Главная
страница 1


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Радиофизический факультет

Центр «Безопасность информационных систем и средств коммуникаций»


УТВЕРЖДАЮ

Декан радиофизического факультета
____________________Якимов А.В.

«18» мая 2011 г.

Учебная программа
Дисциплины Б3.Б7 «Операционные системы»
по направлению 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии»

Нижний Новгород

2011 г.

1. Цели и задачи дисциплины



Цель курса «Операционные системы» состоит в изучении целей и задач, решаемых операционной системой, принципов построения современных операционных систем. В рамках курса дается классификация операционных систем, обсуждаются общие вопросы функционирования операционной системы. Рассматриваются вопросы организации долговременного хранения информации. Подробно рассматриваются наиболее распространенные современные операционные системы. Приводятся перспективные направления развития операционных систем.

Знания, полученные в рамках изучения курса, позволят слушателям легко ориентироваться в мире современных операционных систем. Подробное рассмотрение наиболее распространенных операционных систем поможет более эффективно использовать ресурсы, предоставляемые операционной системой, в разработке и эксплуатации системного и прикладного программного обеспечения.


2. Место дисциплины в структуре программы бакалавра

Дисциплина «Операционные системы» относится к дисциплинам базовой части профессионального цикла основной образовательной программы по направлению 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии», преподается в 7 семестре.

Знания в области операционных систем приобретаются на завершающем этапе обучения и используются выпускником ВУЗа в последующей научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе в области фундаментальной информатики и информационных технологий. Кроме того, эти знания необходимы для изучения дисциплин по профилю специализации и для выполнения выпускных квалификационных работ, содержание которых соответствует содержанию дисциплины «Операционные системы».
3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате освоения дисциплины «Операционные системы» формируются следующие компетенции:



  • владение основными методами, способами и средствами получения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК 12);

  • способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК–13);

  • способность применять в профессиональной деятельности современные языки программирования, способность исследовать и разрабатывать модели, алгоритмы, методы и программные решения по тематике проводимых научно-исследовательских проектов (ПК–1);

  • способность профессионально решать задачи производственной и технологической деятельности, включая: разработку алгоритмических, программных решений в области системного и прикладного программирования, разработку математических, информационных и имитационных моделей (ПК–2);

  • способность разрабатывать и реализовывать процессы жизненного цикла информационных систем, программного обеспечения, сервисов систем информационных технологий, а также методы и механизмы оценки и анализа функционирования средств и систем информационных технологий; способность разрабатывать проектную и программную документацию, удовлетворяющую нормативным требованиям (ПК–3);

  • способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат, фундаментальные концепции и системные методологии, способность использовать современные инструментальные и вычислительные средства (ПК–4);

  • способность осуществлять целенаправленный поиск информации о новейших научных и технологических достижениях в сети Интернет, способность взаимодействовать и сотрудничать с профессиональными сетевыми сообществами и международными консорциумами, отслеживать динамику развития выбранных направлений области информационных технологий (ПК–6);

  • способность применять на практике международные и профессиональные стандарты информационных технологий, современные парадигмы и методологии, инструментальные и вычислительные средства (ПК–7);

  • способность профессионально владеть базовыми математическими знаниями и информационными технологиями, эффективно применять их для решения научно-технических задач и прикладных задач, связанных с развитием и использованием информационных технологий (ПК–8);

  • способность осуществлять на практике современные методологии управления жизненным циклом и качеством систем, программных средств и сервисов информационных технологий (ПК–9)

  • знание кодекса профессиональной этики и следование ему в жизни (ПК–10);

  • способность формировать суждения о значении и последствиях своей профессиональной деятельности с учетом социальных, профессиональных и этических позиций (ПК–11);

  • понимание концепций и абстракций математическая логики и теории алгоритмов, теорию автоматов и формальных языков, способность использовать их в практической деятельности (ПК–15).

В результате изучения дисциплины студенты должны



знать:

  • общие принципы построения операционных систем;

  • принципы взаимодействия программного и аппаратного обеспечения ЭВМ;

  • способы организации современных файловых систем;

уметь:

  • тонко настраивать современные операционные системы под аппаратные требования;

владеть:

  • навыками администрирования современных операционных систем.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.


Виды учебной работы

Всего часов

Семестры

Общая трудоемкость дисциплины

144

7

Аудиторные занятия

64

64

Лекции

32

32

Практические занятия (ПЗ)





Семинары (С)





Лабораторные работы (ЛР)

32

32

Другие виды аудиторных занятий





Самостоятельная работа

44

44

Курсовой проект (работа)





Расчетно-графическая работа





Реферат





Домашняя работа

44

44

Вид итогового контроля

экзамен (36)

экзамен (36)

5. Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплины и виды занятий


№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции

ПЗ (или С)

ЛР

1.

Введение. Классификация операционных систем (ОС)

2





2.

Общая структура ОС

5





3.

Файловые системы

5





4.

Простейшие типы ОС

1





5.

ОС семейства MS-DOS

3



12

6.

Семейство ОС Novell NetWare

3





7.

