Программа дисциплины “Операционные системы для направления 231000. 62 Программная инженерия подготовки бакалавра Правительство Российской Федерации icon

Программа дисциплины “Операционные системы для направления 231000. 62 Программная инженерия подготовки бакалавра Правительство Российской Федерации



Смотрите также:



Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины “Операционные системы” для направления 231000.62 Программная инженерия подготовки бакалавра






Правительство Российской Федерации


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



Факультет Бизнес Информатика

Отделение программной инженерии

^ Программа дисциплины “Операционные системы”

для направления 231000.62 Программная инженерия

подготовки бакалавра


Автор программы:

Назаров Станислав Викторович, доктор технических наук, профессор, snazarov@hse.ru


Одобрена на заседании кафедры архитектуры программных систем «___» августа 2013 г.

Зав. кафедрой С.В. Назаров


Рекомендована секцией УМС по бизнес-информатике «___»____________ 2013 г.

Председатель Ю.В. Таратухина


Утверждена УС факультета Бизнес информатика «___»_____________2013 г.


Ученый секретарь


Москва, 2013

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

1Область 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, обучающихся по направлению 231000.62 Программная инженерия подготовки бакалавра.

Программа разработана в соответствии с:

  • Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 231000 Программная инженерия (квалификация (степень) “бакалавр”);

  • базовым учебным планом направления 231000.62 "Программная инженерия" подготовки бакалавра

  • рабочим учебным планом университета по направлению 231000.62 "Программная инженерия" подготовки бакалавра в 2012 году.
^

2Цели освоения дисциплины


Целями освоения дисциплины является получение теоретических и практических знаний о принципах построения и архитектуре современных операционных систем (в том числе распределенных), обеспечивающих организацию вычислительных процессов в корпоративных информационных системах экономического, управленческого, производственного, научного и др. назначения, а также практических навыков по системному программированию и созданию (настройке) вычислительной среды для поддержки бизнес процессов в корпоративных сетях (интрасетях) предприятий.

^

3Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения

дисциплины


В результате освоения дисциплины студент должен:

  • Знать принципы построения, назначение, структуру, функции и эволюцию операционных систем (в том числе сетевых); концепцию мультипрограммирования, процессов и потоков; файловые системы, управление памятью, вводом-выводом и устройствами; вопросы эффективности, безопасности, диагностики, восстановления, мониторинга и оптимизации операционных систем;

  • Уметь конфигурировать и загружать распространенные операционные системы, в том числе сетевые; диагностировать и восстанавливать операционные системы при сбоях и отказах; использовать программные средства мониторинга операционных средств и утилиты сетевых протоколов в интересах эффективности и оптимизации операционных систем и сред; использовать сетевые технологии для решения экономических задач; разрабатывать программные модели.

  • Иметь навыки инсталляции и сопровождения операционных систем, разработки программных моделей вычислительного процесса многопрограммных операционных систем с детализацией уровней задач, процессов, потоков и взаимоблокировок. Иметь навыки системного программирования и разработки отдельных компонентов операционных систем.


В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:

Компетенция

Код по ФГОС/ НИУ

Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата)

Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции

Способен учиться, приобретать новые знания, умения, в том числе в области, отличной от профессиональной

СК-Б 1

    Применяет новые инструментальные средства для решения задач текущей деятельности

    Семинары, участие в конференциях

Способен применять профессиональные знания и умения на практике.

СК-Б2

Использует теоретические знания для эксплуатации современных операционных систем

Лекции, практические занятия

Способен выявлять научную сущность проблем в профессиональной области.

СК-Б3

Умеет применять знания, полученные в курсе для выявления проблем в профессиональной области

Семинары, лекции, участие в конференциях, отслеживание новых публикаций по предметной области

Способен решать проблемы в профессиональной деятельности на основе анализа и синтеза

СК-Б4

Умеет выявлять узкие места в работающих операционных системах

Практические занятия по использованию средств администрирования в операционных системах

Способен оценивать потребность в ресурсах и планировать их использование при решении задач в профессиональной деятельности

СК-Б5

Может оценить затраты и их целесообразность при переходе на новые версии или модернизацию операционных систем

Лекции, участие в конференциях основных производителей ОС, отслеживание новых публикаций по предметной области

