Реферат: Программа дисциплины по кафедре Экономическая кибернетика Операционные системы, среды и оболочки
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Тихоокеанский государственный университет
Утверждаю
Проректор по учебной работе
______________ С.В. Шалобанов
“_____” ________________2007 г.
Программа дисциплины
по кафедре Экономическая кибернетика
Операционные системы, среды и оболочки
Утверждена научно-методическим советом университета для направлений подготовки (специальностей) в области «^ Информатики и вычислительной техники»
Специальность 071900
«Прикладная информатика в экономике»
Хабаровск 2007 г.
Программа разработана в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта, предъявляемыми к минимуму содержания дисциплины и в соответствии с примерной программой дисциплины, утвержденной департаментом образовательных программ и стандартов профессионального образования с учетом особенностей региона и условий организации учебного процесса Тихоокеанского государственного технического университета.
Программу составил (и)
Масляев П. А.
кафедра Экономической кибернетики, преподаватель
Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры
протокол № от « » 2007г.
Зав. кафедрой__________«__»_____ 2007г
Пазюк К. Т.
Подпись дата
Ф.И.О.
Программа рассмотрена и утверждена на заседании УМК и рекомендована к изданию
протокол № от « » 2007г
Председатель УМК _______«__»_______ 2007г
_________________
Подпись дата
Ф.И.О.
Директор института _______«__»_______ 2007г
__________________
(декан факультета) Подпись дата
Ф.И.О.
^ 1. Цели и задачи дисциплины
Основной целью и задачей курса “Операционные системы” является получение студентами систематизированных сведений об архитектуре и принципах работы современных и перспективных операционных систем (ОС) различного назначения, особенностях программного обеспечения различного типа ОС. А также дополнительно, приобретение студентами знаний по современным методам построения, основам функционирования ОС различного назначения, получение первичных навыков системного подхода к их проектированию.
В результате изучения дисциплины студент должен знать основные понятия ОС, их общую структуру, основные принципы организации и алгоритмы функционирования ОС и оболочек.
^ 2. требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен:
- знать
основные характеристики и принципы построения современных ОС;
основные принципы функционирования ОС;
основные принципы организации памяти в ОС;
основные управления файлами в ОС;
-уметь
проводить первичную установку и настройку различных ОС;
использовать системные утилиты для создания и отладки программного обеспечения;
использовать системы с открытым исходным кодом;
-иметь опыт
работы с ОС;
-иметь представление
возможностях современных ОС;
о тенденциях и перспективах развития современных ОС.
^ 3. Объём дисциплины и виды учебной работы.
Таблица 1.
Наименование
По учебным планам (УП)
с максимальной трудоёмкостью
с минимальной трудоёмкостью
^ Общая трудоёмкость дисциплины
по ГОС
___
___
по УП
68
68
Изучается в семестрах
1
1
^ Вид итогового контроля по семестрам
зачет
1
1
экзамен
Курсовой проект (КП)
Курсовая работа (КР)
расчетно-графические работы (РГР)
^ Реферат (РФ)
Домашние задания (ДЗ)
^ Аудиторные занятия:
всего
34
34
В том числе: лекции (Л)
17
17
Лабораторные работы (ЛР)
17
17
Практические занятия (ПЗ)
^ Самостоятельная работа
общий объем часов (С2)
34
34
В том числе на подготовку к лекциям
17
17
на подготовку к лабораторным работам
17
17
на подготовку к практическим занятиям
на выполнение КР
на выполнение РГР
на написание РФ
на выполнение ДЗ
^ 4. Содержание дисциплины
Тема
Наименование тем лекционного курса
1. Введение. Современные ОС.
Цели и задачи дисциплины. Рекомендации по изучению. История, классификация ОС и основные определения. Основные характеристики ОС. Примеры. [Л.1-Л.7 Введение]
2. Структура ОС. Характеристики ОС.
Назначение и основные функциональные характеристики ОС. Детальная структура различных ОС. Особенности различных ОС. [Л.3 – с. 81 – 131]
3. Процессы и потоки.
