Программа дисциплины Операционные системы для специальности 090102. 65 Компьютерная безопасность подготовки специалиста Правительство Российской Федерации icon

Программа дисциплины Операционные системы для специальности 090102. 65 Компьютерная безопасность подготовки специалиста Правительство Российской Федерации



Смотрите также:
  1   2   3   4   5



Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Операционные системы для специальности 090102.65 – Компьютерная безопасность подготовки специалиста






Правительство Российской Федерации


Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"



Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета «Высшая школа экономики»


Факультет Прикладной математики и кибернетики


^ Программа дисциплины Операционные системы


для специальности 090102.65 – Компьютерная безопасность


Специализация «Математические методы защиты информации»


Автор программы:

Истратов Анатолий Юрьевич, кандидат наук, профессор, anatoly.istratov@miem.edu.ru


Одобрена на заседании кафедры Кибернетики «__» ___________ 2012 г.


Зав. кафедрой В.Н. Афанасьев


Рекомендована секцией УМК факультета Прикладной математики и кибернетики «___»____________ 2012 г.

Председатель


Утверждена УС факультета Прикладной математики и кибернетики

«___»_____________2012 г.

Ученый секретарь ________________________


Москва, 2012

^ Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.

  1. Область применения и нормативные ссылки


Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.

Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности «090102 - Компьютерная безопасность» подготовки специалистов, изучающих дисциплину «Операционные системы».

Программа разработана в соответствии с:

  • ГОС ВПО по специальности 075200 – Компьютерная безопасность (№ 283 инф/сп от 5.04.2000 г.)
^

2. Цели освоения дисциплины


Дисциплина "Операционные системы" имеет целью обучить студентов принципам организации современных вычислительных систем.

Основу курса составляет систематическое изложение теоретических и практических вопросов построения современных операционных систем, концепций и алгоритмов управления локальными и распределенными ресурсами. Изучаются варианты реализации многозадачной и многонитевой обработки (multithreading), организация виртуальной памяти, средства синхронизации, удаленные вызовы процедур (RPC), транзакции, механизмы репликации, средства файловой системы, логическая и физическая реализация файловых систем и систем управления вводом-выводом, подходы к обеспечению безопасности. Обсуждаются современные технологии проектирования ОС: микроядра, модель клиент-сервер, множественные прикладные среды, объектно-ориентированный подход, технология распределенных вычислительных сред (DCE). Особое внимание уделено сетевым возможностям ОС – использованию стандартных протоколов и интерфейсов, возможностям их мультиплексирования.

В рамках курса лекций студенты познакомятся с методологически переработанным материалом, позволяющим эффективно использовать возможности ОС при проектировании самостоятельных прикладных приложений. Студенты не только получат представление о состоянии и возможностях современных ОС, но и приобретут навыки разработки системных приложений.

Изложение принципов организации ОС сопровождается примерами их реализации в конкретных системах: UNIX-подобных, NetWare, Windows 2000 и выше. Особое внимание уделяется UNIX – подобным ОС. Приводится краткое введение в основы ОС UNIX (включая базовые понятия процессов/потоков, команд, файлов и т.д.), рассматриваются принципы архитектурной организации системы, основы мобильного программирования и принципы открытых систем, базисный механизм межпроцессных взаимодействий в централизованных и распределенных системах, основные подходы к организации интерактивного взаимодействия с пользователем, вопросы стандартизации. Приводится информация о современном состоянии некоторых коммерческих и свободно распространяемых версий ОС UNIX.

Обсуждаются вопросы взаимодействия различных ОС в рамках одной сети. Изучаются различные подходы к администрированию ОС в больших сетях: доменный подход и подход, основанный на службе каталогов.

^

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины


В результате освоения дисциплины студенты должны:

  • получить представление о возможностях и сферах применения современных операционных систем;

  • знать основные подходы проектирования и организации современных ОС;

  • уметь работать и разрабатывать приложения в любой современной ОС;

  • уметь осуществлять взаимодействие между процессами и обрабатывать прерывания;

  • уметь программировать на командном языке и выполнять административные функции в системе;

  • обладать навыками проектирования системных приложений и организации межсетевого обмена информацией.