Способен работать с информацией: находить, оценивать и использовать информацию из различных источников, необходимую для решения научных и профессиональных задач (в том числе на основе системного подхода)

СК-Б6

Умеет обосновать необходимость использования новых технологий и средств для совершенствования вычислительного процесса в корпоративных информационных системах

Участие в конференциях основных производителей ОС, отслеживание новых публикаций по предметной области

Способен вести исследовательскую деятельность, включая анализ проблем, постановку целей и задач, выделение объекта и предмета исследования, выбор способа и методов исследования, а также оценку его качества

СК-Б7

Может подготовить доклад по актуальным проблемам использования, настройки, оптимизации и развития операционных систем

Лекции, участие в конференциях основных производителей ОС, отслеживание новых публикаций по предметной области

Способен работать в команде

СК-Б8

Умеет выполнять работы, требующие нескольких исполнителей

Групповые проекты и домашние задания

Умение отбирать и разрабатывать методы исследования объектов профессиональной деятельности на основе общих тенденций развития программной инженерии

ПК-1

Умеет отбирать методы исследования и моделирования операционных систем

Лекции, практические занятия, семинары

Умение планировать, управлять и контролировать выполнение требований

ПК-4

Умеет разрабатывать требования к операционным системам

Лекции. Самостоятельная работа по выполнению домашнего задания















^

4Место дисциплины в структуре образовательной программы


Дисциплина «Операционные системы» входит в базовую часть профессионального цикла дисциплин Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) по направлению подготовки 231000 Программная инженерия (квалификация (степень) “бакалавр”).

Освоение дисциплины базируется на знаниях вузовских программ дискретной математики, основ информатики, архитектуры компьютера, языков и методов программирования.

Изучение дисциплины предполагает знание студентами основ информатики и программирования, вычислительных систем и сетей телекоммуникаций и практическое умение работы на персональном компьютере (ПК) в офисных пакетах MS Office (в том числе достаточно глубокое знание Excel), а также умение разрабатывать Windows-приложения на одном из алгоритмических языков (Java, C, С++, С#).

Компетенции, знания, навыки и умения, полученные в ходе изучения дисциплины, должны всесторонне использоваться и развиваться студентами:

  • на всех этапах обучения в вузе при изучении различных дисциплин информационного цикла, проведении научных исследований, выполнении контрольных домашних заданий, подготовке курсовых и дипломных работ;

  • в ходе дальнейшего обучения в магистратуре и аспирантуре;

  • в процессе последующей профессиональной деятельности при использовании языков программирования, алгоритмов, библиотек и пакетов программ, продуктов системного и прикладного программного обеспечения для решения задач математического и информационного обеспечения экономической деятельности.
^

5Тематический план учебной дисциплины







Название раздела

Всего часов

Аудиторные часы

Самостоя­тельная работа

Лекции

Семинары

Практические занятия

1

Введение. Основные определения и понятия. Назначение, функции и архитектура операционных систем.

22

6




6

10

2

Процессы и потоки. Управление, планирование и синхронизация

28

6




6

16

3

Управление памятью. Методы, алгоритмы и средства

22

4




4

14

4

Подсистема ввода-вывода. Файловые системы

28

6




6

16

5

Распределенные операционные системы и среды

22

4




4

14

6

Безопасность и надежность. Диагностика и восстановление ОС после отказов

22

4




4

14




ИТОГО

144

30




30

84



^

6Формы контроля знаний студентов


Тип контроля

Форма контроля

3 год

Параметры **

1

2




Текущий

(неделя)

Контрольная работа (8 нед.)

*




Письменная работа 80 минут

Домашнее задание




*

Исследовательская работа с письменным отчетом и разработкой модуля для операционной системы Windows 7 (драйвера устройства ПК или подключаемого устройства, утилиты, средства администрирования и др.)

Итоговый

Зачет







Письменная работа 80 минут



^

6.1Критерии оценки знаний, навыков



На практических занятиях студент должен проявить способность отбирать и разрабатывать методы исследования операционных систем на основе общих тенденций развития программной инженерии с использованием современных технических и программных средств.

При выполнении домашнего задания студент должен показать способность к проектной деятельности и системному программированию в интересах совершенствования операционных систем на основе системного подхода, умение строить и использовать модели для описания и прогнозирования свойств и возможностей операционных систем, осуществлять их качественный и количественный анализ. В соответствии с задачей, поставленной в домашнем задании, студент должен показать умение программирования в операционных системах и системного программирования (программирования аппаратного обеспечения компьютера или подключаемых внешних устройств).

