Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
УТВЕРЖДАЮ Декан ФВТ______________ «_____»___________________2016 г. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Б1.В. ДВ.5.1 Базовое программное обеспечение САПР
Направление подготовки 090301 «Информатика и вычислительная техника»
Профиль подготовки «Системы автоматизированного проектирования»
Квалификация выпускника бакалавр
Форма обучения очная
Пенза, 2016
1. Цели освоения дисциплины
Основной целью изучения дисциплины «Базовое программное обеспечение САПР» является изучение основ построения операционных систем, общих принципов их функционирования, знакомство с архитектурой и основными возможностями современных операционных систем, получение практических навыков работы в ОС Windows и Linux.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина входит в вариативную часть образовательной программы (дисциплины по выбору). Ее изучение базируется на следующих курсах: «История развития ВТ и ИТ», «Программирование», «ЭВМ и периферийные устройства».
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
Коды компетенции | Наименование компетенции | Структурные элементы компетенции (в результате освоения дисциплины обучающийся должен знать, уметь, владеть) |
1 | 2 | 3 |
ОПК-1 | способность инсталлировать программное и аппаратное обеспечение для информационных и автоматизированных систем | знать архитектуру современных операционных систем и операционных оболочек; об организации и управлении памятью, процессами, устройствами ввода-вывода, о подсистеме безопасности; уметь профессионально грамотно использовать свойства данной операционной системы при решении конкретных задач; решать прикладные задачи с использованием средств, предоставляемых современными операционными системами; владеть навыками практической работы в рамках современных операционных систем; разработки прикладного программного обеспечения для современных операционных систем |
ОПК-4 | способность участвовать в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов | |
ПК-1 | способность разрабатывать модели компонентов информационных систем, включая модели баз данных и модели интерфейсов «человек — ЭВМ» | |
ПК-2 | способность разрабатывать компоненты аппаратно-программных комплексов и баз данных, используя современные инструментальные средства и технологии программирования |
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)
4.1. Структура дисциплины (модуля)
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.
№ п/п | Наименование разделов и тем дисциплины (модуля) | Семестр | Недели семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) | ||||||||||
Аудиторная работа | Самостоятельная работа | ||||||||||||||
Всего | Лекция | Практические занятия | Лабораторные занятия | Всего | Подготовка к аудиторным занятиям | Реферат, эссе и др. | Курсовая работа (проект) | Подготовка к экзамену | Собеседование | Коллоквиум | Проверка тестов | Проверка контрольн. работ | Проверка реферата | Проверка эссе и иных творческих работ | курсовая работа (проект) |
1 | Введение | 5 | 1 | 0,5 | |||||||||||
2 | Основные понятия. Назначение и функции ОС. Эволюция ОС | 5 | 1-2 | 1,5 | 8 | ||||||||||
3 | Функциональные компоненты ОС. Архитектура ОС. Интерфейс прикладного программирования WinAPI | 5 | 3-5 | 3 | 14 | 12 | |||||||||
4 | Процессы и потоки. Планирование и диспетчеризация потоков | 5 | 6-7 | 2 | 6 | 8 | |||||||||
5 | Механизм прерываний. Системные вызовы. Синхронизация процессов и потоков | 5 | 8-9 | 2 | 6 | 8 | |||||||||
6 | Управление памятью. Алгоритмы распределения памяти. Кэш-память | 5 | 10-12 | 3 | 12 | ||||||||||
7 | Управление вводом-выводом. Многослойная модель подсистемы ввода-вывода. Драйверы устройств | 5 | 13-14 | 2 | 8 | ||||||||||
8 | Файловые системы. Логическая и физическая организация файловой системы | 5 | 15-17 | 3 | 10 | 12 | |||||||||
9 | Заключение | 5 | 18 | 1 | 4 | ||||||||||
Подготовка к экзамену | 5 | 18 | |||||||||||||
Общая трудоемкость, в часах | 18 | 36 | 72 | 18 | Промежуточная аттестация | ||||||||||
Форма | Семестр | ||||||||||||||
Зачет | — | ||||||||||||||
Экзамен | 5 |
4.2. Содержание дисциплины (модуля)
4.2.1. Содержание лекционного курса
1. Введение. Организация учебного процесса. Рекомендуемая литература. Предмет курса, его цели, задачи и особенности, связь с другими дисциплинами.
2. Основные понятия. Назначение и функции операционной системы. Эволюция операционных систем. Многозадачные пакетные системы. Многопользовательские ОС разделения времени. ОС реального времени. Многопроцессорные ОС. Сетевые и распределенные ОС.
