П Р О Г Р А М М А
дисциплины
Операционные системы
для специальности (специализации) 230102 (вып. 2014 г.)
Форма обучения очная
| Выпускающие | Обеспечивающие | |||
| Факультеты | ||||
| Кафедры |
| Ф а к у л ь т е т | С е м е с т р | Аудиторные занятия, ч | Самостоятельная работа студента, ч | Вид контроля | Итого, ч | |||||||||
| К у р с | Л е к ц и и | ЛР | ПЗ, семи- нары | Про-ра-ботка лек- ций | Под-го-товка к ЛР | Под-го-товка к ПЗ, сем. | Вы-пол- нение КР | Вы-пол-нение РГР | Э к з а м е н | З а ч е т | Ауди-тор-ные заня- тия | СРС | ||
| Э | ||||||||||||||
| Итого: | Всего: | |||||||||||||
| Итого: | Всего: |
Программа составлена доц. Максиным Д. Г.
_____________________________________________________________________
Подпись ___________________
_____________________________________________________________________ ____________________
Программа одобрена
Заведующий выпускающей кафедрой Заведующий обеспечивающей кафедрой
_______________________ __ _____________________________
«___»_________________20 г. «___»_________________20 г.
Председатель УМС обеспечивающего факультета (№3)
Березуев А.В._______________________
«___»_________________20 г.
Декан выпускающего факультета
_______________________
«___»_________________20 г.
График изучения дисциплины
| Фа- куль- тет | Се- ме- cтр | Вид Занятий | Количество часов по неделям | ||||||||||||||||
| Лекции | |||||||||||||||||||
| ЛР | |||||||||||||||||||
| ПЗ, сем. | |||||||||||||||||||
| КП, КР, РР, ГР, РЕФ(ИЗП) |
Раздел 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является обучение вопросам, необходимым для понимания функционирования современных операционных систем и взаимодействия прикладных программ со средствами операционных систем.
Задачи дисциплины:
1) Дать обучаемым теоретические знания по следующим вопросам:
- Определение и место операционной системы (ОС) в современной вычислительной системе;
- Архитектуру и структурную организацию современных операционных систем;
- Методы и средства программного взаимодействия с ОС;
- Назначение и типы существующих файловых систем;
- Методы управления памятью и внешними устройствами;
2) Сформировать у обучаемых следующие умения:
- Разрабатывать приложения, как с консольным, так и с графическим интерфейсом пользователя в ОС Windows.
- Программно управлять процессами в ОС Windows.
- Разрабатывать многопоточные приложения в ОС Windows.
- Использовать современные программные средства эмуляции вычислительных сред.
Раздел 2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
| Тема 1. | Назначение и функции операционных систем (ОС) (4 ч.). Архитектура и структура современных цифровых вычислительных машин (ВМ). Две точки зрения на ОС: расширенная машина; менеджер ресурсов. История и поколения ОС. Классификации ОС. Мультипрограммирование. Режим разделения времени. Многопользовательский режим работы. Режим работы и ОС реального времени. Универсальные операционные системы и ОС специального назначения. |
| Тема 2. | Системные вызовы, организация интерфейса между ОС и программами пользователя (2 ч. СРС 4 ч.). UNIX-подобные ОС, стандарт POSIX. Windows Win32 API. |
| Тема 3. | Язык программирования C (10 ч. СРС 10 ч.). Язык С – инструмент разработки ОС. История создания. Стандартизация. Обзор: структура программ, объекты программ, управляющие структуры, принцип модульности, правила разработки структур данных. Понятие событийного программирования. |
| Тема 4. | Модульная структура построения ОС и их переносимость. (4 ч. СРС 2 ч.). Управление процессором. Понятие процесса и ядра. Типы структур: монолитная, многоуровневая, виртуальная машина, экзоядро, модель клиент-сервер. Способы реализации мультипрограммирования. Понятие прерывания. Многопроцессорный режим работы. Обзор существующих ОС. |
| Тема 5. | Семейство ОС Windows (2 ч. СРС 2 ч.). История разработки: MS-DOS, Windows 9x, Windows NT. Структура ОС Windows. Объекты, подсистемы окружения. |
| Тема 6. | Начальная загрузка и размещение ОС Windows NT (2 ч, СРС 2 ч.). Последовательность действий при начальной загрузке. Работа загрузчика. Конфигурирование системы. |
| Тема 7. | Управление процессами и потоками в ОС Windows NT (4 ч, СРС 4 ч.). Понятие процесса вычислительной системы. Сегментация виртуального адресного пространства процесса. Структура контекста процесса. Идентификатор и дескриптор процесса. Иерархия процессов. Диспетчеризация и синхронизация процессов. Понятия приоритета и очереди процессов. Средства обработки сигналов. Средства коммуникации процессов. Многопоточность. |
| Тема 8. | Организация памяти в ОС Windows NT (4 ч, СРС 2 ч.). Виртуальная память. Управление памятью. Совместное использование памяти. Защита памяти. Механизм реализации виртуальной памяти. Стратегия подкачки страниц. Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа. |
| Тема 9. | Файловая система Windows NT (4 ч, СРС 2 ч.). Элементы файловой системы. Файловые системы, поддерживаемые Windows NT. |
| Тема 10. | Реестр в Windows NT и работа с ним (2 ч, СРС 2 ч.). Конфигурирование системы. Основные файлы конфигурации. Надежность и восстанавливаемость системы. |
| Тема 11. | Семейство ОС UNIX (2 ч. СРС 2 ч.). История разработки: UNICS, PDP-11 UNIX, Berkeley UNIX, MINIX, Linux. Задачи ОС UNIX. |
| Тема 12. | Обзор ОС UNIX (4 ч. СРС 2 ч.). Задачи, интерфейсы, оболочка, утилиты, структура ядра. |
| Тема 13. | Файловая система ОС UNIX (2 ч., СРС 2 ч.) Фундаментальные принципы. Системные вызовы. Реализация файловой системы Linux. |
| Тема 14. | Ввод-вывод в ОС Linux (4 ч., СРС 2 ч.). Фундаментальные принципы. Работа с сетью. Системные вызовы ввода-вывода в Linux. Модули в Linux. |
| Тема 15. | Обзор операционных систем для современных мобильных устройств (2 ч., СРС 2 ч.). |
Перечень лабораторных работ (32 ч, СРС 22 ч.)
1. Разработка приложений для OC Windows в IDE Visual C++. (8 ч, тема 2, 3, 5).
2. Программное управление процессами средствами Win32 API (4 ч, тема 2, 7).
3. Программное управление потоками средствами Win32 API (4 ч, тема 7, 9).
4. Управление файловой системой средствами Win32 API (4 ч, тема 9).
5. Работа с реестром Windows NT (4 ч, тема 10).
6. Развертывание и настройка ОС Linux в среде виртуальной машины (8 ч., темы 12, 13, 14)
Тема курсового проекта
Программная реализация в соответствии с задачей, предложенной преподавателем, предусматривающая использование сервисных функций операционной системы посредством системных вызовов с использованием Application Programming Interface (API).