^

6.2Порядок формирования оценок по дисциплине



Оценки по всем формам текущего контроля выставляются по 10-ти балльной шкале. Преподаватель оценивает работу студентов на практических занятиях. При этом оценивается активность студентов на практических занятиях и правильность решения поставленных задач. Накопленная оценка по 10-ти балльной шкале за работу на практических занятиях определяется перед промежуточным или итоговым контролем - Оаудиторная.

Накопленная оценка по 10-ти балльной шкале за самостоятельную работу определяется перед промежуточным или итоговым контролем – Осам. работа.

Накопленная оценка за текущий контроль учитывает результаты студента по текущему контролю следующим образом:

Онакопленная= k1* Отекущий + k2* Оауд + k3* Осам.работа ,

где k1 = 0,5; k2 = 0,2; k3 = 0,3.

Отекущий рассчитывается как взвешенная сумма всех форм текущего контроля, предусмотренных в РУП

Отекущий = n1·Ок/р + n2·Одз ,

где n1 = 0,3; n2 = 0,7.

Способ округления накопленной оценки текущего контроля – в пользу студента.

Результирующая оценка за дисциплину рассчитывается следующим образом:

Орезульт = k1* Онакопл + k *·Озач ,

где k1 = 0,6; k2 = 0,4

Способ округления итогового контроля в форме зачета – в пользу студента.

На пересдаче студенту не предоставляется возможность получить дополнительный балл для компенсации оценки за текущий контроль.

Таблица соответствия оценок по десятибалльной и пятибалльной системам

^ По десятибалльной шкале

По пятибалльной шкале

1 – неудовлетворительно

2 – очень плохо

3 – плохо

неудовлетворительно – 2

4 – удовлетворительно

5 – весьма удовлетворительно

удовлетворительно – 3

6 – хорошо

7 – очень хорошо

хорошо – 4

8 – почти отлично

9 – отлично

10 – блестяще

отлично – 5



^

7Содержание дисциплины



Тема 1. Введение. Основные определения и понятия. Назначение, функции и архитектура операционных систем

Определение операционной системы (ОС). Место ОС в программном обеспечении компьютеров, компьютерных систем и сетей. Поколения операционных систем. Назначение, состав и функции ОС. Понятие компьютерных ресурсов. Концепция многоуровневого виртуального компьютера. Операционные оболочки и среды. Архитектуры операционных систем.

Классификация ОС. Интерфейсы операционных систем. Эволюция ОС. Эффективность ОС. Однопрограммные, многопрограммные, многопользовательские и многопроцессорные операционные системы. Примеры ОС.

Прикладные операционные среды. Совместимость операционных систем. Виды совместимости. Языковая и двоичная совместимость. Эмуляция. Виртуальные машины и операционные среды.

Загрузка операционных систем (на примере Windows 7). Этапы процесса загрузки. Работа загрузчика. Опции загрузочного меню. Выбор аппаратного профиля. Загрузка и инициализация ядра. Загрузка драйверов и сервисов. Регистрация пользователя.

Инсталляция и конфигурирование операционных систем.

Инсталляция и конфигурирование многопрограммной многопользовательской ОС с графическим интерфейсом (на примере Windows XP/7/2008). Требования к аппаратным ресурсам. Подготовка процесса инсталляции. Конфигурирование разделов на жестком диске. Выбор файловой системы. Выбор варианта установки (локальная, сетевая). Инсталляция мультиоперационных систем.

♦ Основная литература

  • Назаров С.В., Широков А.И. Современные операционные системы. – М.: Интернет-Университетет Информационных технологий: Бином. Лаборатория знаний, 2013. – 368 с., 11 – 59.

♦ Дополнительная литература

  • Руссинович М., Соломон Д. Внутренне устройство Microsoft Windows. 6-е изд. – СПб: Питер, 2013. – 800 с., 54 – 69.

  • Олифер В.Г., Олифер Н.А. сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2009. 670 с., 10 – 86.

  • Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2010. 1120 с., 22 – 96.

  • Несвижский В. Программирование аппаратных средств в Windows. – 2-е изд., СПб.: БХВ-Петербург, 2008. – 528 с., 7 – 50.

