Рабочая программа учебной дисциплины дн. Ф. 13 Операционные системы Для направления 230200 «Информационные системы»(бакалавры)
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа учебной дисциплины сд. 03 Администрирование в ис для направления, 124.98kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ен. В. 01 Методы оптимизации Для направления 230200, 189.45kb.
- Программа дисциплины «информационные сети» Индекс дисциплины по учебному плану: опд., 123.28kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины Операционные системы для специальности: 230104,, 227.9kb.
- Программа курса для направления 230200. 68 «Информационные системы. Программа Базы, 65.82kb.
- Программа курса для направления 230200. 68 «Информационные системы. Программа Базы, 59.28kb.
- Рабочая программа по учебной дисциплине Операционные системы, среды и оболочки наименование, 623.3kb.
- Многоуровневая учебная программа дисциплины электротехника и электроника для подготовки, 409.29kb.
- Рабочая программа дисциплины «корпоративные информационные системы» Рекомендуется для, 196.36kb.
- Программа дисциплины «вычислительная математика» Индекс дисциплины по учебному плану:, 550.42kb.
ГОУ ВПО
«Воронежский государственный технический университет»
«Утверждаю»
Декан ЕГФ
_____________С.М.Пасмурнов
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ДН.Ф.13 Операционные системы
Для направления _230200 «Информационные системы»(бакалавры)
форма обучения очная
срок обучения нормативный
Воронеж 2007
Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом направления 230200«Информационные системы»
(бакалавры)
Составитель программы_______к.т.н. Королев Е.Н._______________
(подпись) (уч.степень, звание, ФИО)
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры
Систем автоматизированного проектирования и информационных систем
Протокол № ___ от “___”_____________200 г.
Зав. кафедрой САПРИС___Львович Я.Е.
(наименование кафедры разработчика)
____________________________
(подпись)
Рабочая программа рассмотрена и одобрена методической комиссией
Естественно-гуманитарного факультета
(наименование факультета обучающего студентов)
Председатель МК________________________Яскевич О.Г.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Выписка из Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования государственных требований к минимуму содержания уровню подготовки бакалавра направления554700 «Информационные системы»
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. Объем дисциплины и виды учебной работы
Форма обучения:_очная
Срок обучения : нормативный
Курс 3
| Вид занятий | Всего часов | Семестры и количество часов | |||
| Общая трудоемкость | 102 | 5 | 102 | | |
| Аудиторные занятия | 54 | 5 | 54 | | |
| Лекции | 18 | 5 | 18 | | |
| Практические занятия | | | | | |
| Лабораторные работы | 36 | 5 | 36 | | |
| Семинары | | | | | |
| Другие виды аудит.занятий | | | | | |
| Самостоятельная работа | 48 | | 48 | | |
| Курсовая работа | + | 5 | | | |
| Работа над темами для самостоятельного изучения | | | | | |
| Подготовка к практическим, семинарским и лаб.занятиям | | | | | |
| Подготовка к контрольным мероприятиям | | | | | |
| Рубежи контроля знаний | экзамен | 5 | экзамен | | |
4. Содержание дисциплины
4.1.Разделы дисциплины и виды занятий(тематический план)
| N n/ n | Разделы дисцип- лины | Лекции (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 | 8 | |
| 4 | Организация операционных систем семейства Windows NT. | 6 | 14 | |
4.2.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)
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 )
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 )
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)
5.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 | 4 |
| 6 | 4 | Изучение файловой системы NTFS | 4 |
| 7 | 4 | Работа с протоколами FTP, Telnet в системе Windows 2000 | 4 |
| 8 | 4 | Итоговая лабораторная работа | 6 |
5.1. 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.
6.Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
6.1. Рекомендуемая литература
а) основная литература
1. Олифер В.Г. Сетевые операционные системы: [Учебник] / В.Г.Олифер,Н.А.Олифер. - СПб.: Питер
2. Королев Е.Н. Методы хранения данных в современных файловых системах: Учеб. пособие. - М.: ВГТУ, 200
3. Королев, Е. Н. Особенности работы с файловой системой ОС Linux: учеб. пособие. – Воронеж: ГОУВПО "Воронежский государственный технический университет", 2007. - 95
б) дополнительная литература
1. Сетевые операционные системы В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб.: Питер, 2002. – 544 с.: ил.