Семейство ОС Windows NT

4



10

8.

Семейство ОС UNIX

4



10

9.

Сетевые возможности различных ОС

4





10.

Заключение

1




5.2. Содержание разделов дисциплины


Раздел 1. Введение. Классификация операционных систем (ОС)

Дисковые и бездисковые ОС. Одно- и многопользовательские ОС. Одно- и многозадачные ОС. Сетевые и несетевые ОС.


Раздел 2. Общая структура ОС

Функции ядра ОС. Управление памятью. Защита и распределение памяти. Виртуальная память. Управление задачами: порождение, сопровождение и завершение задач, планирование. Типы многозадачности. Взаимодействие между задачами: совместное использование ресурсов, shared memory семафоры. Коммуникации между задачами: сигналы, сообщения, каналы, сокеты. Управление вводом/выводом: модульность, унификация интерфейса.


Раздел 3. Файловые системы (ФС)

Понятие файла и файловой системы. Тривиальные ФС. Файловые системы, размещаемые в ПЗУ и оперативной памяти. FAT: организация, понятие кластера, структура каталога, особенности корневого каталога устройства, VFAT. ФС Novell NetWare. TurboFAT. HFS. NTFS: HPFS, журналирование, сжатие, многопоточность. Inode-ориентированные ФС: информация, хранящаяся в Inod’е, каталоги, организация каталогов. Использование B-деревьев при построении файловой системы.


Раздел 4. Простейшие типы ОС

Основные черты. Тест мониторы.


Раздел 5. ОС семейства MS-DOS

Историческая справка. Требования к ресурсам. Область применения. Типы и структура исполняемых файлов. Распределение памяти при работе в DOS. Интерфейс INT2x. Используемая ФС. Расширители DOS: QEMM, Windows. Другие OS семейства: DR-DOS, Novell DOS, FreeDOS.


Раздел 6. Семейство ОС Novell NetWare

Историческая справка. Требования к ресурсам. Область применения. Исполняемые модули – NLM. Особенности распределения памяти. Исполь­зование многих колец защиты.


Раздел 7. Семейство ОС Windows NT

Историческая справка. Требования к ресурсам. Область применения. Концепция NT. Архитектура. Основные подсистемы: микроядро, серверы, интегрированные подсистемы, подсистемы окружения. Работа в режиме ядра, в режиме пользователя. Архитектура управления памятью. Виртуальная память. Процессы и нити. Потоки. Планирование и синхронизация потоков. RPC.


Раздел 8. Семейство ОС UNIX

Историческая справка. Требования к ресурсам. Область применения. Основные понятия ОС UNIX. POSIX. Ядро. Особенности управления памятью и процессами. Планировщик. Взаимодействие между процессами. Базовые механизмы разграничения доступа. Управление вводом-выводом. Блочные и потоковые драйверы. Особенности современных файловых систем. Типы файлов. RPC.


Раздел 9. Сетевые возможности различных ОС

Основные сетевые сервисы: файловый сервис, сервис приложений, сервис печати, служба каталогов, служба имен, Internet-сервисы. Реализация сетевых сервисов в различных ОС. NDS. NDS eDirectory. Active Directory. NIS. Terminal Service. X-Window System.


Раздел 10. Заключение

Перспективы и пути развития ОС.


6. Лабораторный практикум


№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторной работы

1.

5

Операционная система DOS

2.

7

Работа с файлами и каталогами в ОС Windows

3.

8

Работа в ОС Linux

7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

7.1. Рекомендуемая литература

а) основная литература:



  1. Соловьев Г.Н., Никитин В.Д. Операционные системы ЭВМ. –М: Высшая школа, 1989. – 255с.

  2. Робачевский А.М. Операционная система UNIX. –СПб.: BHV.

  3. Рихтер Дж. Windows для профессионалов: создание эффективных Win32 приложений с учетом специфики 64 разрядной версии Windows/Пер. с англ., 4 е изд., СПб. Питер; М. Издательско торговый дом «Русская редакция», 2001, 752 стр.

  4. Maurice J Bach The Design Of The Unix Operating System. Prentice-Hall, 1986.

  5. Ценк А. Novell NetWare 4.x К. BHV, 1996

  6. Розен К., Розински Р., Фарбер Дж., Хост Д. Unix System V Release 4 Издательство «Лори»

  7. Microsoft Press, Ресурсы Windows NT /пер. с англ. Спб. 1995.

б) дополнительная литература:



  1. Шульман Э., Неофициальная Windows 95 К.:Диалектика, 1995.

  2. Лоренс Б. Novell NetWare 4.1в подлиннике/Пер. с англ. СПб. BHV. 1996.

  3. R Brown, J Kyle, PC Interrupts: A Programmer's Reference to BIOS, DOS, and Third-Party Calls, Addison-Wesley 1996.

  4. Microsoft Press, Сетевые средства Windows NT / пер. с англ. Спб. 1995.

  5. Зубанов Ф.В. Microsoft Windows 2000. Планирование, развертывание, установка. –М: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2000. –416с.