Описание процессов. Управления процессами. Модели процессов. Многопоточность. Структура потоков. Управление потоками и SMP .[ Л.1 – с. 55 – 93; Л.3 – с. 195 – 242; Л.4 – с.45 – 55;Л.3 – с. 139 – 190; Л.4 – с. 23 – 41; Л1. – 23 – 45;]
4. Планирование в многопроцессорных системах. ОС реального времени.
Многопроцессорное планирование. Вопросы разработки. Планирование реального времени. Планирование с предельными сроками. [Л. 3 – с. 505 – 539; Л. 1 – с. 47 – 127; Л. 5 – с. 149 – 164;]
5. Управление памятью.
Требования к управлению памятью. Логическая и физическая организации памяти. Распределение памяти. Страничная организация. Сегментация. [Л. 3 – с. 355 – 381; Л. 1 – с. 433 – 560; Л. 2 – с. 88 – 159]
6. Виртуальная память.
Управляющие структуры. Страничная организация. Сегментная организация. [Л. 3 – с. 391 – 446; Л. 1 – с. 561 – 615;]
7. Операции ввода-вывода.
Устройства ввода-вывода. Буферизация. Сервисы ОС для операций ввода-вывода. [Л. 3 – с. 543 – 560;]
8. Файловые системы.
Системы управления файлами. Организация файлов. Организация файловых систем. Современные файловые системы. [Л. 3 – с. 603 – 643; Л. 1 – с. 780 – 860;]
9. Безопасность ОС.
Угрозы для безопасности. Защита. Вирусы. Безопасность различных ОС. [Л. 3 – с. 731 – 793; Л. 1 – с. 890 – 960; Л2. – 290 – 310;]
^ Разделы дисциплины и виды занятий и работ
№
Раздел дисциплины Л
ЛР
ПЗ
КП
(КР)
РГР
ДЗ
РФ
С2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Введение. Современные ОС.
*
*
*
Структура ОС. Характеристики ОС.
*
*
Процессы и потоки.
*
*
Планирование в многопроцессорных системах. ОС реального времени.
*
Управление памятью.
*
*
Виртуальная память.
*
*
Операции ввода-вывода.
*
*
Файловые системы.
*
*
*
*
Безопасность ОС.
*
*
^ 5.Лабораторный практикум
Знакомство с ОС Windows.
Цель работы: знакомство с основами операционной системы Windowsязыка C++.
Исполнение: Создание папок, их копирование, переименование. Получение навыков по работе с ОС Windows.
Обеспечение: Персональный компьютер; ОС Windows.
Оценка: По результатам выполнения определяются основные характеристики ОС Windows. Обучающийся должен иметь представление о навигаторе, менеджере процессов, файловой системе ОС Windows.
^ Время выполнения работы: 2 часа.
Работа с Far manager.
Цель работы: Изучение назначения файловых менеджеров.
Исполнение: Знакомство с файловыми менеджерами. Создание, удаление и др. операции с файлами.
Обеспечение: Персональный компьютер; Far manager.
Оценка: В результате выполнения обучающийся должен знать процесс работы с файлами в Far manager.
^ Время выполнения работы: 3 часов.
Работа с cmd.
Цель работы: Изучение функций командной строки.
Исполнение: Работа с функциями командной строки. Написать программу с использованием команд cmd.
Обеспечение: Персональный компьютер; ОС Windows.
Оценка: В результате выполнения должно быть представлено приложение, выполняющее заданные действия на ПК. Обучающийся должен знать основные команды cmd.
^ Время выполнения работы: 4 часов.
Работа с MS Word.
Цель работы: Изучение макросов.
Исполнение: Изучить основы VBA. Написать программу с использованием VBA.
Обеспечение: Персональный компьютер; MS Word.
Оценка: В результате выполнения должно быть представлено приложение, выполняющее заданные действия на одном ПК. Обучающийся должен работать с VBA.
^ Время выполнения работы: 2 часов.
Работа с MS Excel.
Цель работы: Изучение макросов.
Исполнение: Изучить основы VBA. Написать программу с использованием VBA.
Обеспечение: Персональный компьютер; MS Excel.
Оценка: В результате выполнения должно быть представлено приложение, выполняющее заданные действия на одном ПК. Обучающийся должен работать с VBA.