Освоение дисциплины способствует развитию следующих компетенций у студентов:

Компетенция

Код по ФГОС/ НИУ

Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата)

Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции

Готовность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат.

ОНК-5

Умение самостоятельно находить решение поставленной задачи, разрабатывать сложные алгоритмы параллельной обработки информации.

Выполнение домашних, контрольных и практических заданий на компьютере с последующим разбором и анализом ошибок.

Умение работать на компьютере, навыки использования основных классов ППО, работы в компьютерных сетях, составления БД.

ИК-2

Умение быстрого освоения практически любого пакета прикладных программ (ППП) и операционной системы.

Выполнение домашних, контрольных и практических заданий на компьютере с последующим разбором и анализом ошибок.

    Способность к освоению новых образцов программных, технических средств и информационных технологий.




ИК- 8

Умение использовать полученные знания при освоении новых образцов операционных систем и программного обеспечения

Выполнение домашних, контрольных и практических заданий на компьютере с последующим разбором и анализом ошибок.

Способность использовать в научной и познавательной деятельности, а также в социальной сфере профессиональные навыки работы с информацией и компьютерными технологиями.

СЛК-10

Способность к реализации собственных идей и приемов на компьютере. Умение быстрого освоения практически любого пакета прикладных программ (ППП) и операционной системы.

Выполнение домашних, контрольных и практических заданий на компьютере с последующим разбором и анализом ошибок.

Способность решать задачи производственной и технической деятельности на профессиональном уровне, включая разработку математических моделей, алгоритмических и программных решений

ПК-8

Умение при кодировании разрабатываемых прикладных программных продуктов оптимально интерпретировать и использовать возможности операционной системы.

Выполнение домашних, контрольных и практических заданий на компьютере с последующим разбором и анализом ошибок.



^

4. Место дисциплины в структуре образовательной программы


    Настоящая дисциплина относится к блоку дисциплин общепрофессионального цикла подготовки - ОПД.Ф.00 (ГОС рег.ном. 283 от 5.04.2000)

Изучение дисциплины базируется на дисциплинах естественнонаучного и гуманитарного циклов и в свою очередь обеспечивает изучение следующих дисциплин: «Вычислительные сети», «Системы и сети передачи информации», «Технические средства и методы защиты информации».



Для освоения учебной дисциплины, студенты должны изучить следующие учебные курсы:

  • Аппаратные средства вычислительной техники;

  • Языки программирования.
^








5. Тематический план учебной дисциплины




^

Вид учебной работы


Всего часов
Семестр
Семестр
Семестр

5

6

7

Общая трудоемкость дисциплины

300

108

92

83+17

Аудиторные занятия

221










Лекции (Л)

119

51

34

34

Практические занятия (ПЗ)













Семинары (С)













Лабораторные работы (ЛР)

85

34

34

17

Курсовой проект (работа)













И (или) другие виды аудиторных занятий













Самостоятельная работа

79

23

24

32

Курсовой проект (работа)

17







17

Расчетно-графические работы













Реферат













И (или) другие виды самостоятельной работы




1к/р, 1 д/з

1к/р, 1 д/з

2к/р

Вид итогового контроля (зачет, экзамен)




зачет

экзамен

зачет, экзамен






п/п

Раздел дисциплины

Всего часов

Аудиторные занятия

Самостоятельная работа


Лекции

Практические занятия

Лабораторные работы

1

Понятие ОС. Аппаратные и программные средства.

15

9







6

2

Системное окружение

1

1










3

Ядро ОС. Схемы прерываний.

2

2










4

Управление процессами.

2

2










5

Управление памятью. Концепция виртуальной памяти.

2

2










6

Файловая система. Средства файловой системы. Топология файловой системы. Дескриптор файла. Реализация файлов и каталогов

4

4










7

Система управления вводом-выводом. Структурные, аппаратные и программные особенности.

2

2










8

Организация локальных сетей ЭВМ. Основные аппаратные и программные компоненты. Топологии ЛВС.

14

4







10

9

Операционная система UNIX. Основные характеристики.