  • Рихтер Дж. Windows для профессионалов: создание эффективных Win-32-приложений с учетом специфики 64-разрядной версии Windows/Пер. с англ. – 4-е изд. – СПб: Питер; М.: Издательско-торговый дом “ Русская редакция”, 2003. – 752 с.


Тема 2^ . Процессы и потоки. Управление, планирование и синхронизация

Концепция процессов и потоков. Задания, процессы, потоки, волокна. Мультипрограммирование. Формы многопрограммной работы. Пакетная обработка, разделение времени, диалоговый режим. Системы реального времени. Роль процессов, потоков и волокон в мультипрограммировании.

Управление процессами и потоками. Создание и завершение процессов. Иерархия процессов. Операции над процессами. Состояния процесса: выполнение, приостановка, возобновление. Блок управления процессами. Модели процессов и потоков. Планирование процессов и потоков. Реализация потоков в пространстве пользователя. Реализация потоков в ядре. Смешанная реализация. Активация планировщика. Возможности создания многопоточных программ. Концепция волокон.

Взаимодействие и синхронизация процессов и потоков. Параллельные асинхронные процессы и межпроцессное взаимодействие. Уровни параллелизма: задания, задачи, процессы, потоки Состояния состязания. Взаимоисключения и критические участки. Примитивы и алгоритмы взаимоисключения. Семафоры, мониторы, передача сообщений. Проблемы межпроцессного взаимодействия.

Тупики (взаимоблокировки или дедлоки). Ресурсы и их захват процессами. Выгружаемые и невыгружаемые ресурсы. Примеры тупиков при распределении ресурсов. Обнаружение и предотвращение тупиков. Алгоритмы разрешения тупиков. Восстановление после тупиков.

Аппаратно-программные средства поддержки мультипрограммирования.

♦ Основная литература

  • Назаров С.В., Широков А.И. Современные операционные системы. . – М.: Интернет-Университетет Информационных технологий: Бином. Лаборатория знаний, 2013. 368 с., 119 – 175.

  • Назаров С.В., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум. Учеб. пособие. – М.: КНОРУС, 2012. – 376 с., 51 - 113

♦ Дополнительная литература

  • Руссинович М., Соломон Д. Внутренне устройство Microsoft Windows. 6-е изд. – СПб: Питер, 2013. – 800 с., 424 – 563.

  • Рихтер Дж. Windows для профессионалов: создание эффективных Win-32-приложений с учетом специфики 64-разрядной версии Windows/Пер. с англ. – 4-е изд. – СПб: Питер; М.: Издательско-торговый дом “ Русская редакция”, 2003. – 752 с., 98 – 153.

  • Несвижский В. Программирование аппаратных средств в Windows. – 2-е изд., СПб.: БХВ-Петербург, 2008. – 528 с., 375 – 394.

  • Олифер В.Г., Олифер Н.А. сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2009. 670 с., 87 – 161.

  • Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2010. 1120 с., 97 – 216.

  • Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004. 848 с.


Тема 3. Управление памятью. Методы, алгоритмы и средства

Иерархическая организация памяти. Функции ОC по управлению памятью. Задачи распределения памяти. Алгоритмы распределения памяти. Классификация методов распределения памяти. Распределение памяти фиксированными разделами. Распределение памяти динамическими разделами. Распределение памяти перемещаемыми разделами. Загрузчики. Достоинства и недостатки методов.

Виртуальная память. Страничная, сегментная и сегментно-страничная организация памяти. Достоинства и недостатки организации виртуальной памяти. Методы оптимизации функционирования виртуальной памяти. Аппаратная поддержка трансляции виртуальных адресов. Подкачка страниц и алгоритмы замещения страниц: оптимальный алгоритм, алгоритм FIFO – первый прибыл – первый обслужен, алгоритм NRU – не использовавшаяся в последнее время страница, алгоритм LRU – страница, не использовавшаяся дольше всего. Выбор размера страниц. Выбор величины файла подкачки и его размещения (на примере Windows XP/2000/2003). Защита памяти.

Аппаратная поддержка механизма виртуальной памяти на примере процессора Pentium. Преобразование виртуальных адресов в физические. Защита данных при сегментной организации памяти.

