Часть 1. История, архитектура, основные концепции организации и функционирования ОС

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Для студентов заочного обучения направления 231000 «Программная инженерия»

Иваново 2014

 

Составил М.Л. СОЛОВЬЕВ

 

Методические указания к изучению дисциплины “Операционные системы” составлены на основе требований федерального государственного общеобразовательного стандарта высшего профессионального образования Российской Федерации. Предназначены для студентов направления 231000«Программная инженерия».

 

 

Методические указания утверждены цикловой методической комиссией.

 

 

Рецензент

Кафедра Программного обеспечения компьютерных систем Ивановского государственного энергетического университета


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Цели и задачи курса

Целью курса является формирование у студентов систематического представления об основах организации и функционирования операционных систем. Объем полученных знаний дает возможность обучаемым эффективно использовать системные средства при работе с компьютерами в широком круге областей производственной и управленческой деятельности.

Задачикурса:

- изучить теоретические основы построения операционных систем, работающих на различных аппаратных платформах;

- изучить основные концепции управления ресурсами вычислительных систем в различных операционных системах;

- получить практические знания для эффективного использования операционных систем.

Студент, изучивший дисциплину “Операционные системы”, должен знатьследующее:

1. Теоретические основы организации операционных систем (ОС):

- основная терминология в организации ОС;

- фундаментальные концепции и принципы построения ОС;

- архитектура операционных систем;

- основные концепции организации и управления локальными ресурсами ОС: процессами, основной и внешней памятью, устройствами ввода/вывода;

- особенности построения сетевых операционных систем.

2. Практические сведения о работе с Unix-подобными операционными системами на примере ОС GNU/Linux:

- структура ОС;

- системные вызовы и выполнение кода ядра;

- система команд и интерфейс командной оболочки;

- управление внешними устройствами;

- файловые системы и их монтирование.

3. Практические сведения о работе с мультипрограммными операционными системами на примере графических ОС Windows:

- архитектура;

- организации многозадачности;

- виртуальная память;

- работа с реестром;

- файловые системы;

- работа в сети.

Тематический план курса

 

N Темы Наименование темы Объем, час.
Определение операционной системы, ее роль в функционировании вычислительных систем. Классификация и поколения ОС. История развития ОС.
Архитектура операционных систем Модульная структура ОС. Ядро и его функции. Вспомогательные модули ОС. Ядро в привилегированном режиме. Многослойная структура ОС. Переносимость ОС. Микроядерная архитектура ОС, ее достоинства и недостатки. Совместимость операционных систем.  
Основные концепции управления ресурсами ОС 1. Управление процессами. Понятие процесса. Состояние процесса и операции над процессами. Описатели процесса. Основные принципы планирования. Приоритеты. Асинхронные параллельные процессы. Взаимоисключения и их реализация. Семафоры. Проблемы тупиков. 2. Управление памятью. Физическая память и стратегии ее управления. Связное и несвязное распределение памяти. Защита памяти. Организация виртуальной памяти. Страницы и сегменты. Механизм преобразования виртуальных адресов в реальные. Управление виртуальной памятью. 3. Кэширование данных. Принцип действия кэш-памяти. Проблема согласования данных. Способы отображения основной памяти на кэш. 4. Управление внешней памятью. Введение в планирование работы с жесткими дисками. Виды планирования. Физическая организация и адресация файлов.  
Операционные системы Unix/Linux 1. Начальные сведения о работе в среде Unix. Окружение пользователя. Интерфейс командной оболочки. 2. Файловые системы Linux. Имена и типы файлов. Права доступа к файлу. 3. Создание и монтирование файловых систем. Структура дискового раздела. 4. Структура системы и ядро классической Unix. Системные вызовы и выполнение кода ядра. Управление устройствами. Управление процессами.  
Операционные системы Windows 1. Архитектура ОС Windows. 2. Кольца защиты. 3. Системная виртуальная машина. 4. Слой Windows API и системные файлы. 5. Низкоуровневые компоненты ОС. 6. Поддержка Plug and Play. 7. Организация многозадачности. 8. Реестр ОС Windows. 9. Обеспечение совместимости ОС Windows с предыдущими версиями. 10. Последовательность загрузки Windows. 11. Виртуальная память. Распределение памяти. 12. Файловые системы Windows. 13. Организация доступа к файловой системе.
Всего часов
Контрольных работ

Литература

1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. – СПб.: Питер, 2002.

2. Гордеев А.В., Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение. - СПб.: Питер, 2001.

3. Таненбаум Э. Современные операционные системы. – 2-е изд. – СПб.: Питер, 2002.

4. Таненбаум Э., Вудхалл А. Операционные системы: разработка и реализация. – СПб.: Питер, 2005.

5. Соломон Д., Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows: Windows Server 2003, Windows XP и Windows 2000. Мастер-Класс. – СПб.: Питер, М. Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2008.

6. Нортон П., Мюллер Дж. Полное руководство по Microsoft Windows XP: Пер. с англ.- М.:ДМК Пресс, 2002.-736с.

7. Петерсен Р. Linux. Полное руководство. – BHV, Киев, 2000.

 

 

Вопросы для самоконтроля и выполнения контрольных заданий

Часть 1. История, архитектура, основные концепции организации и функционирования ОС

  1. Определение операционной системы. Классификация ОС. Основные этапы в истории развития ОС.
  2. Архитектура операционной системы.Основные модули в структуре ОС. Многослойная структура ОС.
  3. Ядро ОС и его функции. Ядро в привилегированном режиме. Вспомогательные модули ОС.
  4. Аппаратная зависимость и переносимость ОС. Типовые средства аппаратной поддержки ОС.
  5. Машинно-зависимые компоненты ОС. Условия переносимости операционной системы.
  6. Микроядерная архитектура ОС, ее достоинства и недостатки.
  7. Совместимость операционных систем. Множественные прикладные среды.
  8. Понятие вычислительного процесса и управления процессами. Состояние процесса и операции над процессами. Описатели процесса (контекст процесса, блок управления процессом).
  9. Асинхронные параллельные процессы. Взаимоисключения и их реализация.
  10. Синхронизация процессов с помощью семафоров.
  11. Тупики. Предотвращение, обнаружение и обход тупиков.
  12. Физическая память и стратегии ее управления. Связное и несвязное распределение памяти. Защита памяти.
  13. Организация виртуальной памяти. Страничная, сегментная и комбинированная организация виртуальной памяти. Механизм преобразования виртуальных адресов в реальные.
  14. Управление виртуальной памятью. Основные стратегии. Свойство локальности.
  15. Кэширование данных. Принцип действия кэш-памяти. Проблема согласования данных.
  16. Способы отображения основной памяти на кэш. Случайное и детерминированное отображение.
  17. Основные уровни планирования при управлении процессами. Цели и критерии планирования.
  18. Основные принципы планирования при управлении процессами. Приоритеты. Планирование с переключением и без переключения.
  19. Введение в планирование работы с жесткими дисками. Виды планирования.
  20. Физическая организация и адресация файлов. Способы организации файлов.

 

 





©2015-2017 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.

Обратная связь

ТОП 5 активных страниц!