8. Вопросы для контроля



  1. Классификация современных ОС.

  2. Одноранговые сетевые ОС.

  3. MS-DOS. Распределение оперативной памяти (conversional memory, HMA, EMS, XMS).

  4. Файловые системы FAT и VFAT.

  5. Файловая система Novell NetWare. Журналирование. Поддержка дополнительных пространств имен.

  6. Концепции Windows NT. Архитектура ядра NT, защищенные подсистемы (Win 32, Win 16, DOS, OS/2, POSIX).

  7. ОС семейства Microsoft Windows NT. Процессы и нити, планирование процессов и нитей.

  8. Концепции построения семейств Windows 3.x и 9x/ME.

  9. Концепции построения OS/2.

  10. Сравнительные особенности ядер операционных систем Windows NT и OS/2.

  11. Концепции ОС семейства Novell NetWare. NLM. Нити. Кольца защиты.

  12. ОС Novell Netware. Атрибуты файлов. Разграничение доступа к файлам.

  13. ОС семейства UNIX. System V IPC. Разделяемая память. Семафоры. Сообщения. Программные каналы.

  14. ОС семейства UNIX. Сигналы.

  15. ОС семейства UNIX. Управление вводом - выводом. Блочные, символьные и потоковые драйверы.

  16. ОС семейства UNIX. Потоки. Программный интерфейс сокетов.

  17. ОС семейства UNIX. Общий алгоритм работы планировщика. Традиционный механизм управления процессами на уровне пользователя.

  18. ОС семейства UNIX. Управление памятью. Виртуальная память. Аппаратно-независимый уровень управления памятью. Swapping и paging.

  19. ОС семейства UNIX. Архитектура виртуальной файловой системы. Виртуальные индексные дескрипторы. Монтирование файловых систем.

  20. Общие принципы разграничения доступа в ОС семейства UNIX. Пользователи и группы. Идентификаторы. Разграничения прав на доступ к файловой системе.

  21. ОС семейства UNIX.Удаленный вызов процедур (RPC). NFS.

  22. ОС семейства UNIX. Пользовательская и ядерная составляющая процессов. Жизненный цикл процесса.

  23. Файловая система S5fs. Суперблок. Индексные дескрипторы. Имена файлов. Недостатки и ограничения.

  24. Файловая система FFS. Структура каталога.

  25. ОС семейства UNIX. Управление памятью. Виртуальная память. Аппаратно-независимый уровень управления памятью. Swapping и paging.

  26. Основные сетевые сервисы ОС UNIX. X-Window.

9. Критерии оценок




Превосходно

Превосходная подготовка с очень незначительными погрешностями

Отлично

Подготовка, уровень которой существенно выше среднего с некоторыми ошибками

Очень хорошо

В целом хорошая подготовка с рядом заметных ошибок


Хорошо

Хорошая подготовка, но со значительными ошибками


Удовлетворительно

Подготовка, удовлетворяющая минимальным требованиям

Неудовлетворительно

Необходима дополнительная подготовка для успешного прохождения испытания

Плохо

Подготовка совершенно недостаточная

10. Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки

Курсовые работы не предусмотрены.

Программа составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии»

Автор программы ___________ Рябов А.А.

Программа рассмотрена на заседании Центра БИСК 25 марта 2011 г. протокол № 6–2010/2011

Руководитель ЦеБИСК ___________________________ Ротков Л.Ю.

Программа одобрена методической комиссией факультета 11 апреля 2011 года

протокол № 05/10

Председатель методической комиссии_________________ Мануилов В.Н.





Смотрите также:
Учебная программа Дисциплины б7 «Операционные системы» по направлению 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии»
136.79kb.
1 стр.
Учебная программа Дисциплины б3 «Основы программирования» по направлению 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии»
130.85kb.
1 стр.
Место дисциплины в структуре ооп принципы построения курса: Курс входит в профессиональный цикл ооп 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии»
33.6kb.
1 стр.
Место дисциплины в структуре ооп принципы построения курса: Курс входит в профессиональный цикл ооп 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии»
31.14kb.
1 стр.
Аннотация рабочей программы дисциплины
14.15kb.
1 стр.
Курсовая работа по дисциплине «Цифровые методы обработки изображений» Направление: 010300. 68 «Фундаментальная информатика и информационные технологии»
153.45kb.
1 стр.
Рабочей программы дисциплины Функциональный анализ Место дисциплины в структуре ооп принципы построения курса: Курс входит в математический и естественнонаучный цикл ооп 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии»
24.9kb.
1 стр.
Рабочая программа дисциплины операционные системы
274.73kb.
1 стр.
Отчет по учебной практике бакалавра направления 010300. 62 "Фундаментальная информатика и информационные технологии"
48.56kb.
1 стр.
Программа «Информатика и компьютерные науки»
50kb.
1 стр.
Рабочей программы дисциплины программная инженерия Место дисциплины в структуре ооп принципы построения курса: Курс входит в профессиональный цикл ооп 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии»
26.68kb.
1 стр.
Информационные системы и технологии
3769.69kb.
17 стр.