^ Время выполнения работы: 2 часов.
Построение диаграмм в MS Excel.
Цель работы: Изучение макросов для построения диаграмм.
Исполнение: Изучить основы VBA. Написать программу построения диаграмм в MS Excel с использованием VBA.
Обеспечение: Персональный компьютер; MS Word.
Оценка: В результате выполнения должно быть представлено приложение, выполняющее заданные действия на одном ПК. Обучающийся должен работать с VBA.
^ Время выполнения работы: 2 часов.
Работа с MS Visio.
Цель работы: Изучение основ MS Visio.
Исполнение: Изучить возможности по составлению различных схем в MS Visio.
Обеспечение: Персональный компьютер; MS Visio.
Оценка: В результате выполнения должна быть представлена схема нарисованная с использованием MS Visio.
^ Время выполнения работы: 2 часа.
Лабораторные занятия и их взаимосвязь с содержанием лекционного курса
№ п/п
№ раздела по варианту содержания
Наименование лабораторной работы
1.
1
Знакомство с ОС Windows
2.
1,2
Работа с Far manager
3.
1,2,3
Работа с cmd
4.
3,4
Работа с MS Word
5.
2,4,5,6
Работа с MS Excel
6.
3,4,5,8
Построение диаграммы в MS Excel
7.
5,7,8
Работа с MS Visio
6. Реферат
Студентам дневной формы обучения во время самостоятельной работы может быть предложена подготовка реферата по современным актуальным направлениям в области сетей и телекоммуникаций. Подготовка реферата преследует цель ознакомления студентов с последними достижениями в рассматриваемой сфере, т.к. развитие информационных технологий происходит чрезвычайно быстро и последние разработки могут быть не включены в курс обучения.
Объем в страницах – до 20 стр. Время на разработку, включая поиск информации - 10 часов.
Примерные темы рефератов
Вопросы распространения ОС с открытым исходным кодом.
Структура микроядра в ОС Linux.
Сравнение производительности различных ОС.
Современные файловые системы.
Безопасность ОС.
И др.
^ 7. Контроль знаний студентов
Тематика вопросов входного контроля.
Студент должен знать:
- Теоретические основы построения ЭВМ (системы счисления, арифметические и логические операции, представление информации в ЭВМ, кодирование информации);
- Организацию ЭВМ и систем (состав и назначение технических средств ЭВМ, функционирование основных элементов ЭВМ, интерфейсы передачи данных, прием и передачу данных ЭВМ.)
- Алгоритмизацию и программирование (основы алгоритмизации, язык программирования С).
^ Текущий контроль знаний студентов.
Текущий контроль осуществляется на лабораторных занятиях путем решения задач, ответов на контрольные вопросы, защите лабораторных работ. Тематика лабораторных работ приведена выше.
^ Выходной контроль знаний студентов.
Дисциплина завершается зачетом и экзаменом. На экзамене проверяется степень усвоения студентами основных понятий дисциплины, понимание их взаимосвязи, знание основ построения современных ОС, умение использовать стандартные функции ОС.
^ Примерный состав вопросов в билетах экзамена по дисциплине
Операционная система. Предназначение, эволюция операционных систем.
Классификация, функции и характеристики операционных систем.
Структура операционной системы. Архитектуры построения операционных систем.
Операционные системы реального времени и их характеристики. Планирование в системах реального времени.
Процессы. Описание процессов. Структуры управления процессами.
Состояния процессов. Модели процессов. Приостановленные процессы.
Создание и завершение процессов. Переключение процессов.
Потоки. Различия потоков и процессов. Пример использования потоков. Потоки на пользовательском уровне и на уровне ядра.
Параллельные вычисления. Принципы параллельных вычислений. Взаимодействие процессов.
Взаимные исключения. Требования к взаимным исключениям. Программный и аппаратный подход.
Взаимные исключения. Семафоры и мониторы. Определение функций wait(semaphore s), signal(semaphore s). Реализация семафоров.
Взаимоблокировки и голодание. Примеры. Условия возникновения взаимоблокировок.
Обнаружение и устранение взаимоблокировок.