♦ Основная литература

  • Назаров С.В., Широков А.И. Современные операционные системы. . – М.: Интернет-Университетет Информационных технологий: Бином. Лаборатория знаний, 2013. с. 368., 176 – 213.

  • Назаров С.В., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум. Учеб. пособие. – М.: КНОРУС, 2012. – 376 с. ,117 – 160.

♦ Дополнительная литература

  • Рихтер Дж. Windows для профессионалов: создание эффективных Win-32-приложений с учетом специфики 64-разрядной версии Windows/Пер. с англ. – 4-е изд. – СПб: Питер; М.: Издательско-торговый дом “ Русская редакция”, 2003. – 752 с., 314 – 472.

  • Олифер В.Г., Олифер Н.А. сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2009. 670 с., 162 – 214.

  • Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2010. 1120 с., 217 – 303.

  • Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004. 848 с.



Тема 4. Подсистема ввода-вывода. Файловые системы

Принципы функционирования аппаратуры ввода-вывода. Устройства ввода-вывода и их контроллеры. Прямой доступ к памяти (DMA). Управляемый прерываниями ввод-вывод. Обработчики прерываний и драйверы устройств. Таймеры и их программное обеспечение. Организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора. Согласование скоростей обмена и кэширование данных. Разделение устройств и данных между процессами. Обеспечение логического интерфейса между устройствами и остальной частью системы. Поддержка широкого спектра драйверов. Динамическая выгрузка и загрузка драйверов. Драйверы виртуальных устройств. Поддержка нескольких файловых систем. Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода.

Понятие файла. Именование, структура и типы файлов. Атрибуты и доступ к файлам, операции с файлами. Понятие каталога. Иерархические каталоговые системы. Операции с каталогами. Задачи ОС по управлению файлами и устройствами. Структура файловой системы. Реализация файлов и каталогов (папок). Совместно используемые файлы и каталоги. Примеры файловых систем: файловая система MS DOS (FAT16), файловая система CD-ROM, файловые системы Windows (FAT32, NTFS, NTFS 5.0, EFS - шифрующая файловая система), Unix (ufs). Разрешения для файлов и папок.

Управление дисковыми ресурсами (на примере Windows). RAID – массивы. Форматирование дисков. Фрагментация памяти, дефрагментация дисков. Разделы и тома. Управление базовыми и динамическими дисками. Распределенная файловая система.

♦ Основная литература

  • Назаров С.В., Широков А.И. Современные операционные системы. . – М.: Интернет-Университетет Информационных технологий: Бином. Лаборатория знаний, 2013. с. 368., 214 – 270.

  • Назаров С.В., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум. Учеб. пособие. – М.: КНОРУС, 2012. – 376 с., 161 – 206.

♦ Дополнительная литература

  • Несвижский В. Программирование аппаратных средств в Windows. – 2-е изд., СПб.: БХВ-Петербург, 2008. – 528 с., 51 – 147, 275 – 356.

  • Олифер В.Г., Олифер Н.А. сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2009. 670 с., 253 – 334.

  • Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2010. 1120 с., 304 – 501.

  • Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004. 848 с.


Тема 5. Распределенные операционные системы и среды

Недостатки изолированных (сосредоточенных) компьютеров и систем и их современное состояние. Понятие компьютерной сети. Преимущества объединения. Типы сетей. Сети персональных компьютеров и их использование в управлении, экономике и других сферах. Сетевые протоколы. Модель OSI. Терминология компьютерных сетей. Концептуальные термины: архитектура, топология, сетевое оборудование, сетевые операционные системы и др.

Распределенные вычисления и операционные среды. Вычисления в архитектуре клиент-сервер. Двухзвенная и трехзвенная архитектуры. Распределенная передача сообщений. Вызов удаленных процедур (RPC). Связывание клиент-сервер. Синхронный и асинхронный вызовы. Примеры реализации RPC.

Кластеры. Архитектуры кластеров. Особенности операционных систем. Windows Server 2008, Sun Cluster и др. Поддержка объектов коммуникаций. Управление процессами. Управление распределенными процессами.

Сетевые службы. Служба каталогов сетевых серверных ОС. Понятие службы каталогов. Архитектура Active Directory. Контроллеры домена. Управление объектами Active Directory.

