Операционные системы

Наименование дисциплины: Операционные системы

Направление подготовки: 010400 Прикладная математика и информатика

Профиль подготовки: Математическое моделирование и вычислительная математика

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Автор: к. ф.-м. н., ст. преподаватель кафедры дифференциальных уравнений

1. Дисциплина "Операционные системы" обеспечивает приобретение знаний и умений в соответствии с государственным образовательным стандартом, содействует фундаментализации образования, формированию культуры аналитических вычислений в рамках цикла аналитических дисциплин. Целью преподавания дисциплины является ознакомление слушателей с идеями и методами современных информационных технологиях, применяемых при функционировании алгоритмов построения операционных систем.

2. Дисциплина "Операционные системы" входит базовую часть профессионального в цикл дисциплин, которые обеспечивают овладение механизмами сложных прикладных заданий, оптимизировать алгоритмы работы программ под конкретную операционную систему, выполнять настройку системы в целом и внешнего оборудования. Она основывается на знаниях полученных слушателями при изучении компьютерных дисциплин, знакомящих слушателей с основными приемами программирования, различными языками программирования. Знания и навыки, полученные при изучении дисциплины "Операционные системы", используются при изучении общепрофессиональных дисциплин, а также ряда специальных дисциплин.

3. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

методы организации работы в сложных сетевых системах с различными платформами ОС коллективах разработчиков ПО, многопользовательские и многозадачные системы, принципы разработки, составления, отладки, тестирования системных программ и командных файлов в различных ОС.

Уметь:

использовать языки программирования высокого уровня, ориентироваться в проблемах и направлениях развития операционных систем.

Владеть:

опытом работы в Windows, разработкой задач для ОС, основами построения программ для той или иной ОС, понимать разницу построения и работу созданных программ для ОС.

4. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

5. Содержание дисциплины:

№ п/п	Раздел дисциплины
1	Введение. История развития ОС. Классификация ОС. Универсальные и ОС специального назначения
2	Критерии оценки ОС. Структура и основные функции ОС
3	Управление внешними устройствами. Архитектура устройств. Способы организации ввода/вывода. Синхронные и асинхронные операции
4	Буферизация и кэширование. Драйверы ввода/вывода
5	Ввод/вывод в MS-DOS, Стандартные устройства. Уровни управления вводом/ выводом. Порты и аппаратные прерывания. Программные прерывания BIOS. Драйверы устройств. Функции ввода/ вывода DOS, Управление символьными и блочными устройствами. Буферизация дисковых операций
6	Ввод/ вывод в Windows. Драйверы в Windows. Виртуализация устройств. Очереди сообщений. Функции ввода/вывода. Синхронный и асинхронный ввод/ вывод
7	Архитектура файловых систем. Характеристики файлов. Способы размещения файлов. Разделение доступа. Разделение файлов между процессами. Модульная структура построения ОС и их переносимость
8	Файловая система FAT. Структура диска. Создание и удаление файлов. Методы доступа. Основные функции работы с файлами и каталогами. Режимы разделения файлов. Внутренние таблицы открытых файлов
9	Атрибуты файлов. Жесткие и символические ссылки. Каталоги и дескрипторы файлов. Кэширование таблиц
10	Средства работы с файлами в Windows. Файловая система NTFS. Структура диска. Главная таблица файлов. Атрибуты. Защита данных в NTFS. Надежность файловых операций
11	Понятие процесса. Идентификатор и дескриптор процесса. Иерархия процессов. Квазипараллельная реалиазция параллельных процессов. Многопроцессорный режим работы. Состояние процессов. Контекст процесса. Режим разделения времени.
12	Блокирование, вытеснение, активизация процессов. Алгоритмы диспетчеризации. Понятие приоритета. Приоритетное планирование. Управление процессом. Проблема взаимного исключения. Мультипрограммирование. Семафоры. Средства синхронизации и взаимодействия процессов. Событийное программировании
13	Загрузка и запуск программ в MS-DOS. Управление памятью в MS-DOS. Нормальное и аварийное завершение программы. Понятие прерывания. Перехват и обработка прерываний. Проблемы организации резидентных программ
14	Модули и процессы в Win32. Нити (threads). Объекты ядра, объекты синхронизации. Функции ожидания. Виртуальная память в Windows. Регионы памяти. Защита памяти. Управление ключами. Файлы, отображенные в память

6.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература:

1. Введение в системное программирование. М.: Мир. 1988.-448 с.

2. Введение в операционные системы. М.: Мир. 1987. т.1. – 359с.

3. Введение в операционные системы. М.: Мир. 1987. т.2. – 398с.

б) дополнительная литература:

1.Рихтер Дж. Windows для профессионалов. М.: 1995. – 720 с.

2. Донован Дж. Операционные системы. М.: Мир. 1987. – 792 с.