Учебно-методический комплекс дисциплины (ОПД. Ф.) "Системное и прикладное программное обеспечение" (стр. 2 )

Тема 1. Основные этапы, методы, средства и стандарты разработки программного обеспечения

Понятие информационной системы. Основные процессы, протекающие на протяжении жизненного цикла информационной системы. Вспомогательные процессы, протекающие на протяжении жизненного цикла информационной системы. Структура жизненного цикла информационной системы. Каскадная модель жизненного цикла информационной системы. Спиральная модель жизненного цикла информационной системы.

Руководство программным проектом. Основы проектирования программных систем. Структурное и функциональное тестирование программного обеспечения. Основы объектно-ориентированного представления программных систем. Базис языка визуального моделирования.

Тема 2. Системы программирования (принципы организации, состав и схема работы).

Понятие о системе программирования. Возникновение систем программирования. Появление интегрированных сред разработки. Структура современной системы программирования. Принципы функционирования систем программирования. Функции текстовых редакторов в системах программирования. Компилятор как составная часть системы программирования. Компоновщик. Назначение и функции компоновщика. Загрузчики и отладчики. Функции загрузчика. Библиотеки подпрограмм как составная часть систем программирования. Статические библиотеки подпрограмм. Динамические библиотеки подпрограмм. Ресурсы пользовательского интерфейса. Редакторы ресурсов. Мобильность и переносимость программного обеспечения. Разработка приложений в архитектуре «клиент-сервер». Структура приложения, построенного в архитектуре «клиент-сервер». Современные серверы данных. Язык запросов данных. Принципы создания приложений в архитектуре «клиент-сервер». Принципы разработки приложений в многоуровневой архитектуре. Технологии взаимодействия с сервером приложений. Организация серверов приложений. Возможности многоуровневой архитектуры. Разработка программного обеспечения для сети Интернет.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Тема 3. Основные типы операционных систем.

Операционные системы для автономного компьютера. ОС как виртуальная машина. ОС как система управления ресурсами. Функциональные компоненты операционной системы автономного компьютера. Системы пакетной обработки. Системы разделения времени. Системы реального времени. Сетевые операционные системы. Сетевые и распределенные ОС. Функциональные компоненты сетевой ОС. Сетевые службы и сетевые сервисы. Встроенные сетевые службы и сетевые оболочки. Одноранговые и серверные сетевые операционные системы. ОС в одноранговых сетях. ОС в сетях с выделенными серверами.

Микроядерные операционные системы. Монолитные операционные системы. Требования, предъявляемые к ОС реального времени. Мультипрограммность и многозадачность. Приоритеты задач (потоков). Наследование приоритетов. Синхронизация процессов и задач. Предсказуемость. Принципы построения интерфейсов операционных систем. Интерфейс прикладного программирования. Реализация функций API на уровне ОС. Реализация функций API на уровне системы программирования. Реализация функций API с помощью внешних библиотек. Платформенно-независимый интерфейс POSIX. Пример программирования в различных API ОС. Текст программы для Windows (WinAPI). Текст программы для Linux (POSIX API).

Тема 4. Принципы управления ресурсами в операционной системе.

Функции ОС по управлению памятью. Типы адресов. Алгоритмы распределения памяти. Распределение памяти фиксированными разделами. Распределение памяти динамическими разделами. Перемещаемые разделы. Свопинг и виртуальная память. Страничное распределение. Сегментное распределение. Сегментно-страничное распределение. Разделяемые сегменты памяти.

Реальный и защищенный режим работы процессора. Диаграмма состояний процесса. Структура контекста процесса. Идентификаторы процессов и потоков на примере ОС UNIX. Независимые и взаимодействующие вычислительные процессы. Средства синхронизации и связи при проектировании взаимодействующих вычислительных процессов. Системные вызовы. Синхронизация процессов и потоков. Цели и средства синхронизации. Необходимость синхронизации и гонки. Критическая секция. Блокирующие переменные. Семафоры. Понятие тупиковой ситуации при выполнении параллельных вычислительных процессов. Примеры тупиковых ситуаций и причины их возникновения.