1



1










10

Ядро и процессы. Структура процесса ОС UNIX.

2

2










11

Межпроцессные взаимодействия. Управление процессами. Системные вызовы и API.

30

11




19




12

Файловая система ОС UNIX.

33

11




15

7




Итого:

108

51




34

23

13

Система управления вводом-выводом (СУВВ) ОС UNIX..

3

3










14

Обработка прерываний в ОС UNIX. Системный вызов «сигнал».

13

5




4

4

15

Функционирование ОС UNIX.

2

2










16

Интерпретатор команд SHELL. Программирование на командном языке.

32

8




16

8

17

Поддержка в ОС UNIX сетевого обмена.

10

4







6

18

Взаимодействие с пользователями в рамках системы UNIX.

2

2







2

19

Примеры реализаций ОС UNIX. SOLARIS, UNIX HP, FREE BSD, MAC, LINUX.

2

2










20

Межпроцессное взаимодействие на уровне «клиент-сервер» ОС UNIX.

26

8




14

4




Итого:

92

34




34

24


21

Операционная система WINDOWS. Структура системы.

2

2










22

Уровень аппаратных абстракций ОС WINDOWS.

6

2







4

23

Уровень ядра ОС WINDOWS.

2

2










24

Исполняющая система

^ ОС WINDOWS.

8

4







4

25

Реализация объектов

в ОС WINDOWS.

7

3







4

26

Подсистемы окружения ОС

WINDOWS.

2

2










27

Процессы и потоки в ОС WINDOWS.

4

2







2

28

Вызовы для управления заданиями, процессами, потоками и волокнами в ОС WINDOWS.

14

4




6

4

29

Межпроцессные взаимодействия в ОС WINDOWS.

15

2




6

7

30

Реализация процессов и потоков в ОС WINDOWS.

4

2







2

31

Планирование в ОС WINDOWS.

3

2







1

32

Загрузка ОС WINDOWS.

5

1







4

33

Управление оперативной памятью в ОС WINDOWS.

3

3










34

Управление файловой системой в ОС WINDOWS.

8

3




5







Итого:

83

34




17

32



^

6. Понедельный план проведения занятий и формы контроля знаний студентов

Неделя


Вид занятий

Тема

Контрольные точки


1

лекция

Определение ОС. Функции ОС.




2

лекция

Расслоение памяти. Регистр перемещений. Относительная адресация. Прерывание и опрос состояний. Буферизация. Периферийные устройства.




3

лекция

Защита памяти. Таймер и часы. Каналы ввода-вывода. Захват цикла. Режимы работы ЭВМ. Виртуальная память. Мультипроцессорная обработка.




4

лекция

Прямой доступ к памяти. Конвейеризация. Иерархия памяти. Программирование на машинном языке. Ассемблеры и макропроцессоры. Система управления вводом-выводом. Спулинг. Микропрограммирование. Горизонтальный и вертикальный микрокод. Микропрограммная поддержка. Эмуляция.




5

лекция

Абсолютные и перемещающие загрузчики. Связывающие загрузчики и редакторы связей. Процедурно-ориентированные и проблемно-ориентированные языки. Компиляторы. Интерпретаторы. Оболочки.





6

лекция

Понятие ядра ОС. Функции ядра. Типы прерываний. Вектора прерываний и обработчики.




7

лекция

Понятие процесса. Состояния процесса. Операции над процессами. Блок управления (дескриптор) процесса. Понятия: нити/потока, волокна, параллельного процесса, асинхронного процесса, взаимоисключения, семафора, мьютекса, монитора, тупика, события, критической секции.




8

лекция

Стратегии управления памятью. Концепции распределения памяти. Связное распределение памяти. Оверлейные перекрытия. Мультипрограммирование с переменными разделами. Свопинг. Страничная организация памяти. Страничная и сегментная реализация виртуальной памяти.

1-е д/з

9

лекция

Понятия файла, символьного набора. Типы файлов. Виды организации файлов. Блок управления (дескриптор) файлом. Средства файловой системы. Топология файловой системы.