Планирование в системах с одним процессором. Типы планирования.
Критерии и стратегии планирования.
Многопроцессорное планирование. Методы планирования процессов и потоков в многопроцессорной системе.
Управление памятью. Организация памяти. Распределение памяти. Фрагментация.
Виртуальная память. Страничная и сегментная организации.
Управление виртуальной памятью. Стратегии выборки, замещения, размещения страниц. Алгоритмы замещения страниц.
Виртуальная память. Управление резидентным множеством страниц.
Управление вводом-выводом. Организация функций ввода-вывода. Сервисы ядра операционной системы для операций ввода-вывода.
Управление вводом-выводом. Дисковое планирование.
Управление файлами. Файловые системы.
^ 8. Контроль самостоятельной работы студентов-заочников
Каждый студент должен выполнить одну контрольную и одну лабораторную работу.
Выполнение контрольной работы является важным звеном в обучении студентов-заочников и преследует следующие цели:
-оказать помощь студенту в овладении необходимыми навыками правильной организации самостоятельной работы в межсессионный период;
-привить навыки самостоятельного изучения материала по учебной дисциплине;
-указать правильную последовательность в изучении данной учебной дисциплины;
-закрепить знания основных положений учебной дисциплины;
-систематизировать знания по учебной дисциплине;
-выработать умение анализировать достоинства и недостатки отдельных технических решений;
-привить навыки применения теоретических знаний для решения практических вопросов;
-научить студента грамотно, лаконично излагать материал;
-проверить работу студента-заочника в межсессионный период по изучению данной дисциплины.
В контрольной работе студент должен продемонстрировать понимание предложенных в контрольной работе вопросов, показать знание теории разработки программных систем, знания программирования.
^ Примерный состав вопросов для контрольной работы
Примерный состав вопросов для контрольной работы
Классификация и основные характеристики ОС
Классификация, функции и характеристики современных ОС.
Структура операционной системы. Архитектуры построения операционных систем.
Архитектура микроядря.
Операционные системы реального времени и их характеристики.
Применение ОС реального времени.
Процессы. Описание процессов.
Структуры управления процессами.
Модели процесса с 2я, 5ю состояниями.
Свопинг. Модели процесса с 7ю состояниями.
Приостановленные процессы.
Создание и завершение процессов.
Переключение процессов.
Состав блока управления процессом.
Потоки. Различия потоков и процессов.
Пример использования потоков.
Потоки на пользовательском уровне и на уровне ядра.
Параллельные вычисления. Принципы параллельных вычислений.
Взаимодействие процессов.
Взаимные исключения.
Требования к взаимным исключениям.
Взаимоисключения: программный подход.
Взаимоисключения: аппаратный подход.
Семафоры и мониторы.
Определение функций wait(semaphore s), signal(semaphore s).
Реализация семафоров.
Взаимоблокировки и голодание.
Условия возникновения взаимоблокировок.
Обнаружение взаимоблокировок.
Устранение взаимоблокировок.
Планирование в системах с одним процессором.
Типы планирования.
Критерии планирования.
Стратегии планирования
Многопроцессорное планирование.
Методы планирования процессов и потоков в многопроцессорной системе.
Управление памятью.
Организация памяти.
Распределение памяти.
Фрагментация.
Виртуальная память.
Страничная организация.
Сегментная организация.
Управление виртуальной памятью.
Стратегии выборки страниц.
Стратегии замещения страниц.
Стратегии размещения страниц.
Алгоритмы замещения страниц.
Управление резидентным множеством страниц.
Управление вводом-выводом.
Организация функций ввода-вывода.
Сервисы ядра операционной системы для операций ввода-вывода.
Дисковое планирование.
Управление файлами.
Обзор файловых систем.
Файловая система FAT.
Файловая система NTFS.
Студент должен выбрать 9 вопросов для выполнения контрольной работы в зависимости от последней цифры студенческого билета или зачетной книжки.