Тема 5. Сети ЭВМ.

Системы пакетной обработки. Многотерминальные системы — прообраз сети Появление глобальных сетей. Первые локальные сети. Создание стандартных технологий локальных сетей. Современные тенденции. Вычислительные сети как частный случай распределенных систем. Основные программные и аппаратные компоненты сети. Что дает предприятию использование сетей. Основные проблемы построения сетей. Связь компьютера с периферийными устройствами. Простейший случай взаимодействия двух компьютеров. Проблемы физической передачи данных по линиям связи. Проблемы объединения нескольких компьютеров. Топология физических связей. Организация совместного использования линий связи. Адресация компьютеров. Ethernet — пример стандартного решения сетевых проблем. Структуризация как средство построения больших сетей. Физическая структуризация сети. Логическая структуризация сети. Сетевые службы.

Особенности локальных, глобальных и городских сетей. Отличия локальных сетей от глобальных. Тенденция к сближению локальных и глобальных сетей. Сети отделов, кампусов и корпораций. Сети отделов. Сети кампусов. Корпоративные сети. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям. Производительность. Надежность и безопасность. Расширяемость и масштабируемость. Прозрачность. Поддержка разных видов трафика. Управляемость. Совместимость.

Тема 6. Протоколы передачи информации.

Протокол. Интерфейс. Стек протоколов. Модель OSI. Уровни модели OSI: физический уровень, канальный уровень, сетевой уровень, транспортный уровень, сеансовый уровень, ппредставительный уровень, прикладной уровень. Сетезависимые и сетенезависимые уровни. Понятие «открытая система». Модульность и стандартизация. Источники стандартов. Стандартные стеки коммуникационных протоколов: стек OSI, стек TCP/IP, стек IPX/SPX, стек NetBIOS/SMB.

Типы адресов стека TCP/IP. Классы IP-адресов. Особые IP-адреса. Использование масок в IP-адресации. Порядок распределения IP-адресов. Автоматизация процесса назначения IP-адресов. Отображение IP-адресов на локальные адреса. Отображение доменных имен на IP-адреса. Организация доменов и доменных имен. Система доменных имен DNS. Протокол IP. Основные функции протокола IP. Структура IP-пакета. Таблицы маршрутизации в IP-сетях. Примеры таблиц различных типов маршрутизаторов. Назначение полей таблицы маршрутизации. Источники и типы записей в таблице маршрутизации. Маршрутизация без использования масок. Маршрутизация с использованием масок. Использование масок для структуризации сети. Использование масок переменной длины. Фрагментация IP-пакетов. Протокол надежной доставки TCP-сообщений. Порты. Сегменты и потоки. Соединения. Протоколы маршрутизации в IP-сетях. Внутренние и внешние протоколы маршрутизации Internet. Дистанционно-векторный протокол RIP. Построение таблицы маршрутизации. Адаптация RIP-маршрутизаторов к изменениям состояния сети. Методы борьбы с ложными маршрутами в протоколе RIP. Протокол «состояния связей» OSPF.

Общая характеристика протокола IPX. Формат пакета протокола IPX. Маршрутизация протокола IPX.

Критерии оценки знаний студентов по дисциплине:

Знания и умения студентов проверяются при текущем, промежуточном и итоговом контроле оцениваются на «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно» в соответствии с указаниями ГОС (по всем дисциплинам и практикам, включенным в учебный план высшего учебного заведения, должна выставляться итоговая оценка по шкале - отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно или зачтено, не зачтено).

Выполнение контрольной работы на заочном отделении оценивается на «зачтено», «не зачтено». «Зачтено» ставится за все правильно решенные задания контрольной работы, защищенные отчеты по выполняемым в течении семестра лабораторным работам и ответам на вопросы к теоретической части курса. Если задания решены неверно, контрольная работа возвращается студенту на доработку. Если все контрольные и лабораторные работы защищены вовремя (до зачетной недели) то зачет выставляется без ответа на теоретические вопросы.