10

лекция

Реализация файлов и каталогов




11

лекция

Система управления вводом-выводом. Структурные аппаратные и программные особенности.




12

лекция

Обмен информацией между ЭВМ. Методы синхронизации. Скорость обмена. Дисциплина (протокол) линии. Контроль ошибок. Направленность передачи.




13

лекция

Построение ЛВС. Аппаратные компоненты ЛВС. Программные компоненты ЛВС. Понятие объединенной сети. Внутренние и внешние мосты. Топология ЛВС.




14

лекция

Место ОС UNIX в ряду других современных ОС. Основные характеристики. Достоинства и недостатки.

Структура ядра ОС UNIX. Секция управляющих структур и программная секция. Диспетчер процессов. Диспетчер внешних устройств.




15

лекция

Состояния процессора. Структура пользовательского процесса. Контекст процесса. Процедурный сегмент. Сегмент данных. Динамический сегмент. Взаимодействие ядра и процессов.




16

лекция

Информационные связи между процессами однорангового уровня. Обмен информацией через область внешних аргументов.




17

лекция

Обмен информацией через файловую систему. Обмен информацией по программному каналу.

1-я к/р


18-20

лекции

Системные вызовы exec, system, fork, pipe, wait; системные вызовы работы с файлами и др. Примеры реализации приложений.

1-я л/р

21

лекция

Типы файлов. Индексный дескриптор файла. Таблица файлов.




22

лекция

Логическая и физическая организация файловой системы. Топология файловой системы. Файловая система и ядро ОС UNIX.

2-я л/р

23-26

лекции

Команды файловой системы.














Зачет


27

лекция

Структурные компоненты СУВВ. Блок-ориентированный и байт-ориентированный интерфейсы. Дескрипторы специальных файлов.

3-я л/р

28

лекция

Логическая и физическая организации СУВВ. Взаимодействие структурных компонентов. Примеры реализации ввода-вывода.




29

лекция

Программное средство «сигнал». Заголовочный файл . События, инициирующие посылку сигналов.




30

лекция

Системные вызовы signal, sigset, sigprocmask, sigaction. Стандарты SYSTEM V и POSIX.1. Библиотечные функции setjmp и longjmp. Прерывание выполнения системных вызовов.

2-е д/з

31

лекция

Функционирование ОС UNIX. Начальная загрузка и выход на интерактивный режим работы. Интерактивный режим работы.




32

лекция

Разработки интерпретаторов shell. Функции интерпретатора shell. Обработка метасимволов. Перенаправление ввода-вывода.




33

лекция

Программирование в среде shell. Синтаксис языка shell.

2-я к/р

34

лекция

Основные операторы и конструкции shell. Приемы программирования.

4-я л/р

35

лекция

Настройка и поддержка работы сети в ОС UNIX. Сетевые интерфейсы и маршруты




36

лекция

. Контроль за состоянием сети. Протокол РРР и ADSL. Разработка chat-сценариев.




37

лекция

Взаимодействие с пользователем вне ОС UNIX(Команды семейства UU {UNIX-to-UNIX} и CU {call up}). Связь с другими пользователями внутри одной системы (электронная почта, служба сообщений, служба напоминания calendar).




38

лекция

Примеры реализаций ОС UNIX. SOLARIS, UNIX HP, FREE BSD, MAC, LINUX .




39

лекция

Обмен сообщениями.

5-я л/р

40

лекция

Поддержка семафоров.




41

лекция

Разделяемая память.

6-я л/р

42-43

лекция

Гнезда и интерфейс транспортного уровня.


7-я л/р










Экзамен



44

лекция

Операционная система WINDOWS. Структура системы.




45

лекция

Уровень аппаратных абстракций ОС WINDOWS. Функции и службы уровня HAL. Доступ к регистрам устройств. Адресация к устройствам, независящим от шины. Обработка прерываний и возврат из прерываний.





46

лекция

Операции прямого доступа к памяти.Управление таймерами, часами реального времени. Спин-блокировки нижнего уровня и синхронизация межпроцессорных конфигураций. Интерфейс с BIOS и доступ к CMOS.