Приступая к выполнению контрольной работы, студент должен выписать из общего списка вопросы, которые включены в его вариант контрольной работы, уяснить какого ответа требуют предлагаемые вопросы. Затем в первом приближении изучить учебную дисциплину по рекомендованной литературе, руководствуясь учебной программой или списком вопросов для подготовки к экзамену с тем, чтобы иметь общее представление по всем вопросам учебной дисциплины и чувствовать взаимосвязь предложенных в контрольной работе вопросов с другими вопросами дисциплины. После этого можно приступить к более глубокому изучению материала по тем вопросам, которые заданы в контрольной работе и подготовке ответа на них.
Отрабатывать вопросы контрольной работы следует по нескольким рекомендованным пособиям, делая в тетради отдельные выписки и приводя необходимые рисунки (схемы). При отработке вопросов контрольной работы можно привлекать и другие источники, не приведённые в списке рекомендованной литературы. После сбора необходимого материала для ответа на вопросы контрольной работы, разработки необходимых схем, следует написать черновой вариант контрольной работы, используя сделанные ранее выписки. После этого следует отредактировать текст контрольной работы и оформить работу начисто. Писать текст контрольной работы следует собственным языком. Не допускается компиляция и плагиат текста из используемой литературы.
Лабораторная работа выбирается из предложенного списка в разделе «Лабораторные работы». В зависимости от специальности выбирается или «Разработка сетевых приложений клиент-сервер на базе интерфейса сокетов», или «Проектирование корпоративной сети на базе моделирующей программы».
^ 9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
Таненбаум Э. Современные операционные системы (Modern Operating Systems), 2002 г.
Гордеев А. В. Операционные системы, 2004 г.
Столлингс В. Операционные системы - М: Вильямс, 2004 г.
Стивенс У. UNIX: взаимодействие процессов, СПб: Питер, 2003 г.
Дансмур М., Дейвис Г. Операционная система UNIX и программирование на языке Си, 1989 г.
Робачевский А. Операционная система UNIX, 2000 г.
Келли-Бутл С. Введение в UNIX, 1995 г.
Дополнительная литература
Эндрюс Г.Р. Основы многопоточного, параллельного и распределенного программирования - М: Вильямс, 2003 г.
Керниган Б.В., Пайк Р. UNIX - универсальная среда программирования,1992 г.
Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы, СПб: Питер, 2006 г., 672 с.
Столингс В. Компьютерные системы передачи данных. ИД «Вильямс», 2002 г., 920 с.
А.В. Горячев и др. Основы сетевых технологий. Учебное пособие. СПб. 2000.
^ 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
Персональный компьютер. Операционная система Windows.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Курс рассматривает основы построения ОС, основные понятия и технологии, используемые на современном этапе науки и техники.
Рассмотрение ведется на базе теории ОС, детально отраженной в основных литературных источниках 1-3. Все разделы лекционного курса представляются студентам без привязки к какой-либо ОС, однако к конце каждого раздела приводится достаточное количество примеров конкретных реализаций функций/технологий/методов/стратегий/алгоритмов в современных ОС, что позволяет студентам усвоить теоретические разделы и наглядно продемонстрировать их применение.
^ Организация самостоятельной работы
Самостоятельная работа предполагает, что:
отдельные темы могут быть отнесены на самостоятельное изучение;
теоретическая подготовка к лабораторным работам с использованием МУ может осуществляться дома самостоятельно.
^ Словарь терминов и персоналий
Административная система (management system) – система, обеспечивающая управление сетью либо ее частью.
Адрес (address) – закодированное обозначение пункта отправления либо назначения данных.
Адрес IP – адрес, однозначно определяющий компьютер в сети (адрес состоит из 32 двоичных разрядов и не может повторяться во всей сети TCP/IP). Адрес IP обычно разбивается на четыре октета по восемь двоичных разрядов (один байт); каждый октет преобразуется в десятичное число и отделяется точкой, например 102.54.94.97.
Анонимные подключения – эта функция, которая разрешает удаленный доступ к ресурсам компьютера по учетной записи компьютера без предъявления имени и пароля с правами, определяемыми этой учетной записью.
Архитектура – концепция, определяющая модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов сети. Архитектура охватывает логическую, физическую и программную структуры и функционирование сети, а также элементы, характер и топологию взаимодействия элементов.
^ База данных (БД) – совокупность взаимосвязанных данных, организованная по определенным правилам в виде одного или группы файлов.
