенности, преимущества NTFS. (2 часа ).
Лекция 17. Управление памятью в Windows NT. Стратегии выборки, размещения и замещения страниц. (2 часа ).
Самостоятельное изучение. Сравнить файловые системы NTFS, FAT и ext2fs. (4 часа)
Самостоятельное изучение. Сравнить алгоритмы замещения страниц Windows NT и Linux. (4 часа)
4.Лабораторный практикум.
| N n/n | N раздела дисциплины | Наименование лабораторной работы | Кол-во часов |
| 1 | 2 | Основы работы с ОС Windows | 4 |
| 2 | 2 | Изучение основных настроек ОС Windows 9x. Работа с реестром. | 4 |
| 3 | 2 | Изучение файловой системы FAT | 4 |
| 4 | 3 | Основы работы с ОС Linux. | 4 |
| 5 | 3 | Изучение файловой системы ОС Linux | 6 |
| 6 | 3 | Работа с графической оболочкой Linux. Настройки ОС. | 4 |
| 7 | 4 | Изучение файловой системы NTFS | 4 |
| 8 | 4 | Работа с протоколами FTP, Telnet в системе Windows 2000 | 4 |
4.1. Содержание курсовой работы.
Название: Эмуляция командного процессора ОС Unix в среде MS-DOS.
Цель: Разработать программное обеспечение эмулятора операционной системы Unix под MS-DOS.
Задачи: Разработанный программный продукт должен выполнять основные функции следующих команд ОС Unix: ls, pwd, cp, cd, cmp, mkdir, rm, cat, chmod, file, sort, wc, tail, mv, man, bdiff, diff3, dircmp, rmdir, sdiff, find. Для заданных команд необходимо обеспечить возможность выполнения как минимум трех основных ключей, если такие имеются. Кроме того, в разработанном командном интерпретаторе должна допускаться возможность использования метасимволов, а также перенаправления ввода/вывода. Результаты работы разработанного продукта должны по возможности максимально приближаться к результатам работы командного процессора в среде Unix.
Индивидуальное задание: Разработать эмулятор командного интерпретатора ОС Unix, реализующий восемь команд по выбору преподавателя.
Объем: 25 страниц машинописного текста плюс приложения, содержащие распечатку программы и результаты работы.
5.Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
5.1. Рекомендуемая литература
а) основная литература
1. А. Левин. Самоучитель работы на компьютере. Начинаем с Windows. – М.: ПБОЮЛ Левин А.Ш., 2001. – 688 с.
2. Сетевые операционные системы В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб.: Питер, 2002. – 544 с.: ил.
3. Робачевский А.М. Операционная система Unix. - Спб.: BHV - Санкт - Петербург, 1997. - 528 с., ил.
4. Разработка программ в инструментальной среде ОС Unix: Учеб. пособие/ М.И. Мутафян, С.Э. Чулкова; Под ред. В.Н. Фролова; Воронеж. гос. техн. ун-т. Воронеж, 1996. 147 с.
5. Татенбаум Э. Современные операционные системы. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2002. – 1040 с.: ил.
6. Методы хранения данных в современных файловых системах, Учебное пособие, ВГТУ, 2004.
7. Методы управления памятью в современных операционных системах, Учебное пособие, ВГТУ, 2005.
8. Особенности работы с файловой системой ОС Linux, Учебное пособие, ВГТУ, 2007.
б) дополнительная литература
1. Б. Керниган, Р. Пайк. Unix - универсальная среда программирования.// Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1992.
2. Unixhelp for Users (rweb.com/UNIX/)
5.2. Средства обеспечения освоения дисциплины.
- ОС Windows 98, Windows 2000 (XP), Linux.
- main, fem.exe – эмуляторы файловой системы FAT.
- Dtelnet.exe, Putty.exe, WindowsCommander, FTP.exe.
6. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
Компьютерный класс (206, 217, 212 аудитории). Технические требования к компьютерам ограничивается возможностью установки Windows 2000/
7. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Учебный процесс необходимо организовать таким образом, чтобы студенты самостоятельно решали поставленную задачу, предварительно изучая теоретические основы самостоятельно, консультируясь с преподавателем перед началом выполнения лабораторной работы по результатам самостоятельного изучения.
Приложение 1.