§ При любом суммарном количестве сданных отчетов по лабораторным работам на момент зачета если студент не знает большей части основного содержания учебной программы дисциплины, допускает грубые ошибки в формулировках основных понятий дисциплины и не умеет использовать полученные знания при решении типовых практических задач.

Критерии оценки знаний студентов в целом по дисциплине (на экзамене):

§ «отлично» - выставляется студенту, показавшему всесторонние, систематизированные, глубокие знания учебной программы дисциплины и умение уверенно применять их на практике при решении конкретных задач, свободное и правильное обоснование принятых решений;

§ «хорошо» - выставляется студенту, если он твердо знает материал, грамотно и по существу излагает его, умеет применять полученные знания на практике, но допускает в ответе или в решении задач некоторые неточности;

§ «удовлетворительно» - выставляется студенту, показавшему фрагментарный, разрозненный характер знаний, недостаточно правильные формулировки базовых понятий, нарушения логической последовательности в изложении программного материала, но при этом он владеет основными разделами учебной программы, необходимыми для дальнейшего обучения и может применять полученные знания по образцу в стандартной ситуации;

§ «неудовлетворительно» - выставляется студенту, который не знает большей части основного содержания учебной программы дисциплины, допускает грубые ошибки в формулировках основных понятий дисциплины и не умеет использовать полученные знания при решении типовых практических задач.

Дополнительная литература

1. , Олифер операционные системы: Учебник. Допущено Министерством образования РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов «Информатика и вычислительная техника», СПб.:Питер, 2002.

2. Ульман Дж. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. - М.: Мир, 1978. - т.1, 612 с. - т.2, 487 с.

3. , Фильчаков анализ вычислительных систем. - СПб.: ЛИАП, 19с.

4. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Пятибратов и др. — ФИС, 1998.

5. , , Фильчаков пакетов прикладных программ: Учебное пособие. — Л.: ЛИАП, 1988. — 78 с.

6. , Кучин взаимодействующих процессов в операционных системах: Учебное пособие. — Л.; ЛИАП, 1991. — 72 с.

7. , , Системное программное обеспечение: Учебник. – СПб.: Питер, 2001. – 736 с.

8. , Штепен процессами в операционных системах реального времени: Учебное пособие. — Л.: ЛИАП, 1988. — 76 с,

9. Конструирование компиляторов для цифровых вычислительных машин. — М.: Мир, 1975. — 544 с.

10. Д. Ван Тассел. Стиль, разработка, эффективность, отладка и испытание программ. — М.: Мир, 1985. — 332 с.

11. Дворянкин трансляции: Учебное пособие. — Волгоград: ВолгГТУ, 19с.

12. Донован Дж. Системное программирование. — М.: Мир, 1975. — 540 с.

13. , , Филатов программирование. Основы построения трансляторов/Учебное пособие для высших и средних учебных заведений. - СПб.: КОРОНА принт, 20с.

14. Майерс Дж. Надежность программного обеспечения. — М.: Мир, 1987. — 360 с.

15. , Рякин методы верификации программ/ Под ред. . — М.: Радио и связь, 1988. — 256 с.

16. , Олифер сети. СПб.: Питер, 2000.672с.

17. Протоколы Internet. С. Золотов. — СПб.: BHV — Санкт-Петербург, 1998.

18. Финогенов языка ассемблера. — М.: Радио и связь, 1999. — 288 с.

19. Assembler: Учебник. - СПб. и др.: Питер, 20с.

5 Средства обучения

1. ОС Windows. Turbo Pascal, Borland C++3.01, (5.00), Microsoft “Visual Studio 98” или “Visual Studio 2005”, Borland Delphi – межплатформенная и межъязыковая среда разработки приложений в WIN32API.

2. Электронные учебники и учебные пособия.