3. Основные компоненты операционной системы. Процессы и потоки. Управление памятью. Управление вводом-выводом и файловые системы. Интерфейс прикладного программирования (API). WinAPI. Архитектура операционных систем. Ядро и многослойная структура. Микроядерные и монолитные ОС. Аппаратная зависимость и переносимость.
4. Процессы и потоки. Системные и пользовательские процессы. Иерархия процессов. Дескриптор и контекст процесса. Состояния процесса. Потоки и многопоточность. Пользовательские потоки и потоки на уровне ядра. Планирование и диспетчеризация потоков.
5. Прерывания и процедуры обработки прерываний. Системные вызовы. Синхронизация процессов и потоков. Критические секции, взаимные блокировки (тупики), семафоры, мониторы, барьеры.
6. Управление памятью. Модели распределения памяти. Статические и динамические разделы. Свопинг. Простая страничная организация. Виртуальная память и механизмы реализации. Сегментная, страничная и сегментно-страничная организация памяти. Разделяемая память. Уровни иерархии и кэш-память. Схемы кэширования и согласования данных. Управление памятью в Windows. Управление памятью в UNIX.
7. Управление вводом-выводом. Основные задачи подсистемы ввода-вывода. Параллельная работа устройств ввода-вывода и процессора. Кэширование данных. Многослойная модель подсистемы ввода-вывода. Менеджер ввода-вывода и многоуровневые драйверы. Синхронный и асинхронный ввод-вывод. Буферизация. Дисковые операции ввода-вывода. Стратегии дискового планирования. Управление вводом-выводом в Windows и UNIX.
8. Файловые системы. Логическая организация файловой системы. Иерархическая структура. Монтирование. Типы файлов. Атрибуты файлов. Физическая организация файловой системы. Диски, разделы, секторы, кластеры. Схемы адресации файловых систем. Файловые операции и контроль доступа к файлам. Отказоустойчивость файловых систем. Физическая организация и особенности файловой системы FAT и ее разновидностей. Физическая организацня файловой системы NTFS. Физическая организация файловых систем s5, ufs.
9. Заключение. Операционные системы как составная часть системного программного обеспечения. Современные аспекты развития операционных систем.
4.2.2. Перечень и содержание лабораторных занятий
№ п/п | № темы | Наименование лабораторных работ | Кол. ч |
1 | 8, 3 | Изучение ОС Windows. Работа с командным интерпретатором | 6 |
2 | 8, 3 | Изучение ОС Windows. Создание пакетных файлов | 6 |
3 | 8, 3 | Изучение ОС Linux. Работа с командным интерпретатором | 6 |
4 | 8, 3 | Изучение ОС Linux. Создание пакетных файлов | 6 |
5 | 3, 5 | Изучение WinAPI. Работа с сообщениями Windows, файлами и памятью | 6 |
6 | 4, 5 | Изучение WinAPI. Создание и взаимодействие процессов и потоков | 6 |
5. Образовательные технологии
Результаты освоения дисциплины достигаются за счет использования в процессе обучения современных инструментальных средств, интерактивных методов и технологий формирования компетенций у студентов:
– лекции с применением мультимедийных технологий;
– лабораторные занятия с применением современных программно-аппаратных средств.
При самостоятельной работе используются материалы сайта «Интернет-Университет Информационных Технологий (www. intuit. ru) и литература из рекомендованного списка.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
6.1. План самостоятельной работы студентов
№ нед. | Тема | Вид самостоятельной работы | Задание | Рекомендуемая литература | Количество час. |
1-2 | Тема 2 | Подготовка к аудиторным занятиям | Изучить основные понятия ОС, функции, выполняемые ОС, классификацию и историю развития ОС. | Учебно-методические материалы и электронные учебные пособия из раздела «Операционные системы» файл-сервера кафедры САПР (диски М и Т, сервер cad-filer, IP 172.16.72.254); основная и дополнительная литература. | 8 |
3-5 | Тема 3 | Изучить архитектуру современных ОС, их функциональные компоненты. | 12 | ||
6-7 | Тема 4 | Изучить подсистему управления процессами и потоками. | 8 | ||
8-9 | Тема 5 | Изучить вопросы, касающиеся прерываний, системных вызовов, синхронизации потоков. | 8 | ||
10-12 | Тема 6 | Изучить подсистему управления памятью. | 12 | ||
13-14 | Тема 7 | Изучить подсистему ввода-вывода. | 8 | ||
15-17 | Тема 8 | Изучить устройство и функции основных файловых систем. | 12 | ||
18 | Тема 9 | Изучить вопросы, связанные с перспективами развития операционных систем. | 4 | ||
Все темы | Подготовка к экзамену | Подготовиться к экзамену по всем изученным темам в соответствии с контрольными вопросами. | 18 |
6.2. Методические указания по организации самостоятельной работы студентов
Планируются следующие виды самостоятельной работы (внеаудиторной):
- подготовка к лабораторным работам, оформление отчётов по лабораторным работам, изучение рекомендованной литературы.