Календарный план чтения лекций.
| Краткое название темы (лекции) | ДатаNN недель | Приме-чание |
| Предмет и задачи курса, основные понятия. Назначение и функции операционных систем. | 1 | |
| Мультипрограммирование. Режим разделения времени. Многопользовательский режим работы. Режим работы и ОС реального времени. Универсальные операционные системы и ОС специального назначения. Классификация операционных систем. Процессы. Реализация взаимоисключения. Алгоритм Деккера. Аппаратная реализация взаимоисключения. | 2 | |
| Тупиковые ситуации. Предотвращение тупиков. Обход тупиков. Обнаружение тупиков. Восстановление после тупиков. | 3 | |
| Организация виртуальной памяти. Страничная организация памяти. Сегментная организация памяти. Сегментация виртуального адресного пространства. Структура контекста процесса. Идентификатор и дескриптор процесса. Иерархия процессов. Диспетчеризация и синхронизация процессов. Понятия приоритета и очереди процессов. Средства обработки сигналов. | 4 | |
| Понятие событийного программирования. Средства коммуникации процессов. Способы реализации мультипрограммирования. Понятие прерываний. Многопроцессорный режим работы. Странично-сегментная организация памяти. Стратегии управления памятью. Стратегии выборки. Управление памятью. Стратегии замещения и размещения страниц. Принцип локальности. | 5 | |
| Модульная структура построения ОС и их переносимость. Управление процессорами. Уровни планирования, цели планирования, принципы планирования. Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа. Этапы загрузки операционных систем (Windows 9x, Unix, Windows NT). | 6 | |
| Организация операционной системы DOS. Этапы загрузки, параметры загрузки. Организация файловой системы, основные элементы структуры. | 7 | |
| Управление памятью в системе MS-DOS. Сравнение DOS и Windows 9x. Основные функции ОС Windows 9x. Реестр. | 8 | |
| Организация виртуальной памяти Windows 9x. Виртуальные машины, процессы и сообщения. Многозадачность. Файловая система Windows 9x – FAT32 | 9 | |
| Особенности организации файловой системы UNIX. Файловая система. Типы файлов. | 10 | |
| Структура каталогов ОС Linux. Базовая файловая система s5fs. | 11 | |
| Файловая система FFS, преимущества. Файловая система ОС Linux – ext2fs | 12 | |
| Управление процессами в ОС Unix. Типы процессов. | 13 | |
| Алгоритмы управления памятью в ОС Unix, Linux. Замещение страниц. | 14 | |
| Загрузка ОС Windows NT. Особенности Windows NT. | 15 | |
| Файловая система NTFS. Особенности, преимущества NTFS. | 16 | |
| Управление памятью в Windows NT. Стратегии выборки, размещения и замещения страниц. | 17 | |
Приложение 2.
План-график самостоятельной работы
| N недели | Вид работы | Нормотив час/задание | Объем (кол-во заданий) | Трудоем-кость за неделю(час) |
| 1 | Самостоятельное изучение материала. Реализация алгоритма Деккера. | 4 | 1 | 4 |
| 2 | Домашнее задание 1 (теретич. часть по лаб. раб №1) | 1 | 3 | 3 |
| 3 | Домашнее задание 2 (теретич. часть по лаб. раб №2) | 2 | 2 | 4 |
| 4 | Самостоятельное изучение материала Основы организации виртуальной памяти. | 2 | 1 | 2 |
| 5 | Самостоятельное изучение материала Изучить возможности реестра | 8 | 1 | 8 |
| 6 | Этапы загрузки операционных систем, изучение MBR, многовариантная загрузка Windows и Linux. | 6 | 1 | 6 |
| 7 | Самостоятельное изучение материала Изучение преимущества FAT32 по сравнению с FAT 16 | 2 | 1 | 2 |
| 8 | Самостоятельное изучение материала Сравнить файловые системы FAT и ext2fs. | 2 | 2 | 4 |
| 9 | Самостоятельное изучение материала Сравнить файловые системы NTFS, FAT и ext2fs. | 2 | 3 | 6 |
| 10 | Сравнить алгоритмы замещения страниц Windows NT и Linux. | 2 | 2 | 4 |
| 11 | Домашнее задание 3 (теретич. часть по лаб. раб №3) | 2 | 2 | 4 |
| 12 | Домашнее задание 4 (теретич. часть по лаб. раб №4) | 2 | 2 | 4 |
| 13 | Домашнее задание 5 (теретич. часть по лаб. раб №5) | 2 | 2 | 4 |
| 14 | Домашнее задание 6 (теретич. часть по лаб. раб №6) | 2 | 2 | 4 |
| 15 | Домашнее задание 7 (теретич. часть по лаб. раб №7) | 2 | 2 | 4 |
| 16 | Домашнее задание 8 (теретич. часть по лаб. раб №8) | 3 | 3 | 9 |