Принципы построения сетевой файловой службы. Реализация сетевой файловой системы. Размещение клиентов и серверов по компьютерам и в операционной системе. Кэширование. Репликация. Служба каталогов. Межсетевое взаимодействие. Сетевые файловые системы.

♦ Основная литература

  • Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Учеб. Пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. 504 с., 230 – 279.

♦ Дополнительная литература

  • Руссинович М., Соломон Д. Внутренне устройство Microsoft Windows. 6-е изд. – СПб: Питер, 2013. – 800 с., 681 – 796.

  • Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2009. 670 с., 380 – 465.

  • Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004. 848 с.


Тема 6. Безопасность и надежность. Диагностика и восстановление

ОС после отказов

Понятие безопасности. Требования по безопасности. Угрозы безопасности. Классификация. Атаки изнутри системы. Злоумышленники. Взломщики. Методы вторжения. Случайная потеря данных. Атаки на систему снаружи. Внешняя и операционная безопасность. Предотвращение проблем во внешней среде. Аутентификация пользователей, права доступа, пароли.

Системный подход к обеспечению безопасности. Безопасность как бизнес-процесс. Политика безопасности. Выявление вторжений. Базовые технологии безопасности. Шифрование. Аутентификация, пароли, авторизация, аудит. Технология защищенного канала. Технологии аутентификации. Сетевая аутентификация на основе многоразового пароля. Аутентификация с использованием одноразового пароля. Аутентификация информации. Система Kerberos.

Предотвращение сбоев и отказов. Резервное копирование и его стратегии. Специальные операции резервного копирования. Защита резервных копий. Восстановление файлов. Изготовление загрузочных дискет и диска аварийного восстановления и их использование. Резервное копирование конфигурации диска. Резервное копирование регистра и SAM. Безопасный режим загрузки. Восстановление конфигурации (Last Known Good).

Диагностика отказов при загрузке операционной системы на примере Windows 7.

♦ Основная литература

  • Назаров С.В., Широков А.И. Современные операционные системы. – М.: Интернет-Университетет Информационных технологий: Бином. Лаборатория знаний, 2013 с. 368., 271 – 368.

  • Назаров С.В., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум. Учеб. пособие. – М.: КНОРУС, 2012. 372 с., 278 – 319.

♦ Дополнительная литература

  • Руссинович М., Соломон Д. Внутренне устройство Microsoft Windows. 6-е изд. – СПб: Питер, 2013. – 800 с., 564 – 680.

  • Олифер В.Г., Олифер Н.А. сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2009. 670 с., 468 – 510.

  • Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2010. 1120 с., 642 – 734..

Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004. 848 с.
^

8Образовательные технологии


При проведении лекций и практических занятий предполагаются встречи с представителями академической инициативы IBM, которые организуют курсы по изучению операционных систем компании IBM (AIX, IBMi, Z/OS).
^

8.1Методические рекомендации преподавателю


Преподаватель, проводящий лекционные занятия должен отметить следующее.

Дисциплина операционные системы является важной составной частью теоретической подготовки бакалавра по направлению 231000.62 “Программная инженерия" и занимает существенное место в его будущей практической деятельности. Знание теории и практики операционных систем обеспечивает возможность разработки эффективных программных систем для любых средств вычислительной техники, начиная от персонального компьютера и локальных вычислительных сетей до больших корпоративных информационных систем и сетей.

Основное время проведения практических занятий связано с использованием инструментальных средств для исследования внутреннего устройства операционной системы и компьютерным моделированием различных аспектов разработки компонентов операционных систем.

Выполнение домашнего задания связано с достаточно объемной работой по программированию по созданию драйверов и системных утилит для ОС Windows. Интерфейс прикладного программирования Windows API является интерфейсом системного программирования для семейства операционных систем Windows. Подробное описание Windows API можно найти в документации по набору инструментальных средств разработки программного обеспечения – Windows Software Development Kit (SDK). Эта документация доступна на веб-сайте www.msdn.microsoft.com. Полезную информацию для выполнения домашнего задания можно получить на сайте Sysinternals (http://technet.microsoft.com/ru-ru/sysinternals), а также в рекомендованной литературе. .