6.3. Материалы для проведения текущего и промежуточного контроля знаний студентов
Контроль освоения компетенций
№ п\п | Вид контроля | Контролируемые | Компетенции, компоненты которых контролируются |
1 | Текущий: собеседование при защите лаб. заданий. Промежуточный: экзамен. | Темы 1-9 | ОПК-1, ОПК-4, ПК-1, ПК-2 |
Контроль освоения компетенций выполняется:
- для компетенций ОПК-1, ОПК-4 – путем оценки знаний студента об архитектуре современных операционных систем; навыков практической работы в современных операционных системах; для компетенций ПК-1, ПК-2 – путем оценки знаний студента об организации и управлении памятью, процессами, устройствами ввода-вывода, о подсистеме безопасности ОС; способности разрабатывать прикладное программное обеспечение для современных операционных систем.
Примерный перечень вопросов к экзамену
История развития ОС. Определение ОС. Интерфейсы ОС. Функциональные компоненты (подсистемы) ОС. Требования, предъявляемые к современным ОС. ОС Windows. Оконные процедуры и очереди сообщений в ОС Windows. ОС Windows. Функции WinAPI для работы с сообщениями. Алгоритм выборки сообщений из очереди сообщений. Классическая архитектура ОС. Многослойное ядро ОС. Микроядерная архитектура ОС. Прикладные программные среды. Типовые средства аппаратной поддержки ОС. Подсистема управления процессами. Мультипроцессорная архитектура вычислительных систем и виды мультипроцессорной обработки. Процессы и потоки. Планирование и диспетчеризация потоков. Алгоритмы планирования потоков. Прерывания. Системные вызовы. Синхронизация процессов и потоков. Функции WinAPI для работы с процессами, потоками и объектами синхронизации. Подсистема управления памятью. Способы передачи данных между процессами. Виртуальное адресное пространство процесса. Алгоритмы распределения памяти. Виртуальная память. Кэш-память. Подсистема управления файлами и внешними устройствами. Слои подсистемы ввода-вывода. Файловая система. Специальные (виртуальные) файлы. Физическая организация файловой системы. Способы физической организации и адресации файлов. Восстанавливаемость файловой системы.7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
7.1. Литература:
Э. Таненбаум, Х. Бос. Современные операционные системы. – Питер, 2015. – 1120 с. Э. Спиридонов, М. Клыков. Операционные системы: учебник. — Либроком, 2015. — 350 с. С. Дроздов. Операционные системы: учебное пособие. — Феникс, 2016. — 368 с. , . Сетевые операционные системы. – Питер, 2009. – 672 с. . Операционные системы. – Питер, 2009. – 416 с. Э. Таненбаум, А. Вудхалл. Операционные системы. Разработка и реализация. – Питер, 2007. – 704 с. А. Робачевский, С. Немнюгин, О. Стесик. Операционная система UNIX. – БХВ-Петербург, 2010. – 656 с.7.2. Программное обеспечение:
Операционные системы Microsoft Windows и Linux. Среда программирования Microsoft Visual Studio.8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Лабораторные занятия проводятся в компьютерном классе.
Рабочая программа дисциплины «Базовое программное обеспечение САПР» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом рекомендаций ПрООП по направлению подготовки 090301 «Информатика и вычислительная техника», профилю «Системы автоматизированного проектирования».
Программу составил:
Доцент кафедры САПР
Настоящая программа не может быть воспроизведена ни в какой форме без предварительного письменного разрешения кафедры-разработчика программы.
Программа одобрена на заседании кафедры САПР
Протокол № ______от «____» ______________ 2016 года
Зав. кафедрой САПР
Программа одобрена методической комиссией ФВТ
Протокол № ______от «____» ______________ 2016 года
Председатель методической комиссии ФВТ
Сведения о переутверждении программы на очередной учебный год и регистрации изменений
Учебный Год | Решение кафедры (№ протокола, дата, подпись зав. кафедрой) | Внесенные изменения | Номера листов (страниц) |
заменен- ных | новых | аннулиро-ванных | |
