ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МАТИ» - РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени К. Э. ЦИОЛКОВСКОГО
Кафедра «Проектирование вычислительных комплексов»
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «Операционные системы»
Направление № 000 «Информатика и вычислительная техника»
Шифр учебного плана: 230100.03пвк
Факультет № 6
Выпускающая кафедра: Проектирование вычислительных комплексов
Форма обучения: очная
Количество часов по дисциплине: 136
Цикл дисциплин: О
Распределение времени студента по видам учебных занятий
(часы аудиторных занятий/самостоятельная работа)
Семестр | 6 | |
По учебному плану (АР/СР) | 64/72 | |
Лекции (АР/СР) | 32/20 | |
Лабораторные работы (АР/СР) | 32/22 | |
Практические занятия (АР/СР) | - | |
Курсовая работа (0/СР) | кр/30 | |
Форма контроля | экзамен |
Москва 2006 г.
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
Цель преподавания дисциплины
Цель курса - дать студентам развернутое, логически выстроенное представление об операционных системах, как новом направлении информатики, включающем самые разные аспекты современных технологий создания программного обеспечения. Это представление дается через теорию дискретных структур и системы массового обслуживания, определяющие ОС как иерархическую систему, подчиняющуюся законам систем массового обслуживания. Затем архитектурная абстракция преобразуется в конкретные технические решения и алгоритмы, обеспечивающие надежность и удобный интерфейс базовых ОС. Именно в этом ряду дается основной объем практических знаний, позволяющий студентам ориентироваться в широком круге современных операционных систем. Основной акцент делается на практическое освоение основных алгоритмов, реализующих базовые функции ОС, в особенности при реализации драйверов современных устройств.
1.1. Задачи изучения дисциплины
В процессе изучения курса студенты, в первую очередь, должны получить ясное понимание того факта, что любой компьютер и ОС представляют собой сложную логическую структуру, с иерархически выстроенной совокупностью функций и динамически функционирующими программами.
Исходя из выше сказанного, они должны применить структурный подход при изучении и освоении конкретной ОС, разложить ее на совокупность достаточно независимых подсистем и реализовать подобные подсистемы и набор подсистем, точно понимая как их специфику, так и место в общей функциональной среде.
В итоге, студенты должны получить на практике полное представление о месте ОС в общем программном обеспечении и уверенно ориентироваться в наиболее популярных современных операционных системах таких как: WINDOWS-2000, OS/2, UNIX и другие, применяемых в сегодняшней практике.
1.2. Перечень тем и разделов предшествующих дисциплин, освоение которых необходимо для изучения данной дисциплины
Студентами приступающим к изучению курса необходимо изучить курсы Дискретной математики, Основы теории массового обслуживания, Архитектуры ЭВМ, знать архитектуру и систему команд компьютера, уметь программировать на языке Ассемблера.
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Наименования разделов и тем, объем в часах лекционных занятий.
6 семестр (32 часа)
№ | Тема и содержание | Кол-во часов |
Понятие об операционной системе (ОС), как о большой сложной системе, базирующейся на аппаратных возможностях компьютера. Место ОС в общем программном обеспечении. История, эволюция и философия ОС. | 2 | |
Развитие многозадачности и сфера использования. Общий взгляд на приоритетное обслуживание и разделение времени. Концепция упрятывания регистров и контекста определяемого аппаратурой. Порождение процесса и его активизация. | 3 | |
Координация и синхронизация процессов. Идея параллельного исполнения программ, условия Бернстайна. Граф представления, Условия “Мертвого объятия” (дедлока) Определение модели и механизма синхронизации. | 3 | |
Управление и диспетчеризация. Приоритетное обслуживание прерываний и неприоритетное стратегии управления (SJN, SJF, FIFO, LJN, RR), приоритетное управление, гибридные системы. Анализ стратегий, структура уровней. Три уровня управления. | 4 | |
Физическая и виртуальная организация памяти. Простое присваивание адресов физической памяти. Регистры защиты, страницы, сегменты. Подкачка, реентерабельность, оверлеи. Страничная сегментная организация памяти. Хэширование и ассоциативная организации памяти. | 4 | |
Выделенные процессы. Двойная буферизация, удаление и перенос информации на внешние устройства. Время ожидания. Управление свободным листом, перекрытие. Защита от сбоев и ошибок при обменах. | 3 | |
Файловые системы и их поддержка в операционной системе. Индексация. Методы доступа к физическим носителям. Размещение файлов. Манипулирование файлами. Последовательные и непоследовательные файлы. | 4 | |
Безопасность и защита. Многоуровневая защита информации от физического и программного сбоя. Проблемы вирусов и способы защиты от них. Защита оперативной памяти, коды Хэмминга, теги. Статистика по состоянию работы аппаратуры. | 3 | |
Обеспечение организации сетевого доступа. Транспортные функции и их специфика. Требования к сетевым ОС. Транспортные протоколы. Сравнительный анализ и перспективы развития ОС. | 3 | |
Распределенные системы. Многопроцессорные системы. Синхронизация и семафоры при обеспечении множественного доступа. Операционные системы реального времени и основные требования к таким ОС. | 3 |
2.2. Лабораторные занятия, их содержание и объем в часах
6 семестр (32 часа)
№ | Тема и содержание | Кол-во часов |
Демонстрация возможностей и командного языка ОС WINDOWS. | 2 | |
Демонстрация возможностей и командного языка ОС OS/2 | 2 | |
Демонстрация возможностей и командного языка ОС UNIX | 2 | |
Освоение навыков программирования на языке Ассемблера при написании программы реализующей предложенный алгоритм. | 2 | |
Освоение навыков программирования на языке Ассемблера при написании программы для чисел с плавающей точкой при реализации численных алгоритмов. | 4 | |
Освоение навыков программирования на языке Ассемблера при написании программы реализующей средства перехвата прерывания и замена его собственным обработчиком прерывания. | 4 | |
Освоение навыков программирования на языке Ассемблера при написании программы реализующей предложенный алгоритм. работы сбольшой оперативной памятью. | 8 | |
Освоение навыков программирования на языке Ассемблера при написании программы реализующей предложенный алгоритм. работы с драйвером устройства. | 8 |
2.3. Курсовая работа, цель, содержание и объем
Цель: Освоение архитектуры компьютера на примере IBM PC и его возможностей, обеспечивающих работу операционной системы.
Содержание: Реализовать алгоритмы, использующие команды Assembler для освоения архитектуры процессора на командном уровне.
Темы:
· Построение графика функции y=4*pi*sin(x).
· Клавиатурный монитор для Linex-системы.
· Использование макросов в ассемблере.
· Вычисление функции и построение её графика с использованием средств языка Assembler.
Объем времени на выполнение работы 30 часов
Объем отчета до10 страниц печатного текста шрифт 12
или электронный вариант.
3. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
6 семестр
3.1. Проработка конспекта лекций и изучение дополнительной литературы по основным темам лекций (20 часов).
3.2. Подготовка к лабораторным занятиям (22 часа)
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
4.1. Обязательная литература
Руководство по MS DOS 6.22 Руководство по UNIX/ Руководство по WINDOWS Руководство по OS/2/4.2 Рекомендуемая литература
Том Сван Освоение TURBO ASSEMBLER г. Киев Диалектика 1996г. Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт персональных компьютеров., г. Москва Бином, 1996 г. , , Сетевые операционные системы Санкт-Петербург, Питер, 2001 г – 544 с: ил.4.2. Перечень технических средств обучения по данной дисциплине
- ПК не менее Pentium 4-\2.4G\256Mb\40Gb;
