Операционные системы UNIX UNIX Operational System

Санкт-Петербургский государственный университет

Р А Б О Ч А Я  П Р О Г Р А М М А

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Операционные системы UNIX

UNIX Operational System

Язык(и) обучения

русский

Трудоемкость в зачетных единицах: 2

Регистрационный номер рабочей программы: 025477

Раздел 1.        Характеристики учебных занятий

1.1.        Цели и задачи учебных занятий

Целью учебных занятий курса «Операционные системы Unix» является получение теоретического материала и приобретение навыков в использовании современных компьютерных высокопроизводительных систем

1.2.        Требования подготовленности обучающегося к освоению содержания учебных занятий (пререквизиты)

Обучающийся должен обладать навыками работы с компьютером в операционных системах семейства Unix и Linux; должен уметь работать с экранными текстовыми редакторами и командной строкой. Также, обучающийся должен иметь базовые навыки программирования на языках высокого уровня C/C++/Java/Fortran, иметь представление об особенностях высокопроизводительных вычислений в научных исследованиях, а также основные принципы параллельного программирования и их реализацию в проектах OpenMP, MPI и BLAS.

1.3.        Перечень результатов обучения (learning outcomes)

Обучающийся должен знать об организации современного компьютера и операционных систем; особенностях построения кластерных систем, а также уметь использовать системы доступа к вычислительным ресурсам через систему очередей (PBS).

1.4.        Перечень и объём активных и интерактивных форм учебных занятий

- Лекции; - Семинары

Раздел 2.        Организация, структура и содержание учебных занятий

2.1.        Организация учебных занятий

2.1.1 Основной курс

Трудоёмкость, объёмы учебной работы и наполняемость групп обучающихся

Код модуля в составе дисциплины, практики и т. п.

Контактная работа обучающихся с преподавателем

Самостоятельная работа

Объём активных и интерактивных  форм учебных занятий

Трудоёмкость

лекции

семинары

консультации

практические занятия

лабораторные работы

контрольные работы

коллоквиумы

текущий контроль

промежуточная аттестация

итоговая аттестация

под руководством преподавателя

в присутствии преподавателя

сам. раб. с использованием методических материалов

текущий контроль (сам. раб.)

промежуточная аттестация (сам. раб.)

итоговая  аттестация (сам. раб.)

ФАКУЛЬТАТИВНАЯ ТРАЕКТОРИЯ 1

очная форма обучения

1й год обучения

30

2

42

2

2

1-10

1-10

1-10

ИТОГО

30

2

42

2

Виды, формы и сроки текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
Код модуля  в составе дисциплины, практики и т. п.	Формы текущего контроля успеваемости	Виды промежуточной аттестации	Виды итоговой аттестации (только для программ итоговой аттестации и дополнительных образовательных программ)
Формы	Сроки	Виды	Сроки	Виды	Сроки
ФАКУЛЬТАТИВНАЯ ТРАЕКТОРИЯ 1
очная форма обучения
1й год обучения	зачёт, устно, традиционная форма	по графику промежуточной аттестации

2.2.  Структура и содержание учебных занятий

№ п/п	Наименование темы (раздела, части)	Вид учебных занятий	Количество часов
1	Современные процессоры, 32-64 разрядная адресация, регистры, кэш, реальный и защищенный режим, плавающая запятая, FPU, SIMD, SSE2/3/4, AVX-команды. Организация компьютера: общая шина, процессор, порты, ПДП.	Лекции	4
по методическим материалам	4
2	Стандарты ОС – UNIX(SUS). Linux(LSB), Windows. Состав ОС (Ядро, подсистемы файлы, процессы, память).	Лекции	2
по методическим материалам	2
3	Типы ядер (микро, монолитные, гибридные). Отличие файловых систем ext, Reiser, Fat32, NTFS. RAID(0-6). Стандарт иерархии файловой системы (FHS).	Лекции	2
по методическим материалам	2
4	Управление памятью, файл подкачки. Основные этапы включения машины (mbr, grub, ядро, rc).	Лекции	2
по методическим материалам	2
5	Интерпретаторы командной строки (sh, bash, tcsh). Основные команды и утилиты (ps, top, awk, kill, grep, chmod, less). Позиционные ключи компиляции.	Лекции	6
по методическим материалам	10
6	Графическая подсистема X-Windows; оболочки gnome, kde.	Лекции	2
по методическим материалам	4
7	Сетевые протоколы TCP/IP, уровни OSI. Firewall и его реализация iptable. Сокеты, сетевые службы и порты.	Лекции	4
по методическим материалам	8
8	Системы шифрования (симметричные и несимметричные): crypt, md5, sha. Сертификаты, их подписание, использование в системах GRID и протоколе https.	Лекции	2
по методическим материалам	4
9	Архитектура современного кластера высокопроизводительных вычислений. Основные сетевые протоколы (NFS, SSH, LDAP). Организация беспарольного доступа. Организация систем очередей на примере пакета torque. Состав (сервер, шедулер, mom). Постановка задания в очередь.	Лекции	6
по методическим материалам	6

Раздел 3.        Обеспечение учебных занятий

3.1.        Методическое обеспечение

3.1.1        Методические указания по освоению дисциплины

Лекции, семинары, самостоятельная работа

3.1.2        Методическое обеспечение самостоятельной работы

нет

3.1.3        Методика проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации и критерии оценивания

Для получения зачета в конце всего курса обучающемуся достаточно пропустить несколько тестовых программ на кластере высокопроизводительных вычислений ПМ-ПУ или Вычислительного Центра СПбГУ с использованием систем очередей. Программы должны быть распараллелены по стандартам MPI или OpenMP.

