Программа дисциплины Операционные системы для направления 230400. 62 Информационные системы и технологии подготовки бакалавра Правительство Российской Федерации icon

Программа дисциплины Операционные системы для направления 230400. 62 Информационные системы и технологии подготовки бакалавра Правительство Российской Федерации



Смотрите также:
1   2   3   4   5   6
^

Тематический план учебной дисциплины







п/п

Раздел дисциплины

Всего часов

Аудиторные занятия

Самостоятельная работа


Лекции

Практические занятия

Лабораторные работы

1

Понятие ОС. Аппаратные и программные средства.

9

3







6

2

Системное окружение

1

1










3

Ядро ОС. Схемы прерываний.

1

1










4

Управление процессами.

1

1










5

Управление памятью. Концепция виртуальной памяти.

1

1










6

Файловая система. Средства файловой системы. Топология файловой системы.

1

1










7

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

1

1










8

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

11

1







10

9

Операционная система UNIX. Основные характеристики.

1



1










10

Ядро и процессы. Структура процесса ОС UNIX.

1

1










11

Межпроцессные взаимодействия. Управление процессами. Системные вызовы и API.

26

3




9

14

12

Файловая система ОС UNIX.

2

2










13

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

1

1










14

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

6

2







4

15

Функционирование ОС UNIX.

1

1










16

Интерпретатор команд SHELL. Программирование на командном языке.

35

3




8

24

17

Поддержка в ОС UNIX сетевого обмена.

17

3







14

18

Взаимодействие с пользователями в рамках системы UNIX.

1

1










19

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

3

1







2

20

Межпроцессное взаимодействие на уровне «клиент-сервер».

75

7




18

52




Итого:

198

36




36

126



^

Понедельный план проведения занятий и формы контроля знаний студентов

Неделя


Вид занятий

Тема

Контрольные точки


1

лекция

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.




2

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




3

лекция

Понятие ядра ОС. Функции ядра. Типы прерываний. Вектора прерываний и обработчики. Понятие процесса. Состояния процесса. Операции над процессами. Блок управления (дескриптор) процесса. Понятия нити, параллельного процесса, асинхронного процесса, взаимоисключения, семафора, мьютекса, монитора, тупика.




4

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




5

лекция

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




6

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




7

лекция

Информационные связи между процессами однорангового уровня. Обмен информацией через область внешних аргументов. Обмен информацией через файловую систему. Обмен информацией по программному каналу.

1-я л/р

8

лекция

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

1-е д/з


9

лекция

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.

2-е д/з

2-я л/р










зачет

10

лекция

Структурные компоненты СУВВ. Блок-ориентированный и байт-ориентированный интерфейсы. Дескрипторы специальных файлов. Логическая и физическая организации СУВВ. Взаимодействие структурных компонентов. Примеры реализации ввода-вывода.Программное средство «сигнал». Заголовочный файл . События, инициирующие посылку сигналов.

3-я л/р

11

лекция

Системные вызовы signal, sigset, sigprocmask, sigaction. Стандарты SYSTEM V и POSIX.1. Библиотечные функции setjmp и longjmp. Прерывание выполнения системных вызовов. Функционирование ОС UNIX. Начальная загрузка и выход на интерактивный режим работы. Интерактивный режим работы.

1-я к/р

12

лекция

Разработки интерпретаторов shell. Функции интерпретатора shell. Обработка метасимволов. Перенаправление ввода-вывода. Программирование в среде shell. Синтаксис языка shell.

4-я л/р

13

лекция

Основные операторы и конструкции shell. Приемы программирования.




14

лекция

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




15

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




16

лекция

Обмен сообщениями. Поддержка семафоров.

5-я л/р

Курс. проект

17

лекция

Разделяемая память.

6-я л/р Курс. проект

18

лекция

Гнезда и интерфейс транспортного уровня.

7-я л/р Курс. проект










Итоговый экзамен



^

Содержание дисциплины




7.1. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Понятие ОС. Аппаратные и программные средства (3 часа).

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 (1 час).

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

Раздел 4. Управление процессами (1 час).

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 (1 час).

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 (1 час).

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 (1 час).


Раздел 8. Организация локальных сетей ЭВМ. Основные аппаратные и программные компоненты. Топология ЛВС (1 час).

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 (1 час).

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 (4 часа).

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 (2 часа).

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 (1час).

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» (2 часа).

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 (1 час).

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


^ Раздел 16. Интерпретатор команд SHELL. Программирование на командном языке (3 часа).

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 (3 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 (1 час).

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, LINUX (1 час).


Раздел 20. Межпроцессное взаимодействие на уровне «клиент-сервер» (7 часов).

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


^ 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++.


^ 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





страница2/6
Дата конвертации20.11.2013
Размер0,53 Mb.
ТипПрограмма дисциплины
1   2   3   4   5   6
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