47

лекция

Уровень микроядра и драйверы устройств. Назначение уровня микроядра. Управляющие объекты и объекты диспетчеризации. Отложенный вызов процедуры и асинхронный вызов процедуры.





48

лекция

Исполняющая система ОС WINDOWS. Компоненты исполняющей системы. Менеджер объектов. Менеджер ввода-вывода. Менеджер процессов. Менеджер памяти. Менеджер безопасности. Менеджер кэша.




49

лекция

Менеджер plug-and-play. Менеджер энергопотребления. Менеджер конфигурации. Менеджер вызова локальной процедуры. Интерфейс Win32 и интерфейс графических устройств. Системные службы.





50

лекция

Понятие объекта. Структура объекта. Заголовок объекта. Тип объекта. Наиболее употребительные типы объектов.




51

лекция

Каталоги объектов. Создание новых объектов и удаление старых. Пространство имен объектов.

Компоненты программного обеспечения.




52

лекция

Динамические библиотеки. Подсистемы окружения. Служебные процессы. Интерфейс Win32. Интерфейс POSIX. Интерфейс OS/2.




53

лекция

Понятие задания. Инструменты для управления ресурсами. Функционирование процессов и потоков. Переключение потоков.




54

лекция

Создание процессов. Дескриптор процесса. Вызовы CreateProcess(), ExitProcess().




55

лекция

Создание потоков. Вызовы CreateThread(), CreateFiber(), ExitThread(), ExitFiber().




56

лекция

Коммуникационные компоненты. Каналы. Именованные каналы. Почтовые ящики. Гнезда. Удаленный вызов процедур. Механизмы синхронизации. Семафоры. Мьютексы. Критические секции. События. Вызовы CreateSemaphore(), DuplicateHandle(), OpenSemaphore(), ReleaseSemaphore(), WaitForSingleObject(), CreateMutex(), OpenMutex(), ReleaseMutex(), WaitForMultipleObject(), EnterCriticalSection(), LeaveCriticalSection(), SetEvent(), ResetEvent(), PulseEvent().

3-я к/р,

Курсовой проект

57

лекция

Этапы создания процесса. Этапы создания потока. Этапы создания задания и волокна.





58

лекция

Планирование в ОС WINDOWS. Причины запуска программы планировщика. Вызовы, влияющие на планирование потоками SetPriorityClass(), SetThreadPriority(). Уровни приоритетов.


4-я к/р

59

лекция

Загрузка ОС WINDOWS. Этапы загрузки. Сеансовый менеджер. Регистрация пользователей. Управление оперативной памятью в ОС WINDOWS.




60

лекция

Виртуальное адресное пространство процесса. Состояния виртуальной страницы. Теневые страницы. Реализация управления памятью. Дескриптор виртуальной памяти.




61

лекция

Управление файловой системой в ОС WINDOWS.

Файловые системы FAT и NTFS. Дескриптор файла. Вызовы работы с файлами.













Зачет, экзамен




^



7. Содержание дисциплины




7.1. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Понятие ОС. Аппаратные и программные средства (9 часов).

Определение ОС. Функции ОС. Расслоение памяти. Регистр перемещений. Относительная адресация. Прерывание и опрос состояний. Буферизация. Периферийные устройства. Защита памяти. Таймер и часы. Каналы ввода-вывода. Захват цикла. Режимы работы ЭВМ. Виртуальная память. Мультипроцессорная обработка. Прямой доступ к памяти. Конвейеризация. Иерархия памяти. Программирование на машинном языке. Ассемблеры и макропроцессоры. Система управления вводом-выводом. Спулинг. Микропрограммирование. Горизонтальный и вертикальный микрокод. Микропрограммная поддержка. Эмуляция.

^ Раздел 2. Системное окружение (1 час).

Абсолютные и перемещающие загрузчики. Связывающие загрузчики и редакторы связей. Процедурно-ориентированные и проблемно-ориентированные языки. Компиляторы. Интерпретаторы. Оболочки.


^ Раздел 3. Ядро ОС. Схемы прерываний (2 часа).

