Учебно-методический комплекс по дисциплине «ДН(М).Б2»«Операционные системы» (стр. 2 )

4.1. Цели освоения учебной дисциплины (модуля)

Дисциплина «Операционные системы» имеет своей целью:

Познакомить студентов с понятием операционная система, принципами их организации и функционирования.

Задачи изучения дисциплины

Предметы изучения

В процессе изучения курса студент должен:

знать основные понятия, связанные с операционными системами, принципы их построения и функционирования; уметь работать с различными операционными системами;

Объекты изучения

Объектами изучения дисциплины «Операционные системы» являются файловые системы, планирование процессов в ОС, объекты ядра операционной системы Windows, приложения ОС Windows, методы синхронизации потоков и приложений ОС Windows. А также принципы построения  и защита от сбоев и несанкционированного доступа.

Результаты изучения

  Представления

В результате изучения дисциплины у студентов должны быть сформулированы представления о:

-разделах курса «Операционные системы», его структуре;

-основы планирования процессов, основные алгоритмы планирования и распределения ресурсов;

-основные методы синхронизации потоков и приложений в ОС;

-основы организации интерфейса в ОС.

Знания

После завершения курса должен уметь организовывать работу с использованием различных операционных систем, разрабатывать собственные операционные системы, вносить изменения в уже существующие.

Умения и навыки

После изучения дисциплины студент должен приобрести умения и навыки:

- ориентироваться в операционных системах, пользоваться специальной литературой в изучаемой предметной области;

- работать с различными ОС.

.

Взаимосвязь учебных дисциплин

Изучение дисциплины "Операционные системы" базируется на знаниях математики, информатики, языков высокого уровня, полученных при изучении этих курсов.

Знания, полученные студентами при изучении курса "Операционные системы", в дальнейшем используются при изучении специальных дисциплин.

Таблица 4. Выписка из учебного плана

Семестр	Трудоемкость	Лекции, час.	Практич. занятия, час.	Лаб. раб., час.	СРС, час	Форма аттестаци
зач. ед.	час
3	4	144	4	4	19	экзамен

4.2. Структура и содержание учебной дисциплины (модуля)

Тематический план по дисциплине

№ п/п	Разделы курса, темы занятий	Всего часов	Всего аудит. часов	Из них	СРС
лек.	прак.	лаб.
Тема 1. История развития операционных систем. Типы операционных систем.	10	2	2	2
2	Тема 2. Основные характеристики и принципы построения операционных систем.	7	2
3	Тема 3. Общая структура программного  обеспечения и операционных систем ЭВМ	7	1
4	Тема 4. Процессы	8	1
5	Тема 5. Управление реальной  памятью	8	1
6	Тема 6. Понятие виртуальной памяти	7	1
7	Тема 7. Управление процессорами и заданиями в однопроцессорном вычислительном комплексе. Алгоритмы планирования процессов	9	2	2	1
8	Тема 8. Управление процессорами и заданиями в мультипроцессорном вычислительном комплексе	7	1
9	Тема 9. Управление периферийными устройствами. Эволюция систем ввода-вывода, каналы ввода вывода.	8	1
10	Тема 10. Система управления файлами	7	1
11	Тема 11. Файловые системы	9	2	2	1
12	Тема 12. Способы доступа и организации файлов.	7	1
13	Тема 13. Требования и тенденции построения ОС	7	1
14	Тема 14. UNIX и MS Windows NT	10	2	2	1
15	Тема 15. Операционная система Linux	8	1
16	Тема 16. Сетевые операционные системы	8	1
Итого:	144	8	4	4	19

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часов.

4.3. Образовательные технологии

1. Лекционные занятия (вводная лекция, лекция-информация с визуализацией, проблемная лекция, лекция-дискуссия, лекция-беседа).

2. Лабораторные занятия (выполнение разработанных лабораторных работ и индивидуальных заданий).

4. Самостоятельная работа (освоение теоретического материала, конспектирование, выполнение домашних заданий, научная работа (публичные выступления, написание тезисов, статей, научных работ, научных проектов).

4.4. Виды занятий и их содержание

4.4.1. Планы лекционных занятий

Тема 1. История развития операционных систем. Типы операционных систем.