2. Татенбаум Э. Современные операционные системы. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2002. – 1040 с.: ил.
б) методическая литература
1. Основы работы с операционной системой LINUX: Методические указания к лабораторным работам № 1-2 по курсу "Операционные системы" для студентов специальностей 230104 "Системы автоматизированного проектирования" и 230201 "Информационные системы и технологии" очной формы обучения / Каф. систем автоматизированного проектирования и информационных систем; Сост. Е.Н.Королев. - Воронеж: ВГТУ, 2006. - 32 с.
2. Настройка и оптимизация параметров операционной среды WINDOWS NT: Метод. указ. к лабораторным работам N3-5 по курсу "Операционные системы" для студентов спец. 220300 и 071900 дневной формы обучения / Каф. систем автоматизированного проектирования и информационных систем; Сост.: Е.Н.Королев, О.Г.Яскевич. - Воронеж: ВГТУ, 2003. - 26с
5. Татенбаум Э. Современные операционные системы. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2002. – 1040 с.: ил.
6.2. 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.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
Компьютерный класс (206, 217, 212 аудитории). Технические требования к компьютерам ограничивается возможностью установки Windows 2000/
8. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
8.1. Методические рекомендации для преподавателя
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.
Работа преподавателя по организации изучению дисциплины заключается в чтении лекций в соответствии с рабочей программой, проведении лабораторных занятий и их прием у студентов, проведение промежуточных мероприятий по проверке знаний, проведение итогового контроля в виде экзамена и проведение контроля остаточных знаний. Самостоятельное изучение отдельных разделов дисциплины преподаватель должен организовать в соответствии с планом-графиком самостоятельной работы студентов. Основной учебный материал занесён в систему дистанционного обучения Афина.
8.2. Методические рекомендации для студентов
Студенты очной формы обучения нормативного срока обучения изучают дисциплину "Операционные системы" в течение 5 семестра. Виды и объем учебных занятий, формы контроля знаний приведены в табл. 1. Темы и разделы рабочей программы, количество лекционных часов и количество часов самостоятельной работы студентов на каждую из тем приведены в табл. 2. В первой колонке этой таблицы указаны номера тем согласно разделу 4. Организация лабораторного практикума, порядок подготовки к лабораторным занятиям и методические указания к самостоятельной работе студентов, а также порядок допуска к лабораторным занятиям и отчетности по проделанным работам определены в методических указаниях по выполнению лабораторных работ.
Самостоятельная работа студентов в ходе изучения лекционного материала заключается в проработке каждой темы в соответствии с методическими указаниями , а также в выполнении домашних заданий, которые выдаются преподавателем на лекционных занятиях. Необходимым условием успешного освоения дисциплины является строгое соблюдение графика учебного процесса по учебным группам в соответствии с расписанием.
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) | Трудоемкость за неделю(час) |
| 1 | Домашнее задание 1 (теретич. часть по лаб. раб №1) | 1 | 2 | 2 |
| 2 | Домашнее задание 2 (теретич. часть по лаб. раб №2) | 1 | 2 | 2 |
| 3 | Самостоятельное изучение материала Основы организации виртуальной памяти. | 2 | 1 | 2 |
| 4 | Самостоятельное изучение материала Изучение преимущества FAT32 по сравнению с FAT 16 | 2 | 1 | 2 |
| 5 | Самостоятельное изучение материала Сравнить файловые системы FAT и ext2fs. | 2 | 1 | 2 |
| 6 | Самостоятельное изучение материала Сравнить файловые системы NTFS, FAT и ext2fs. | 2 | 1 | 2 |
| 7 | Домашнее задание 3 (теретич. часть по лаб. раб №3) | 2 | 1 | 2 |
| 8 | Домашнее задание 4 (теретич. часть по лаб. раб №4) | 2 | 1 | 2 |
| 9 | Домашнее задание 5 (теретич. часть по лаб. раб №5) | 2 | 2 | 4 |
| 10 | Домашнее задание 6 (теретич. часть по лаб. раб №6) | 2 | 2 | 4 |
| 11 | Домашнее задание 7 (теретич. часть по лаб. раб №7) | 2 | 2 | 4 |
| 12 | Домашнее задание 8 (теретич. часть по лаб. раб №8) | 2 | 2 | 4 |