Понятие ядра ОС. Функции ядра. Типы прерываний. Вектора прерываний и обработчики.

Раздел 4. Управление процессами (2 часа).

Понятие процесса. Состояния процесса. Операции над процессами. Блок управления (дескриптор) процесса. Понятия нити, потока, волокна, параллельного процесса, асинхронного процесса, взаимоисключения, семафора, мьютекса, монитора, тупика.


^ Раздел 5. Управление памятью. Концепция виртуальной памяти (2 часа).

Стратегии управления памятью. Концепции распределения памяти. Связное распределение памяти. Оверлейные перекрытия. Мультипрограммирование с переменными разделами. Свопинг. Страничная организация памяти. Страничная и сегментная реализация виртуальной памяти.


^ Раздел 6. Файловая система. Средства файловой системы. Топология файловой системы (4 часа).

Понятия файла, символьного набора. Типы файлов. Виды организации файлов. Блок управления (дескриптор) файлом. Средства файловой системы. Топология файловой системы. Реализация файлов и каталогов.


^ Раздел 7. Система управления вводом-выводом. Структурные аппаратные и программные особенности (2 часа).


Раздел 8. Организация локальных сетей ЭВМ. Основные аппаратные и программные компоненты. Топология ЛВС (4 часа).

Обмен информацией между ЭВМ. Методы синхронизации. Скорость обмена. Дисциплина (протокол) линии. Контроль ошибок. Направленность передачи. Построение ЛВС. Аппаратные компоненты ЛВС. Программные компоненты ЛВС. Понятие объединенной сети. Внутренние и внешние мосты. Топология ЛВС.

^ Раздел 9. Операционная система UNIX. Основные характеристики (1 час).

Место ОС UNIX в ряду других современных ОС. Основные характеристики. Достоинства и недостатки.

^ Раздел 10. Ядро и процессы. Структура процесса ОС UNIX (2 часа).

Структура ядра ОС UNIX. Секция управляющих структур и программная секция. Диспетчер процессов. Диспетчер внешних устройств. Состояния процессора. Структура пользовательского процесса. Контекст процесса. Процедурный сегмент. Сегмент данных. Динамический сегмент. Взаимодействие ядра и процессов.


^ Раздел 11. Межпроцессные взаимодействия. Управление процессами. Системные вызовы и API (11 часов).

Информационные связи между процессами однорангового уровня. Обмен информацией через область внешних аргументов. Обмен информацией через файловую систему. Обмен информацией по программному каналу. Системные вызовы exec, system, fork, pipe, wait, системные вызовы работы с файлами и др. Примеры реализации приложений.


^ Раздел 12. Файловая система ОС UNIX (11 часов).

Типы файлов. Индексный дескриптор файла. Таблица файлов. Логическая и физическая организация файловой системы. Топология файловой системы. Файловая система и ядро ОС UNIX. Команды файловой системы.


^ Раздел 13. Система управления вводом-выводом (СУВВ) ОС UNIX (3 часа).

Структурные компоненты СУВВ. Блок-ориентированный и байт-ориентированный интерфейсы. Дескрипторы специальных файлов. Логическая и физическая организации СУВВ. Взаимодействие структурных компонентов. Примеры реализации ввода-вывода.


^ Раздел 14. Обработка прерываний в ОС UNIX. Системный вызов «сигнал» (5 часов).

Программное средство «сигнал». Заголовочный файл . События, инициирующие посылку сигналов. Системные вызовы signal, sigset, sigprocmask, sigaction. Стандарты SYSTEM V и POSIX.1. Библиотечные функции setjmp и longjmp. Прерывание выполнения системных вызовов.


Раздел 15. Функционирование ОС UNIX (2 часа).

Функционирование ОС UNIX. Начальная загрузка и выход на интерактивный режим работы. Интерактивный режим работы.


^ Раздел 16. Интерпретатор команд SHELL. Программирование на командном языке (8 часов).

Разработки интерпретаторов shell. Функции интерпретатора shell. Обработка метасимволов. Перенаправление ввода-вывода. Программирование в среде shell. Синтаксис языка shell. Основные операторы и конструкции shell. Приемы программирования.