Базовый порт ввода/вывода (base I/O port) – адрес памяти, по которому центральный процессор и адаптер проверяют наличие сообщений, которые они могут оставлять друг для друга.
^ Безопасность данных (data security) – концепция защиты программ и данных от случайного либо умышленного изменения, уничтожения, разглашения, а также несанкционированного использования.
^ Блок данных (data unit) – последовательность символов фиксированной длины, используемая для представления данных или самостоятельно передаваемая в сети.
Булева алгебра – алгебраическая структура с тремя операциями И, ИЛИ, НЕ.
Буфер (buffer) – временная область, которую устройство использует для хранения входящих данных перед тем, как они смогут быть обработаны на входе, или для хранения исходящих данных до тех пор, пока не появится возможность их передачи.
Буфер (buffer) – запоминающее устройство, используемое между объектами при передаче данных для временного хранения данных с целью согласования скоростей.
Гигабайт (gigabyte) – обычно 1000 мегабайтов. Точно 1024 мегабайт, где 1 мегабайт равен 1 048 576 байтам (220).
Гипертекст – текст, представленный в виде ассоциативно связанных друг с другом блоков.
^ Гипертекстовый протокол HTTP – протокол сети Internet, описывающий процедуры обмена блоками гипертекста.
Главный контроллер домена (Primary Domain Controller, PDC) – компьютер, на котором устанавливается Windows NT Server в режиме PDC для хранения главной копии базы данных учетных записей.
^ Глобальная вычислительная сеть, ГВС (Wide Area Network, WAN) – компьютерная сеть, использующая средства связи дальнего действия.
Группа (group) – совокупность пользователей, определяемая общим именем и правами доступа ресурсам.
Данные (data) – информация, представленная в формализованном виде, пригодном для автоматической обработки при возможном участии человека.
Дейтаграммы (datagrams) – сообщения, которые не требуют подтверждения о приеме от принимающей стороны. Термин, используемый в некоторых протоколах для обозначения пакета.
^ Диагностическое программное обеспечение (diagnostic software) – специализированные программы или специфические системные компоненты, которые позволяют исследовать и наблюдать систему с целью определения, работает она правильно или нет, и попробовать определить причину проблемы.
Дистрибутив – это форма распространения программного обеспечения. Дистрибутив обычно содержит программы для начальной инициализации системы (в случае дистрибутива операционной системы — инициализация аппаратной части, загрузка урезанной версии системы и запуск программы-установщика), программу-установщик (для выбора режимов и параметров установки) и набор специальных файлов, содержащих отдельные части системы (так называемые пакеты).
Домен (domain) – совокупность компьютеров, использующих операционную систему Windows NT Server, имеющих общую базу данных и систему защиты. Каждый домен имеет неповторяющееся имя.
^ Доменная система имен (DNS –Domain Name System) – система обозначений для сопоставления адресов IP и имен, понятных пользователю, используется в сети Internet. Система DNS иногда называется службой DNS.
^ Доступ (access) – операция, обеспечивающая запись, модификацию, чтение или передачу данных.
Драйвер (driver) – компонент операционной системы, взаимодействующий с внешним устройством или управляющий выполнением программ.
^ Драйвер устройства (device driver) – программа, которая обеспечивает взаимодействие между операционной системой и конкретными устройствами с целью ввода/вывода данных для этого устройства.
^ Единообразный локатор ресурсов (Uniform Resource Locator, URL) – идентификат
еще рефераты
Еще работы по разное
Реферат по разное
Программа дисциплины по кафедре Строительные и дорожные машины технология и безопасность взрывных работ
17 Сентября 2013
Реферат по разное
Правительство Российской Федерации Государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Государственный университет Высшая школа экономики Факультет Экономики программа дисциплины
17 Сентября 2013
Реферат по разное
Правительство Российской Федерации Государственный университет Высшая школа экономики Факультет Экономики программа дисциплины
17 Сентября 2013
Реферат по разное
Программа дисциплины «Стратегическое управление имущественным комплексом организации» для специальности 061100 «Менеджмент» вторая ступень высшего
17 Сентября 2013