Сайт Sysinternals был создан в 1996 г. Марком Руссиновичем (Mark Russinovich) и Брайсом Когсвеллом (Bryce Cogswell) для размещения созданных ими усовершенствованных сервисных программ и технической информации. В июле 2006 г. корпорация Microsoft приобрела компанию Sysinternals. Сервисные программы Sysinternals помогают как специалистам по информационным технологиям, так и разработчикам управлять, находить и устранять неисправности и выполнять диагностику приложений и операционных систем Windows. При наличии вопросов о каком-либо инструменте или его использовании можно воспользоваться форумом Sysinternals Forum, чтобы получить ответы и помощь других пользователей и модераторов.

На первом практическом занятии преподаватель должен предоставить студентам типовые варианты домашних работ, требования к их содержанию и выполнению (возможно примерные технические задания),а на последующих занятиях контролировать ход их выполнения.
^

8.2Методические указания студентам


Студенты, изучающие дисциплину операционные системы, должны обратить внимание на широту и глубину знаний, требуемых для успешного освоения этой дисциплины. При этом на дисциплину отводится сравнительно небольшое количество часов аудиторных занятий. Отсюда следует, что результат успешного освоения дисциплины и выполнение домашнего задания во многом определяется самостоятельной работой студентов. В связи с этим можно рекомендовать регулярный просмотр сайтов зарубежных и отечественных компаний, занимающихся разработкой программных систем. Подобные ссылки даются на лекциях и практических занятиях. Следует также участвовать в конференциях и семинарах, которые регулярно проводятся в Москве ведущими компаниями-разработчиками программных продуктов. Стоит обратить внимание на следующие сайты:

  • http://msdn.microsoft.com/ru-ru/ms348103.aspx (MSDN),

  • http://www.ibm.com/ru/events/ (мероприятия IBM),

  • http://www.academy.it.ru/ru/about/actions/ (мероприятия академии айти),
  • ^

    http://www.techdays.ru/ (видео-портал по современным технологиям и разработке),


  • https://msevents.microsoft.com/cui/default.aspx?culture=ru-ru (мероприятия Microsoft)

и многие другие. Многие ведущие программные компании (IBM, MS, HP и др.) реализуют программы академической инициативы, которые позволяют студентам получать бесплатно программные продукты, проходить курсы обучения, участвовать в семинарах и конференциях.
^

9Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента

9.1Вопросы для оценки качества освоения дисциплины


  1. Дайте определение операционной системе (ОС).

  2. Что такое расширенная виртуальная машина?

  3. С какими объектами взаимодействует операционная система?

  4. Назовите основные функции ОС.

  5. Что такое компьютерные ресурсы? Какие они бывают? Как они измеряются?

  6. Дайте характеристику поколениям ОС.

  7. Каким должен быть интерфейс ОС? Что значит “дружественный по отношению к пользователю?”

  8. Дайте характеристику мультипрограммированию.

  9. Перечислите формы многопрограммной работы.

  10. Какая основная причина появления мультипрограммирования?

  11. Чем многопользовательская система отличается от однопользовательской?

  12. Что такое аппаратный профиль?

  13. Чем отличаются драйверы от сервисов?

  14. Зачем проводится регистрация пользователя в системе?

  15. В чем суть процесса инсталляции и конфигурирования ОС?

  16. Какие ресурсы компьютера определяют возможность использования той или иной операционной системы?

  17. Назовите возможные варианты инсталляции современных ОС

  18. Дайте определение процессу и потоку.

  19. Чем поток отличается от процесса?

  20. Как можно представить модель процесса и потока?

  21. Назовите возможные состояния процесса

  22. Что такое блок управления процессами?

  23. Опишите процесс обработки прерываний

  24. Дайте характеристику возможным уровням параллелизма выполнения программ.

  25. Что такое состояние состязания процессов, взаимоисключения и критические участки?

  26. В чем суть возникновения взаимоблокировок процессов?

  27. Дайте характеристику методам обнаружения и предотвращения тупиков

  28. Дайте определение файлу и каталогу. В чем их главное отличие?

  29. Что такое файловая система? Назовите типы файловых систем Windows

  30. В чем особенность шифрующей файловой системы?

  31. Что значит термин “разрешения для файлов и папок”?

  32. Дайте определение иерархической памяти.

  33. Назовите задачи распределения памяти.

  34. Дайте определение виртуальной памяти. Перечислите варианты организации такой памяти.

  35. Что такое подкачка страниц?

  36. Какие алгоритмы замены страниц вы знаете?