^ Раздел 17. Поддержка в ОС UNIX сетевого обмена (4 часа).

Настройка и поддержка работы сети в ОС UNIX. Сетевые интерфейсы и маршруты. Контроль за состоянием сети. Протокол РРР. Разработка chat-сценариев.


^ Раздел 18. Взаимодействие с пользователями в рамках системы UNIX (2 часа).

Взаимодействие с пользователем вне ОС UNIX(Команды семейства UU {UNIX-to-UNIX} и CU {call up}). Связь с другими пользователями внутри одной системы (электронная почта, служба сообщений, служба напоминания calendar).


^ Раздел 19. Примеры реализаций ОС UNIX. SOLARIS, UNIX HP, FREE BSD, MAC, LINUX (2 часа).


Раздел 20. Межпроцессное взаимодействие на уровне «клиент-сервер» (8 часов).

Обмен сообщениями. Поддержка семафоров. Разделяемая память. Гнезда и интерфейс транспортного уровня.

Раздел 21. Операционная система WINDOWS. Структура системы (2 часа).

Ядро и подсистемы окружения.


^ Раздел 22. Уровень аппаратных абстракций ОС WINDOWS (2 часа).

Функции и службы уровня HAL. Доступ к регистрам устройств. Адресация к устройствам, независящим от шины. Обработка прерываний и возврат из прерываний. Операции прямого доступа к памяти. Управление таймерами, часами реального времени. Спин-блокировки нижнего уровня и синхронизация межпроцессорных конфигураций. Интерфейс с BIOS и доступ к CMOS.


^ Раздел 23. Уровень ядра ОС WINDOWS (2 часа).

Уровень микроядра и драйверы устройств. Назначение уровня микроядра. Управляющие объекты и объекты диспетчеризации. Отложенный вызов процедуры и асинхронный вызов процедуры.


^ Раздел 24. Исполняющая система ОС WINDOWS (4 часа).

Компоненты исполняющей системы. Менеджер объектов. Менеджер ввода-вывода. Менеджер процессов. Менеджер памяти. Менеджер безопасности. Менеджер кэша. Менеджер plug-and-play. Менеджер энергопотребления. Менеджер конфигурации. Менеджер вызова локальной процедуры. Интерфейс Win32 и интерфейс графических устройств. Системные службы.


^ Раздел 25. Реализация объектов в ОС WINDOWS (3 часа).

Понятие объекта. Структура объекта. Заголовок объекта. Тип объекта. Наиболее употребительные типы объектов. Каталоги объектов. Создание новых объектов и удаление старых. Пространство имен объектов.

Раздел 26. Подсистемы окружения ОС WINDOWS (2 часа).

Компоненты программного обеспечения. Динамические библиотеки. Подсистемы окружения. Служебные процессы. Интерфейс Win32. Интерфейс POSIX. Интерфейс OS/2.


Раздел 27. Процессы и потоки в ОС WINDOWS (2 часа).

Понятие задания. Инструменты для управления ресурсами. Функционирование процессов и потоков. Переключение потоков.


Раздел 28. Вызовы для управления заданиями, процессами, потоками и волокнами в ОС WINDOWS (4 часа).

Создание процессов. Дескриптор процесса. Создание потоков. Вызовы CreateProcess(), CreateThread(), CreateFiber(), ExitProcess(), ExitThread(), ExitFiber().


^ Раздел 29. Межпроцессные взаимодействия в ОС WINDOWS (2 часа).

Коммуникационные компоненты. Каналы. Именованные каналы. Почтовые ящики. Гнезда. Удаленный вызов процедур. Механизмы синхронизации. Семафоры. Мьютексы. Критические секции. События. Вызовы CreateSemaphore(), DuplicateHandle(), OpenSemaphore(), ReleaseSemaphore(), WaitForSingleObject(), CreateMutex(), OpenMutex(), ReleaseMutex(), WaitForMultipleObject(), EnterCriticalSection(), LeaveCriticalSection(), SetEvent(), ResetEvent(), PulseEvent().


