Программа учебной дисциплины «Операционные системы и среды»

Вид учебной работы

Объем часов / зачетных единиц

Максимальная учебная нагрузка (всего)

171 

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

114  

в том числе:

 Практические работы

40

Самостоятельная работа студента (всего)

57

в том числе:

подготовка к лекциям, практическим занятиям, выполнение домашней работы,упражнений, подготовка конспектов первоисточников, рефераты

57

Итоговая аттестация в форме экзамена                                                1 зач.ед.   

Наименование разделов

и тем

Содержание учебного материала, лабораторные  работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работа (проект)

(если предусмотрены)

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Раздел 1. Основы теории операционных систем

Тема 1.1. Общие сведения об операционных системах.

Операционная система как расширенная машина. Функции операционных систем и компоненты. Основные понятия.

2

Самостоятельная работа 1: Операционная система – менеджер ресурсов.

2

2

Тема 1.2. Классификация  операционных систем

Типы операционных систем. Классификация операционных систем.

2

Лабораторная работа 1. Настройка виртуальной операционной системы.

2

2

Самостоятельная работа 2. Программа Virtual PC.Состав и функции.

2

1

 Тема 1.3. Аппаратное обеспечение

Процессор. Память. Защита памяти. Устройства ввода-вывода. Способы ввода-вывода. Шины.

2

2

Самостоятельная работа 3. Загрузка операционных систем.

2

1

Тема 1.4. Интерфейс пользователя. Операционное окружение

Типы интерфейсов. Основные команды  интерфейса командной строки.

2

Лабораторная работа №2.Работа с интерфейсом командной строки Windows.

2

2

Лабораторная работа №3.Работа с интерфейсом командной строки в эмуляторе Unix-системы.

2

2

Тема 1.5. Архитектура операционной системы

Многослойная структура. Типовые средства аппаратной поддержки.

4

1

1

Самостоятельная работа4. Функции средств аппаратной поддержки

2

Раздел 2. Машинно-зависимые свойства операционной системы

Тема 2.1. Архитектурные особенности модели микропроцессорной системы Pentium

Состав регистров.  Привилегированные  команды. Преобразование виртуального адреса в физический.

4

2

Самостоятельная работа 5: Виртуальное адресное пространство

2

2

Тема 2.2. Организация памяти в системах Pentium

Сегментный и сегментно-страничный  механизм. Преобразование адресов.

2

2

 Самостоятельная работа6: Виртуальная память-особенности использования

2

1

Тема 2.3.Система обработки прерываний

Основные понятия. Таблица прерываний. Виды прерываний.

2

1

Самостоятельная работа 7: Инструкция  INT, прерывания IRQ

2

1

Тема 2.4. Модель процесса и потока. Планирование и диспетчеризация

Понятие процесса  и потока. Алгоритмы планирования и диспетчеризация процессов и потоков.

2

1

Лабораторная работа №4. Работа с диспетчером задач в виртуальной и реальной вычислительной системе.

2

2

Самостоятельная работа8: Вытесняющий и невытесняющий механизм планирования.

2

1

Тема2.5. Межпроцессное взаимодействие

Распределение ресурсов. Взаимоблокировка. Условия для возникновения взаимоблокировок и методы предотвращения

2

1

Самостоятельная работа 9.Общие и индивидуальные структуры процесса

2

2

Тема 2.6. Механизм управления памятью. Распределение  памяти

 Способы распределения памяти. Типы адресов. Фиксированные разделы и разделы переменной длины. Сегментная, страничная, сегментно-страничная организация памяти. Свопинг.

2

1

Лабораторная работа №5. Работа с менеджером памяти

2

2

Самостоятельная работа10: Уплотнение памяти.

2

1

Тема 2.7.Учет и распределение  памяти. Алгоритмы замещения страниц.

Битовые массивы и связные списки. Алгоритмы  работы со связными списками и битовыми массивами.

2

2

Самостоятельная работа11: Понятие  фрагментации памяти.

2

1

Тема 2.8.Организация виртуальной памяти. Кэширование данных

Буфер ассоциативной трансляции. Кэширование данных. Отображение памяти на диск.

4

1

Самостоятельная работа12: Файл подкачки.

2

1

Тема 2.9.Обслуживание ввода-вывода. Принципы аппаратуры ввода-вывода

Задачи ОС по управлению файлами и устройствами. Прямой доступ к памяти. Контроллеры DMA.

2

1

Самостоятельная работа13: Синхронные и асинхронные операции ввода-вывода

2

1

Тема 2.10. Программные уровни ввода-вывода

Уровни программного ввода-вывода. Драйверы  устройств. Обработчики прерываний.

2

1

Самостоятельная работа14: Функции драйвера устройства.

2

2

Раздел 3.  Раздел 3.  Машинно - независимые свойства операционных систем

Тема 3.1. Понятие  файла, каталога.