  37. Охарактеризуйте проблему защиты памяти.

  38. Назовите варианты организации RAID-массивов

  39. Нужно ли бороться с фрагментацией памяти? Какие методы для этого существуют?

  40. Дайте характеристику распределенной файловой системы Windows. Каковы ее достоинства? В каких случаях ее применяют?

  41. Что такое прямой доступ к памяти?

  42. Как организуется управляемый прерываниями ввод-вывод?

  43. В чем достоинства мультимедийных операционных систем?

  44. Определите понятие ”безопасность ОС”

  45. Какие методы обеспечения безопасности ОС вы знаете?

  46. Что такое криптография? Цифровая подпись?

  47. Охарактеризуйте методы предотвращения сбоев и отказов ОС

  48. Как подготовить диск аварийного восстановления?

  49. Что подвергается резервному копированию в операционных системах?

  50. Объясните понятия “эффективность”, “оптимизация”, “мониторинг” и “настройка” операционной системы.

  51. Какие показатели эффективности функционирования ОС вы знаете?

  52. Какие инструменты мониторинга и оптимизации имеются в ОС Windows?

  53. Дайте характеристику возможностей сетей персональных компьютеров.

  54. Как можно классифицировать компьютерные сети по способам управления? По способам администрирования? По протоколам? По операционным системам?

  55. В каких случаях целесообразно применение протокола NetBEUI?

  56. Назовите особенности протокола TCP/IP в сравнении с эталонной моделью OSI

  57. Что такое порт? Сокет?

  58. Дайте сравнение достоинств и недостатков одноранговых и многоранговых локальных сетей.

  59. Назовите типы серверов. Почему их так много?

  60. Каков состав серверных продуктов фирмы Microsoft?

  61. Дайте характеристику клиент серверной сети.

  62. Что такое “тонкий” и “толстый” клиент?

  63. Дайте характеристику стеку протоколов TCP/IP

  64. Какие классы IP-адресов вы знаете?

  65. Охарактеризуйте службы DNS, DHCP и серверы WINS

  66. Для чего используются утилиты TCP/IP?

  67. Чем отличается сетевая ОС от операционной системы компьютера?

  68. Назовите типы современных сетевых ОС.

  69. Что такое квота в сетевой ОС Windows 2008 Server?

  70. Перечислите задачи и средства администрирования ОС Windows 7.



^

10Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

10.1Базовый учебник


Назаров С.В., Широков А.И. Современные операционные системы. – М.: Интернет-Университет Информационных технологий: Бином. Лаборатория знаний, 2013. 368 с.
^

10.2Основная литература


  • Назаров С.В., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум. Учеб. пособие. – М.: КНОРУС, 2012. 372 с.

  • Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Основы структурной и функциональной организации. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. 504 с.
^

10.3Дополнительная литература


  • Руссинович М., Соломон Д. Внутренне устройство Microsoft Windows. 6-е изд. – СПб: Питер, 2013. 800 с.

  • Несвижский В. Программирование аппаратных средств в Windows. – 2-е изд., СПб.: БХВ-Петербург, 2008. 528 с.

  • Рихтер Дж. Windows для профессионалов: создание эффективных Win-32-приложений с учетом специфики 64-разрядной версии Windows/Пер. с англ. – 4-е изд. – СПб: Питер; М.: Издательско-торговый дом “ Русская редакция”, 2003. 752 с.

  • Олифер В.Г., Олифер Н.А. сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2009. 670 с.

  • Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд-е 4. СПб.: Питер, 2010. 1120 с.

  • Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004. 848 с.



^

10.4Программные средства


Для успешного освоения дисциплины, студент использует следующие программные средства:

  • Программный продукт компании Microsoft Windows 7.

  • Windows Software Development Kit (SDK).

  • Утилиты из набора Sysinternals.

  • Программный продукт компании Microsoft MS Office.

11Материально-техническое обеспечение дисциплины


Для проведения лекционных, семинарских и практических занятий используется проектор. Все занятия студенты проводят на персональном рабочем месте (компьютере) с использованием локальной вычислительной сети и сетевых устройств хранения данных.


Доктор технических наук, профессор Назаров С.В.






Скачать 314,82 Kb.
Дата конвертации15.11.2013
Размер314,82 Kb.
ТипПрограмма дисциплины
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