6. Методические указания для студентов по изучению дисциплины

6.1 Пояснительная записка

Дисциплина «Системное и прикладное программное обеспечение»(СиППО) является одной из базовых дисциплин в подготовке по специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления», входит в федеральный компонент раздела ОПД. Ф.06 (дисциплины специализации).

Изучение дисциплины «Системное программное обеспечение» для специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления» проводится на втором курсе и нацелено на формирование у будущих специалистов навыков работы с современными операционными системами, и предоставляемыми ими средствами разработки приложений.

На примере использования языка Assembler и построении трансляторов в курсе рассматриваются средства системного программирования для организации интерфейса взаимодействия между пользовательскими приложениями и ЭВМ при решении типовых задач.

Основной целью курса является изучение основных типов операционных систем, принципы разработки программного обеспечения, организации сетей ЭВМ.

Основными задачами дисциплины являются:

- Изучить схему работы систем программирования, основные положения функционирования и разработки трансляторов (формальные языки и грамматики, типы грамматик, вывод цепочек, конечный и магазинный автоматы, распознаватели и преобразователи, построение автомата по заданной грамматике, структура компиляторов и интерпретаторов, лексический, синтаксический и семантический анализаторы, генератор кода).

- Рассмотреть вопросы распределения ресурсов операционной системой.

- Выработать практические навыки программирования в операционной среде.

- получить навыки работы с сетями ЭВМ.

Распределение часов по видам занятий представлено в таблице 1.

Таблица 1 Объем часов по видам занятий

Виды занятий	ДО
Всего по учебному плану (общая трудоемкость)	102
*Аудиторные занятия*	36
Лекции	14
Практические занятия	-
Лабораторные занятия	22
Семинары	-
Другие виды аудиторных занятий	-
*Самостоятельная работа*	54
Курсовая работа	-
Контрольная работа	-
Самостоятельное изучение тем (разделов) дисциплины	16
Выполнение индивидуальных заданий	12
Подготовка к лабораторным, практическим и семинарским занятиям	12
Подготовка к контрольным мероприятиям	10
Рефераты	-
Другие виды внеаудиторной СРС	4

Теоретические занятия проводятся в форме лекций. Практические занятия проводятся в формах – групповое и индивидуальное решение задач по темам курса.

По дисциплине осуществляется текущий, промежуточный контроль на дневном отделении и итоговый контроль в форме зачета на дневном и очно-заочном отделениях.

Виды контроля	Формы контроля для ДО
Текущий	устные опросы на занятиях, защита отчетов по лабораторным работам выполнение индивидуальных практических заданий, защита индивидуальных заданий, тестирование
Промежуточный	Выполнение контрольной работы
Итоговый	Экзамен

Требования к уровню усвоения дисциплины

В результате изучения курса студенты должны:

иметь представление:

§ о назначении СиППО;

§ о принципах работы СиППО;

§ о видах СиППО;

§ о внешнем интерфейсе СиППО;

§ о способах внутренней организации СиППО;

должны знать:

§ базовые понятия и терминологию курса СиППО;

§ принцыпы работы трансляторов;

§ ринципы управления ресурсами в операционной системе;

§ макроязыки, ассемблеры;

§ принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа.

уметь:

§ использовать средства и функции операционных систем для управления аппаратными ресурсами;

§ настраивать и осуществлять работу СиППО в многопользовательском режиме;

§ использовать интерфейс прикладного программирования для разработки прикладных приложений;

§ использовать внешний интерфейс СиППО для реализации мультипрограммирования и обеспечения коммуникации процессов;

Критерии оценки знаний студентов по дисциплине:

Критерии оценки знаний студентов в целом по дисциплине (на экзамене):

6.2 Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Основная литература

1. , Системное программное обеспечение: Учебник. – СПб.: Питер, 2003. – 396 с.

2. Гордеев системы: Учебник. СПб.: Питер, 2003.

3. , Системное программное обеспечение: Лабораторный практикум. – СПб.: Питер, 2005. – 396 с.

Дополнительная литература