Введение Понятие и эволюция операционных систем Определение операционной системы История развития операционных систем

Тема 2. Основные характеристики и принципы построения операционных систем.

1. Основные характеристики ОС

2. Принципы построения ОС

Тема 3. Общая структура программного  обеспечения и операционных систем ЭВМ

Структура ОС Управление процессами Управление основной памятью Управление внешней памятью Подсистема управления устройствами ввода/вывода Подсистема управления файлами Защита системы Сетевое обеспечение Командный интерфейс системы Сервисы операционных систем Особенности методов построения

Тема 4. Процессы

Основные состояния процесса Дополнительные состояния процесса Операции над процессами Основная концепция обработки прерываний Контекст процесса и переключение контекста Синхронизация и кооперация процессов Тупики: условия возникновения тупиков, предотвращения тупиков

Тема 5. Управление реальной  памятью

Основные задачи подсистемы управления памятью Стратегия выборки Стратегия размещения Стратегия замещения Страничная организация памяти Общие недостатки реальной ОП

Тема 6. Понятие виртуальной памяти

Концепция виртуальной памяти Четыре способа организации виртуальной памяти Стратегия вталкивания Стратегия размещения Стратегия выталкивания (замещения)

Тема 7. Управление процессорами и заданиями в однопроцессорном вычислительном комплексе.

Однопроцессорный вычислительный комплекс Алгоритмы планирования процессов

Тема 8. Управление процессорами и заданиями в мультипроцессорном вычислительном комплексе

Два вида мультипроцессорных авчислительных систем Мультипроцессорные системы  с подчиненными процессорами Мультипроцессорные системы с равноправными процессорами

Тема 9. Управление периферийными устройствами. Эволюция систем ввода-вывода, каналы ввода вывода. Регистры и команды ввода вывода.

Физическая организация периферийных устройств Организация программного обеспечения ввода-вывода Независимый от устройств слой операционной системы Обработка прерываний Драйверы устройств Пользовательский слой программного обеспечения

Тема 10. Система управления файлами

Cистема управления данными Система управления файлами

Тема 11. Файловые системы

Функции файловой системы. Файловые системы FAT,  FAT32. Основные возможности файловой системы  NTFS.

Тема 12. Способы доступа и организации файлов. Распределение файлов на диске

Способы доступа и организации файлов Управление внешней памятью Способы распределения памяти на диске

Тема 13. Требования и тенденции построения ОС

Требования, предъявляемые к ОС 90-х годов Расширяемость Переносимость Совместимость Безопасность Тенденции в структурном построении ОС Монолитные системы Модель клиент - сервер и микроядра Объектно-ориентированный подход Множественные прикладные среды

Тема 14. UNIX и MS Windows NT

История и общая характеристика семейства операционных систем UNIX История Windows NT Версии Windows NT

Тема 15. Операционная система Linux

ОС Linux. ОС FreeBSD Основные особенности ОС Linux и FreeBSD

Тема 16. Сетевые операционные системы

Структура сетевой операционной системы Одноранговые сетевые ОС и ОС с выделенными серверами ОС для рабочих групп и ОС для сетей масштаба предприятия

4.4.2. Планы и содержание лабораторных занятий

Лабораторная работа № 1 (2 ч)

Тема: «Знакомство с программой VMWARE»

Цель работы: изучить понятие виртуальной машины, ознакомиться с виртуальной машиной VMWARE

Ход работы:

Изучить теоретический материал Ознакомиться с интерфейсом программы VMWARE Выполнить задание. Законспектировать теоретический материал Ответить на контрольные вопросы

Контрольные вопросы

Что такое виртуальная машина? Какие ОС позволяет эмулировать VMWARE? Что такое гостевая операционная система? Что представляет из себя виртуальные машины VMWARE? Последовательность создания ВМ в программе VMWARE. Расскажите об основных пунктах меню программы VMWARE. Какие виды устройств поддерживает программы VMWARE? В чем отличие физического жесткого диска от виртуального? Можно ли производить запись на устройства CD-ROM? Возможно ли подключение виртуальных SCSI дисков?

Задание