3.1.4        Методические материалы для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации (контрольно-измерительные материалы, оценочные средства)

Вопросы для проверки

Какие существуют стандарты на представление чисел с плавающей запятой. Как в процессоре реализуются арифметические операции с плавающей и фиксированной точкой. Что такое общая шина. Основные составляющие операционных систем. Задачи межсетевого экрана (firewall). Задача интерпретатора командной строки (shell). Почему существует несколько уровней в сетевой модели OSI. Чем TCP отличается от IP. Как осуществляется удаленный доступ к рабочему столу компьютера. Что такое сетевая файловая система. Что такое DNS. Какие основные сетевые протоколы используются в кластерных системах. Для чего применяются системы очередей. Их состав. Основные этапы прохождения задания через систему очередей.

3.1.5        Методические материалы для оценки обучающимися содержания и качества учебного процесса

Анкета-отзыв.

По каждому вопросу проставьте Ваши оценки от 1 до 5 (обведите контуром свой балл). При необходимости дополните свою оценку дополнительным комментарием. 1. Насколько могут быть полезными полученные знания для формирования целостной картины о природе и особенностях динамических конфликтов, а также о методах их разрешения?

1 2 3 4 5

Комментарий _________________________________________________________________

2. Оцените степень новизны представленного в курсе материала по сравнению с другими учебными дисциплинами

1 2 3 4 5

Комментарий(обязательный) ____________________________________________________

3. Оцените степень доказательности излагаемых в курсе лекций и предоставленных методических материалах методов исследования конфликтно-управляемых систем

1 2 3 4 5

Комментарий (обязательный) ____________________________________________________

4. Оцените уровень сложности материала, представленного в прослушанном учебном курсе.

1 2 3 4 5

Комментарий (обязательный) ____________________________________________________

5. Что могло бы облегчить восприятие учебного материала

Комментарий _________________________________________________________________

6. Насколько Вы удовлетворены содержанием курса в целом?

1 2 3 4 5

Комментарий _________________________________________________________________

3.2.        Кадровое обеспечение

3.2.1        Образование и (или) квалификация штатных преподавателей и иных лиц, допущенных к проведению учебных занятий

К чтению лекций должны привлекаться преподаватели, имеющие ученую степень и/или ученое звание, имеющие опыт планирования и организации учебного процесса, а также главные и ведущие специалисты в этой области.

3.2.2  Обеспечение учебно-вспомогательным и (или) иным персоналом

Учебно-вспомогательный и инженерно-технический персонал должен иметь соответствующее высшее образование, и обладать навыками организации работы с пользовательскими программными продуктами в локальной сети компьютерного класса и интернет.

3.3.        Материально-техническое обеспечение

3.3.1        Характеристики аудиторий (помещений, мест) для проведения занятий

Аудитории и помещения, предназначенные для проведения занятий по данной дисциплине должны отвечать санитарным нормам, предусмотренным Образовательным стандартом реализации программ высшего профессионального образования Санкт-Петербургского государственного университета.

3.3.2        Характеристики аудиторного оборудования, в том числе неспециализированного компьютерного оборудования и программного обеспечения общего пользования

Для проведения занятий необходима стандартно оснащенная аудитория с компьютерным и видеопроекционным оборудованием для презентаций с выходом в Интернет, средствами  звуковоспроизведения и экраном. Каждый обучающийся во время практических занятий и самостоятельной подготовки должен быть обеспечен рабочим местом с компьютером с выходом в интернет. Кроме того, для реализации программы необходим доступ преподавателей к офисной технике (компьютер, копировальная техника, принтер), а также достаточное количество расходных материалов к ней, выделенных для использования в учебном процессе

3.3.3        Характеристики специализированного оборудования

Все рабочие места обучающихся должны быть обеспечены мониторами с размером диагонали не менее 19”.

3.3.4        Характеристики специализированного программного обеспечения

На всех компьютерах должна быть установлена какая-либо версия операционной системы UNIX(Linux). Как минимум, при наличии ОС Windows, может быть установлена Unix-подобная среда cygwin. Компьютеры должны иметь выход в Интернет.

3.3.5        Перечень и объёмы требуемых расходных материалов

Фломастеры цветные, губки, бумага формата А4, канцелярские товары, картриджи принтеров, диски, флеш-накопители и др. в объёме, необходимом для организации и проведения занятий, по заявкам преподавателей, подаваемым в установленные сроки.

3.4.        Информационное обеспечение

3.4.1        Список обязательной литературы

1.         Ассемблер. 2-е издание : Петербург, 2010. 640 с.

2.        Немет Энн, Снайдер Гарт и др.. UNIX. Руководство системного администратора. Перевод под редакцией — BHV: Киев, 1997. 832 с.

3.                Робачевский Андрей, Немнюгин Сергей, Стесик Ольга.  Операционная система UNIX, 2-е издание БХВ-Петербург, 2010.  656 с.

4.        , Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. – Петербург: 2000, 668 с.

5.        , Путь к LINUX. Издание 2-е. – Нолидж, 2001.560 с.

3.4.2        Список дополнительной литературы

1.        . Технология MMX. Москва: Диалог-МИФИ, 1998. 234 с.

2.        Теренс Чан. Системное программирование на С++ для UNIX. BHV, Киев, 1997, 590 с.

3.4.3        Перечень иных информационных источников

нет

Раздел 4. Разработчики программы

       к. ф-м. н.        Старший преподаватель        n. *****@***ru,

Галюк  Ю. П.                Заведующий лабораторией        *****@***spbu. ru.