Типы файлов. Именование файлов. Атрибуты. Организация файлов. Каталог и каталоговые  системы.

2

1

Самостоятельная работа15: логическая и физическая запись файла.

2

1

Тема 3.2. Физическая организация  файловой системы

Физическая реализация и структура файловой системы. Разделы. Форматирование.

4

1

Самостоятельная работа16: Понятие непрерывных списков и записей.

2

1

Тема 3.3. Программная часть дисков

Высокоуровневое и низкоуровневое форматирование

2

1

Лабораторная работа № 6.Создание разделов жесткого диска и формирование файловой системы.

4

2

Лабораторная работа № 7.Создание образов разделов жесткого диска

4

3

Самостоятельная работа17: Основной и расширенный раздел.

2

1

Тема 3.4. Файловая система CP-M, CD-Rom

Структура и особенности файловых систем. Физическая организация.

2

1

Самостоятельная работа18: Каталоговая запись.

2

1

Тема 3.5. Файловая система Windows , Unix17

Структура и особенности файловых систем. Физическая организация

2

1

Лабораторная работа № 8. Проверка и восстановление файловой системы.

4

3

Самостоятельная работа19:  Понятие i-узла.

2

1

Раздел 4. Раздел 4. Работа в операционных системах и средах

Тема 4.1. Основные сведения об операционной системы Windows

Основные понятия. Версии продукта. Интерфейс прикладного программирования. Реестр. Ключевые файлы. 

2

1

Самостоятельная работа20:  Ключевые каталоги реестра.

2

1

Тема 4.2. Структура операционной системы 

Общая структура. Уровень аппаратных абстракций. Уровень ядра. Исполняющая система. Системные службы.

2

1

Лабораторная работа №9. Работа с реестром.

4

3

Тема 4.3. Организация хранения данных

Файловая система NTFS. Структура, свойства. Загрузка операционной системы.

2

3

Тема 4.4. Загрузка операционной системы

Процесс загрузки. Способы загрузки.

2

1

Тема 4.5. Утилиты операционной системы

Консоль управления. Структура консоли. Запуск консолей.

2

1

Лабораторная работа №10. Работа с консолями управления. Оптимизация системы.

4

3

Самостоятельная работа21:  Журналы консолей.

2

1

Тема 4.6. Поддержка приложений, разработанных для других ОС

Запуск программ и задание конфигурации. Эмуляция MS-DOS.

2

1

Тема 4.7.Сетевые службы операционной системы

Сетевые службы и компоненты администрирования локальной, групповой политики безопасности.

2

1

Лабораторная работа № 11. Создание учетных записей, настройка прав пользователей.

4

3

Самостоятельная работа22: Шифрование  данных.

3

1

Тема 4.8. Структура операционной системы Unix

Основные понятие и разновидности. Уровни OC UNIX. Компоненты. Среда выполнения процессов. Установка и запуск. Структура ядра.

4

1

Лабораторная работа № 12. Установка и настройка ОС ASP Linux.

4

2

Самостоятельная работа23: Особенности создания учетных записей

3

1

Тема 4.9. Процессы и управление памятью

Основные понятия. Реализация процессов и организация памяти. Системные вызовы.

2

1

Основные понятия. Реализация процессов и организация памяти. Системные вызовы.

2

1

Лабораторная работа № 13. Настройка и обслуживание системы.

2

2

Самостоятельная работа 24:Особенности оценки производительности

3

1

Тема 4.10. Организация ввода-вывода. Файловые системы

Реализация файловой системы. Оболочка. Структура команд. Утилиты.

2

1

Самостоятельная работа25: Основные команды.

3

1

Тема 4.11. Средства управления и обслуживания в Linux

Служебные программы. Управление аппаратурой. Персональные настройки

2

1

Самостоятельная работа 26: Основные стандартные приложения.

3

1

Тема 4.12. Безопасность  операционных систем

Понятие безопасности. Аутентификация пользователей. Антивирусные программы и брандмауэр.

2

1

Всего:

171

Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

 знать:

• основные функции операционных систем;
• машинно-независимые свойства операционных систем;
• принципы построения операционных систем;
• сопровождение операционных систем.

уметь

• использовать средства операционных систем и сред для решения практических задач;
• использовать сервисные средства, поставляемые с операционными системами;
• устанавливать различные операционные системы;
• подключать к операционным системам новые сервисные средства;
• решать задачи обеспечения защиты операционных систем.

Текущий  контроль в форме опроса

Текущий  контроль в форме опроса

Текущий  контроль в форме опроса

Итоговый контроль в форме зачета   

 Текущий контроль в форме практического задания

Текущий контроль при выполнении практических заданий

Текущий контроль при выполнении практических заданий

Текущий контроль при выполнении практических заданий

Текущий контроль при выполнении практических заданий