^ Раздел 30. Реализация процессов и потоков в ОС WINDOWS (2 часа).

Этапы создания процесса. Этапы создания потока. Этапы создания задания и волокна.


Раздел 31. Планирование в ОС WINDOWS (2 часа)

Причины запуска программы планировщика. Вызовы, влияющие на планирование потоками SetPriorityClass(), SetThreadPriority(). Уровни приоритетов.


Раздел 32. Загрузка ОС WINDOWS (1 час).

Этапы загрузки. Сеансовый менеджер. Регистрация пользователей.


^ Раздел 33. Управление оперативной памятью в ОС WINDOWS (3 часа).

Виртуальное адресное пространство процесса. Состояния виртуальной страницы. Теневые страницы. Реализация управления памятью. Дескриптор виртуальной памяти.


Раздел 34. Управление файловой системой в ОС WINDOWS (3 часа).

Файловые системы FAT и NTFS. Дескриптор файла. Вызовы работы с файлами.


^ 7.2. Тематика контрольных работ.


  1. Определение возвращаемых числовых значений дескрипторов файлов и пересылаемых байтов ввода/вывода по заданным фрагментам программ на языке программирования С/С++ в ОС UNIX.

  2. Разработка командных файлов на языке программирования SHELL в ОС UNIX.

  3. Вызовы API Win32 для обмена информацией между параллельно работающими процессами/потоками.

  4. Управление приоритетами параллельно работающих потоков в ОС WINDOWS.


^ 7.3. Тематика домашних заданий


1. Расписать назначение, аргументы и возвращаемые значения следующих системных вызовов (API) UNIX-подобных ОС:


  • alarm

  • chdir

  • chroot

  • chmod

  • fchmod

  • chown

  • fchown

  • lchown

  • access

  • brk

  • sbrk

  • exit

  • _exit

  • getpid

  • getppid

  • getuid

  • geteuid

  • getegid

  • getgid

  • ioctl

  • indir

  • kill

  • umask

  • link

  • unlink

  • lseek

  • mknod

  • mkdir

  • rmdir

  • mkfifo

  • mount

  • umount

  • nice

  • pause

  • profil

  • ptrace

  • setsid

  • setpgid

  • setuid

  • setgid

  • seteuid

  • setegid

  • signal, sigset, sigaction (привести таблицу сигналов с действиями по умолчанию и причинами посылки сигнала)

  • stat

  • fstat

  • stime

  • symlink

  • sync

  • time

  • ftime

  • times

  • vfork

  • waitpid

  • execlp

  • execle

  • execvp

  • execv

  • execve

  • popen

  • pclose

  • sigprocmask

  • sigpending

  • setitimer

  • getitimer

  • msgget

  • msgsnd

  • msgrcv

  • msgctl

  • semget

  • semop

  • semctl

  • shmget

  • shmat

  • shmdt

  • shmctl

  • socket

  • bind

  • listen

  • accept

  • connect

  • send, sendto

  • recv, recvfrom

  • shutdown

  • mmap

  • munmap

  • msync

  • opendir

  • closedir

  • readdir

  • rewinddir

  • scanfdir

  • cfsetospeed

  • cfsetispeed

  • cfgetospeed

  • cfgetispeed

  • tcsetattr

  • getattr



2. Расписать назначение и опции (ключи) следующих команд файловой системы UNIX-подобных ОС:


  • pwd

  • ls

  • cat

  • cp

  • mv

  • pr

  • lpr

  • lpq

  • who

  • ps

  • tty

  • du

  • cal

  • cd

  • mkdir

  • rmdir

  • rm

  • chmod

  • chown

  • chgrp

  • cmp

  • find

  • file

  • ar

  • ranlib

  • tee

  • sort

  • cut

  • head

  • tail

  • spell

  • grep

  • fgrep

  • more

  • wc



^

8. Образовательные технологии


Дисплейный класс с проектором. Разбор практических задач, обсуждение актуальных вопросов по темам курса.

9. Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента





страница1/5
Дата конвертации24.10.2013
Размер0,7 Mb.
ТипПрограмма дисциплины
  1   2   3   4   5
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы