Document 4539520

НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия подготовки бакалавра
Нижегородский филиал
Федерального государственного автономного образовательного
учреждения высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Факультет бизнес-информатики и прикладной математики
Программа дисциплины
«Операционные системы»
для образовательной программы Программная инженерия
направления подготовки 09.03.04 – Программная инженерия
уровень бакалавра
Разработчики программы:
профессор Кащеев Н.И., nkasheev@hse.ru
ст. преподаватель Кряжев С.В., skryazhev@hse.ru
Одобрена на заседании кафедры «Базовая кафедра МЕРА»
«___»____________ 2015г.
Зав. кафедрой Н.И. Кащеев
Рекомендована Академическим советом образовательной программы
«___»____________ 2015 г., № протокола________
Утверждена «___»____________ 2015 г.
Академический руководитель образовательной программы
В.М. Демкин _________________
Нижний Новгород, 2015 г.
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
Область применения и нормативные ссылки
Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к
знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных
ассистентов и студентов направления подготовки 09.03.04 «Программная инженерия»,
изучающих дисциплину «Операционные системы».
Программа разработана в соответствии с:

ОС ФГАОУ ВПО НИУ ВШЭ по направлению 09.03.04 «Программная инженерия»;

Образовательной программой «Программная инженерия»;

Учебным планом университета по направлению 09.03.04 «Программная инженерия», утвержденным в 2014г.
Цели освоения дисциплины
Целями освоения данной дисциплины являются как получение базовых, теоретических знаний в области функционирования современных ОС, принципов организации ввода/вывода и программирования на машинном уровне, так и приобретение практических
навыков программирования на языке Ассемблер.
Основной задачей изучения дисциплины является формирование базовых представлений, знаний и умений в области организации функционирования современных ОС,
а именно, умений создания и использования эффективного программного обеспечения для
управления вычислительными ресурсами в многопользовательских ОС.
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен знать:










Что такое операционная система, функции ОС
Основные концепции – Процессы, Файлы, Оболочка
Системные вызовы
Структура операционной системы
Процессы, Взаимодействие между процессами
Планирование
Ввод-вывод, Программное обеспечение ввода-вывода
Управление память
Файловые системы
Безопасность
Студент должен уметь:

Использовать основы системного подхода для постановки и решения задач организации оптимального функционирования вычислительных систем.
2
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра

Обоснованно выбирать ОС для решения конкретного круга задач

Выбирать алгоритмы управления ресурсами.

Пользоваться функциями ОС Windows, UNIX при оценке функционирования алгоритмов управления ресурсами вычислительной системы.
В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:
Компетенция
Способен применять основные концепции, принципы,
теории и факты, связанные с
информатикой при решении
научно-исследовательских
задач
Способен моделировать, анализировать и использовать
формальные методы конструирования программного обеспечения
Код по ОС
НИУ
Дескрипторы – основные признаки освоения
(показатели достижения
результата)
Формы и методы обучения,
способствующие формированию и развитию компетенции
ПК-1
Студент демонстрирует понимание основ
функционирования
сети
Лекции и практические
работы
ПК-12
Использует опыт и
интуицию, использует
современные компьютерные технологии
при выполнении заданий учебной дисциплины
Лекции и практические
работы
Место дисциплины в структуре образовательной программы
Настоящая дисциплина относится к базовой части дисциплин профессионального
цикла (Major), обеспечивающих подготовку бакалавра. Курс опирается на следующие
курсы «Архитектура вычислительных систем» и «Программирование». Курс играет важную роль в развитии понимания будущими специалистами программирования и функционирования компьютерных систем и сетей.
Тематический план учебной дисциплины
Трудоемкость дисциплины – 4 зачетные единицы.
Наименование тем
1.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
Всего
часов
Основные понятия операционной системы
Операционная система как расширенная машина
Операционная система как менеджер ресурсов
История развития операционных
1
систем
Первое поколение (1945-1955):
электронные лампы и коммутаци-
Лекции
Практические занятия
8
2
8
2
2
2
Самостоятельная
работа
4
4
3
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
1.5.
1.6.
1.7.
онные панели
Второе поколение (1955-1965):
транзисторы и системы пакетной
обработки
Третье поколение (1965-1980): интегральные схемы и многозадачность
Четвертое поколение (с 1980 года по
наши дни): персональные компьютеры
2.
2.1.
2.2.
2.3.
Основные концепции
3.
3.1.
Системные вызовы
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
Процессы
Файлы
Оболочка
Системные вызовы для управления
процессами
Системные вызовы для управления
сигналами
Системные вызовы для управления
файлами
Системные вызовы для управления
каталогами
Системные вызовы для защиты
Системные вызовы для управления
временем
4.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
Структура операционной системы
Монолитные системы
Многоуровневые системы
Виртуальные машины
Экзоядра
Модель клиент-сервер
5.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
5.7.
5.8.
Процессы
Знакомство с процессами
Модель процессов
Создание процессов
Завершение процессов
Иерархии процессов
Состояния процессов
Реализация процессов
Программные потоки
6.
6.1.
6.2.
6.3.
Взаимодействие между процессами
6.4.
Гонки
Критические секции
Взаимное исключение с активным
ожиданием
Примитивы взаимодействия между
8
2
4
2
8
2
4
2
8
2
4
2
8
2
4
2
8
2
4
2
4
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
6.5.
6.6.
6.7.
6.8.
6.9.
7.
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
7.5.
7.6.
8.
8.1.
8.2.
8.3.
8.4.
8.5.
9.
9.1.
9.2.
9.3.
9.4.
9.5.
9.6.
10.
10.1.
10.2.
10.3.
10.4.
10.5.
процессами
Семафоры
Мьютексы
Мониторы
Передача сообщений
Классические проблемы взаимодействия между процессами
 Проблема обедающих философов
 Проблема читателей и писателей
Планирование
Основы планирования
Планирование в системах пакетной
обработки
Планирование в интерактивных системах
Планирование в системах реального
времени
Политика и механизм планирования
Планирование программных потоков
Ввод-вывод
Аппаратное обеспечение вводавывода
Устройства ввода-вывода
Контроллеры устройств
Ввод-вывод с отображением на память
Прерывания
Прямой доступ к памяти
Программное обеспечение ввода-вывода
Назначение программного обеспечения ввода-вывода
Обработчики прерываний
Драйверы устройств
Независимое от устройств программное обеспечение ввода-вывода
Программное обеспечение вводавывода пользовательского пространства
Взаимная блокировка
Ресурсы
Механизм взаимной блокировки
Алгоритм страуса
Обнаружение и устранение взаимных блокировок
Предотвращение взаимных блоки-
18
2
4
12
18
2
4
12
18
2
4
12
18
2
2
14
5
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
10.6.
11.
11.1.
11.2.
11.3.
11.4.
11.5.
11.6.
11.7.
11.8.
11.9.
11.10.
11.11.
11.12.
11.13.
11.14.
12.
12.1.
12.2.
12.3.
12.4.
12.5.
12.6.
12.7.
12.8.
12.9.
12.10.
12.11.
12.12.
12.13.
12.14.
12.15.
12.16.
12.17.
12.18.
12.19.
12.20.
13.
13.1.
ровок
Избежание взаимных блокировок
Управление памятью
Базовые механизмы управления памятью
Однозадачная система без подкачки
и замещения страниц
Многозадачная система с фиксированными разделами
Переадресация и защита
Подкачка
Управление памятью с помощью
битовых карт
Управление памятью с помощью
связанных списков
Виртуальная память
Замещение страниц
Таблицы страниц
Буферы быстрого преобразования
адресов
Инвертированные таблицы страниц
Алгоритмы замещения страниц
Сегментация и механизмы управления сегментацией и замещением
страниц (intel)
Файловые системы
Файлы
Именование файлов
Структура файла
Типы файлов
Доступ к файлам
Атрибуты файлов
Операции с файлами
Каталоги
Простые каталоги
Иерархические системы каталогов
Пути
Операции с каталогами
Реализация файловой системы
Структура файловой системы
Реализация файлов
Реализация каталогов
Организация дискового пространства
Надежность файловой системы
Производительность файловой системы
Файловые системы с журнальной
структурой
Безопасность
Безопасное окружение
12
4
10 2
12
4
2
2
6
6
2
8
6
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
13.2.
13.3.
Общие виды атак на систему безопасности
Принципы разработки механизмов
безопасности
Итого
152
30
46
92
Формы контроля знаний студентов
Тип контроля
Текущий контроль
Итоговый
Форма кон- 1 год
троля
1 2
Контрольная *
работа
Коллоквиум
*
Экзамен
*
Параметры
Решение задач
Решение задач
устная форма 2 вопроса и 1 задача
Критерии оценки знаний, навыков
Текущий контроль осуществляется в виде еженедельных мини-контрольных работ,
соответствующих домашней работе, на 8 и 16 неделе. Итоговый - экзамен на последней
неделе второго модуля. Учитываются результаты контрольной работы и коллоквиума.
Каждая форма текущего контроля оценивается по 10-балльной шкале, оценка выставляется в рабочую ведомость преподавателя. Контрольная работа и коллоквиум содержат несколько задач. Для каждой из задач студент должен представить решение в электронном
виде, включая исходный код и исполняемый файл программы.
Контроьная работа, коллоквиум
оценка в 10 баллов проставляется в исключительных случаях самостоятельно проведенной работы, результаты которой могут в дальнейшем использоваться в учебном
процессе или в исследовательской работе студента;
оценка в 8-9 баллов проставляется при самостоятельно разработанном или удачно
адаптированном и отлично представленном исследовании по выбранной тематике;
оценка в 6-7 баллов проставляется при своевременно выполненном и самостоятельно представленном исследовании по выбранной тематике;
оценка в 4-5 баллов проставляется при частичном, несамостоятельном участии в
выполнении работ над заданием;
оценка в 2-3 балла проставляется, когда студент не может самостоятельно представить работу или когда работа носит явные признаки заимствований (работу предлагается
переделать);
оценка в 1 балл проставляется при наличии каких-либо демонстративных проявлений безграмотности и неэтичного отношения к работе.
Экзамен
На экзамене, представляющем собой ответы на вопросы и решение задачи с последующим собеседованием, оценка проставляется следующим образом:
7
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
высшая оценка в 9 баллов (10 баллов только в исключительных случаях) проставляется при отличном выполнении заданий (полных, с примерами и возможными обобщениями ответах на вопросы, при правильном решении задачи и детальном ее представлении);
почти отличная оценка в 8 баллов проставляется при полностью правильных ответах на вопросы и решении задачи, но при отсутствии примеров и обобщений, а также детального представления решаемой задачи;
оценка в 7 баллов проставляется при правильных ответах на вопросы и правильном
решении задачи, но при отсутствии пояснений и обобщений, а также детального представления решаемой задачи;
оценка в 6 баллов проставляется при наличии отдельных неточностей в ответах на
вопросы или неточностях в решении задачи непринципиального характера (описки и случайные ошибки);
оценка в 4-5 баллов проставляется в случаях, когда в ответах на вопросы и в решении задачи имеются существенные неточности и ошибки, свидетельствующие о недостаточном понимании изучаемой дисциплины;
оценка в 2-3 балла проставляется при наличии лишь отдельных положительных
моментов в ответах на вопросы и в решении задачи;
оценка в 1 балл проставляется в тех случаях, когда наряду с неправильными ответами на вопросы и решением задачи имеют место какие-либо демонстративные проявления безграмотности или неэтичное отношение к изучаемой дисциплине.
По результатам устного собеседования с преподавателем возможны корректировки
оценки в ту или иную сторону.
Порядок формирования оценок по дисциплине
Накопленная оценка за текущий контроль учитывает результаты студента по текущему контролю следующим образом:
Онакопленная1 = 0,33* Ок/р + 0,33* Окол. + 0,33*Оаудит.
Способ округления накопленной оценки - арифметический.
Результирующая оценка за дисциплину рассчитывается следующим образом:
Орезульт = 0,6*Онакопленная + 0,4*О экзамен
В диплом выставляет результирующая оценка по учебной дисциплине.
Способ округления результирующей оценки по учебной дисциплине – арифметический.
Содержание дисциплины
Глава 1. Основные понятия операционной системы
Тема 1.1. Операционная система как расширенная машина
Рассмотрение ОС с точки зрения расширенной или виртуальной машины.
Тема 1.2. Операционная система как менеджер ресурсов
8
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
ОС как система управления ресурсами.
Тема 1.3. История развития операционных систем
Развитие компьютерных систем – технология, поколения, перспективы. Обзор основных архитектур ЭВМ и ОС.
Основная литература
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2003
Таненбаум Э. Современные операционные системы. 3-е изд. – СПб.:Питер, 2010
Дополнительная литература
Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004
Глава 2. Основные концепции
Тема 2.1. Процессы
Понятие вычислительного процесса и ресурса. Диаграмма состояний процесса. Реализация понятия последовательного процесса в ОС. Процессы и треды. Управление процессами.
Тема 2.2. Файлы
Управление файлами и внешними устройствами. Описание функций операционной
системы для работы с файлами.
Тема 2.3. Оболочка
Обзор функций операционной системы. Функциональные компоненты ОС.. Программы ввода/вывода. Использование системных функций прерывания операционной системы для различных задач.
Основная литература
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2003
Таненбаум Э. Современные операционные системы. 3-е изд. – СПб.:Питер, 2010
Дополнительная литература
Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004
Тема 3. Системные вызовы
Понятие системных вызовов и применение их в ОС различного назначения
Тема 3.1. Системные вызовы для управления процессами
Тема 3.2. Системные вызовы для управления сигналами
Тема 3.3. Системные вызовы для управления файлами
Тема 3.4. Системные вызовы для управления каталогами
Тема 3.5. Системные вызовы для защиты
Тема 3.6. Системные вызовы для управления временем
Основная литература
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2001.
Иртегов Д. Введение в операционные системы. СПб.: BHV-Петербург, 2012
Дополнительная литература
Соломон Д.,Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастеркласс./Пер. с англ. - Спб.: Питер, 2008
Тема 4. Структура операционной системы
Тема 4.1. Монолитные системы
Тема 4.2. Многоуровневые системы
Тема 4.3. Виртуальные машины
9
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
Тема 4.4. Экзоядра
Тема 4.5. Модель клиент-сервер
Принципы виртуализации, мобильности, совместимости, генерируемости, открытости, обеспечения безопасности вычислений. ,Микроядерные операционные системы.
Макроядерные операционные системы. Требования к операционным системам реального
времени. Мультипрограммность и мультизадачность. Приоритеты задач. Наследование
приоритетов. Сихронизация процессов и задач. Интерфейсы операционных систем. Экзоядра - набор сервисов для взаимодействия между приложениями, а также необходимый
минимум функций, связанных с защитой: выделением и высвобождением ресурсов, контроль прав доступа, и т.д. В отличие от ОС на основе микроядра, ОС, базирующиеся на
экзоядре, обеспечивают большую эффективность.
Основная литература
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2001.
Иртегов Д. Введение в операционные системы. СПб.: BHV-Петербург, 2012
Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-ое изд. – СПб.:Питер, 2002
Дополнительная литература
Сетевые операционные системы/ В.Г.Олифер, И.А.Олифер. - Спб.: Питер, 2009.
Соломон Д.,Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастеркласс./Пер. с англ. - Спб.: Питер, 2008
Тема 5. Процессы
Основное понятие процессов и структур с ними связанных. Описание жизненного
цикла процесса. Особенности процессов в различных ОС.
Тема 5.1 Знакомство с процессами
Тема 5.2 Модель процессов
Тема 5.3 Создание процессов
Тема 5.4 Завершение процессов
Тема 5.5 Иерархии процессов
Тема 5.6 Состояния процессов
Тема 5.7 Реализация процессов
Тема 5.8 Программные потоки
Основная литература
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2001.
Иртегов Д. Введение в операционные системы. СПб.: BHV-Петербург, 2012
Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-ое изд. – СПб.:Питер, 2002
Дополнительная литература
Сетевые операционные системы/ В.Г.Олифер, И.А.Олифер. - Спб.: Питер, 2009.
Соломон Д.,Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастеркласс./Пер. с англ. - Спб.: Питер, 2008
Тема 6. Взаимодействие между процессами
Механизмы синзронизации между процессами,создание примитивов управления
межпроцессной синхронизацией.
Тема 6.1 Гонки
Тема 6.1 Критические секции
Тема 6.1 Взаимное исключение с активным ожиданием
10
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
Тема 6.1 Примитивы взаимодействия между процессами
Тема 6.1 Семафоры
Тема 6.1 Мьютексы
Тема 6.1 Мониторы
Тема 6.1 Передача сообщений
Тема 6.1 Классические проблемы взаимодействия между процессами
Основная литература
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2001.
Иртегов Д. Введение в операционные системы. СПб.: BHV-Петербург, 2012
Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-ое изд. – СПб.:Питер, 2002
Дополнительная литература
Сетевые операционные системы/ В.Г.Олифер, И.А.Олифер. - Спб.: Питер, 2009.
Соломон Д.,Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастеркласс./Пер. с англ. - Спб.: Питер, 2008
Тема 7. Планирование
Различие в процессах планирования различных ОС. Отличие потоков от процессов
в области планирования. Алгоритмы и струкутуры.
Тема 7.1 Основы планирования
Тема 7.2 Планирование в системах пакетной обработки
Тема 7.3 Планирование в интерактивных системах
Тема 7.4 Планирование в системах реального времени
Тема 7.5 Политика и механизм планирования
Тема 7.6 Планирование программных потоков
Основная литература
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2001.
Иртегов Д. Введение в операционные системы. СПб.: BHV-Петербург, 2012
Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-ое изд. – СПб.:Питер, 2002
Дополнительная литература
Сетевые операционные системы/ В.Г.Олифер, И.А.Олифер. - Спб.: Питер, 2009.
Соломон Д.,Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастеркласс./Пер. с англ. - Спб.: Питер, 2008
Тема 8. Ввод-вывод
Тема 8.1 Аппаратное обеспечение ввода-вывода
Тема 8.2 Устройства ввода-вывода
Тема 8.3 Контроллеры устройств
Тема 8.4 Ввод-вывод с отображением на память
Тема 8.5 Прерывания
Тема 8.6 Прямой доступ к памяти
Основная литература
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2001.
Иртегов Д. Введение в операционные системы. СПб.: BHV-Петербург, 2012
Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-ое изд. – СПб.:Питер, 2002
Дополнительная литература
Сетевые операционные системы/ В.Г.Олифер, И.А.Олифер. - Спб.: Питер, 2009.
11
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
Соломон Д.,Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастеркласс./Пер. с англ. - Спб.: Питер, 2008
Тема 9. Программное обеспечение ввода-вывода
Тема 9.1 Назначение программного обеспечения ввода-вывода
Тема 9.2 Обработчики прерываний
Тема 9.3 Драйверы устройств
Тема 9.4 Независимое от устройств программное обеспечение ввода-вывода
Тема 9.5 Программное обеспечение ввода-вывода пользовательского пространства
Основная литература
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2001.
Иртегов Д. Введение в операционные системы. СПб.: BHV-Петербург, 2012
Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-ое изд. – СПб.:Питер, 2002
Дополнительная литература
Сетевые операционные системы/ В.Г.Олифер, И.А.Олифер. - Спб.: Питер, 2009.
Соломон Д.,Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастеркласс./Пер. с англ. - Спб.: Питер, 2008
Тема 10. Взаимная блокировка
Тема 10.1 Ресурсы
Тема 10.2 Механизм взаимной блокировки
Тема 10.3 Алгоритм страуса
Тема 10.4 Обнаружение и устранение взаимных блокировок
Тема 10.5 Предотвращение взаимных блокировок
Тема 10.6 Избежание взаимных блокировок
Основная литература
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2001.
Иртегов Д. Введение в операционные системы. СПб.: BHV-Петербург, 2012
Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-ое изд. – СПб.:Питер, 2002
Дополнительная литература
Сетевые операционные системы/ В.Г.Олифер, И.А.Олифер. - Спб.: Питер, 2009.
Соломон Д.,Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастеркласс./Пер. с англ. - Спб.: Питер, 2008
Тема 11. Управление памятью
Тема 11.1 Базовые механизмы управления памятью
Тема 11.2 Однозадачная система без подкачки и замещения страниц
Тема 11.3 Многозадачная система с фиксированными разделами
Тема 11.4 Переадресация и защита
Тема 11.5 Подкачка
Тема 11.6 Управление памятью с помощью битовых карт
Тема 11.7 Управление памятью с помощью связанных списков
Тема 11.8 Виртуальная память
Тема 11.9 Замещение страниц
Тема 11.10 Таблицы страниц
Тема 11.11 Буферы быстрого преобразования адресов
Тема 11.12 Инвертированные таблицы страниц
Тема 11.13 Алгоритмы замещения страниц
12
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
Тема 11.14 Сегментация и механизмы управления сегментацией и замещением страниц (intel)
Основная литература
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2001.
Иртегов Д. Введение в операционные системы. СПб.: BHV-Петербург, 2012
Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-ое изд. – СПб.:Питер, 2002
Дополнительная литература
Сетевые операционные системы/ В.Г.Олифер, И.А.Олифер. - Спб.: Питер, 2009.
Соломон Д.,Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастеркласс./Пер. с англ. - Спб.: Питер, 2008
Тема 12. Файловые системы
Тема 12.1 Файлы
Тема 12.2 Именование файлов
Тема 12.3 Структура файла
Тема 12.4 Типы файлов
Тема 12.5 Доступ к файлам
Тема 12.6 Атрибуты файлов
Тема 12.7 Операции с файлами
Тема 12.8 Каталоги
Тема 12.9 Простые каталоги
Тема 12.10 Иерархические системы каталогов
Тема 12.11 Пути
Тема 12.12 Операции с каталогами
Тема 12.13 Реализация файловой системы
Тема 12.14 Структура файловой системы
Тема 12.15 Реализация файлов
Тема 12.16 Реализация каталогов
Тема 12.17 Организация дискового пространства
Тема 12.18 Надежность файловой системы
Тема 12.19 Производительность файловой системы
Тема 12.20 Файловые системы с журнальной структурой
Основная литература
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2001.
Иртегов Д. Введение в операционные системы. СПб.: BHV-Петербург, 2012
Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-ое изд. – СПб.:Питер, 2002
Дополнительная литература
Сетевые операционные системы/ В.Г.Олифер, И.А.Олифер. - Спб.: Питер, 2009.
Соломон Д.,Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастеркласс./Пер. с англ. - Спб.: Питер, 2008
Тема 13. Безопасность
Тема 13.1 Безопасное окружение
Тема 13.2 Общие виды атак на систему безопасности
Тема 13.3 Принципы разработки механизмов безопасности
Основная литература
13
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
Системное программное обеспечение /А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. - Спб.: Питер, 2001.
Иртегов Д. Введение в операционные системы. СПб.: BHV-Петербург, 2012
Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-ое изд. – СПб.:Питер, 2002
Дополнительная литература
Сетевые операционные системы/ В.Г.Олифер, И.А.Олифер. - Спб.: Питер, 2009.
Соломон Д.,Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастеркласс./Пер. с англ. - Спб.: Питер, 2008
Образовательные технологии
Традиционное чтение лекций. Разбор практических задач.
Методические рекомендации преподавателю
Темы индивидуальных заданий для проведения практических занятий должны отличаться для каждого нового учебного года
Методические указания студентам
Рекомендуется подготовка к каждому занятию по заданиям, озвученным преподавателем на предыдущем занятии.
Для более глубокого усвоения курса предполагается использование студентами дополнительной литературы, работа в библиотеке, поиск информации в сети Интернет.
Самостоятельная работа студентов осуществляется в соответствии с «Методическими рекомендациями по организации самостоятельной работы студентов НИУ ВШЭ –
Нижний Новгород», утвержденными УМС от 30.04.2014, протокол № 4».
Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента
Тематика заданий текущего контроля
Примеры заданий по контрольной работе
1. Модифицировать механизмы планирования потоков в Linux
2. Разработать библиотеку на С для использования при создании потоков в linux
3. Модифцировать ядро windows NT
4. Написать системный драйвер для устройства
5. Разработать алгоритм журналирования ФС
6. Создать систему вывода информации о памяти.
Вопросы для оценки качества освоения дисциплины
Примерный перечень вопросов к экзамену по всему курсу или к итоговому контролю для самопроверки студентов
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Программная модель микропроцессорной системы.
Взаимодействие программ на ассемблере с программами на языке С.
Резидентный обработчик прерываний от клавиатуры с подключением
как до, так и после системного.
Работа с памятью
Взаимодействие прикладных и системных обработчиков прерываний.
Работа драйверов
14
НИУ ВШЭ – Нижний Новгород
Программа дисциплины «Операционные системы»
для направления 09.03.04 – Программная инженерия
подготовки бакалавра
7.
8.
9.
10.
11.
Журналирование файловых систем
Переключение потоков
Загрузка процессов
Выгрузка процессов.
Безопасность адресного пространства
Примеры заданий итогового контроля
Практические задания к экзамену:
Задача 1. Создать структуру потока
Задача 2. Написать драйвер
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
1.
2.
3.
4.
Основная литература:
Системное программное обеспечение / А.В. Гордеев, А.Ю. Молчанов. – СПб.: Питер, 2001. – 736 с.
Иртегов Д. Введение в операционные системы. – 2-е изд. – СПб.: BHV-Петербург,
2012. – 1040 с.
Таненбаум, Э. Современные операционные системы / Э. Таненбаум. - 2-е изд. СПб. : Питер, 2005. - 1038 с. - (Классика Computer Science).
Партыка Т.Л. Операционные системы, среды и оболочки [Электронный ресурс]:
учебное пособие / Т.Л.Партыка, И.И.Попов; ЭБС Знаниум. - 5-e изд., перераб. и
доп. - М.: Форум: НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 560 с.: ил. - (Профессиональное образование). - ISBN 978-5-91134-743-7. - Режим доступа:
http://znanium.com/bookread.php?book=405821. - Загл. с экрана. Гриф МО РФ
Дополнительная литература:
1. Сетевые операционные системы / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб.: Питер, 2001.
– 544 с.
2. Столингс В. Операционные системы. – М.: Вильямс, 2004.
3. Соломон Д. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастер-класс / Д. Соломон, М. Русинович. – СПб.: Питер, 2008. – 992 с.
4. Начальные сведения о персональной ЭВМ типа IBM PC. Программа - оболочка
Norton Commander. Операционная система Windows: Методические указания по
курсу "Информатика" для студентов заочного отделения / С. Н. Митяков [и др.] ;
Мин. обр. РФ, НГТУ. - Нижний Новгород : НГТУ, 2000. - 36 с.
5. Кравченко Л.В. Практикум по Microsoft Office 2007 (Word, Excel, Access),
PhotoShop [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие / Л.В.Кравченко;
ЭБС Знаниум. - М.: Форум: НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 168 с. - ISBN 978-5-91134-6560. - Режим доступа:http://znanium.com/bookread.php?book=408972. - Загл. с экрана.
Материально-техническое обеспечение дисциплины
Занятия проходят в компьютерных классах, оснащенных преподавательским компьютером, персональными компьютерами, объединенных в локальную сеть с возможностью выхода в интернет. В рамках практических занятий используется ПО, установленное
в компьютерных классах.
15