МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Факультет компьютерных наук и информационных технологий
УТВЕРЖДАЮ
___________________________
"__" __________________20__ г.
Рабочая программа дисциплины
Современные операционные системы
Направление подготовки
230100 – Информатика и вычислительная техника
Профессионально-образовательная программа
Сети ЭВМ и телекоммуникации
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
Очная
Саратов,
2013
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения данной дисциплины является получение теоретических знаний о принципах построения, назначении, свойствах, основах функционирования и архитектуре современных операционных систем и сред (в
том числе распределенных), обеспечивающих организацию вычислительных
процессов в корпоративных информационных системах экономического,
управленческого, производственного, научного и другого назначения, а также практических навыков по созданию (настройке) вычислительной среды
для реализации бизнес-процессов в корпоративных сетях (интрасетях) предприятий.
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Дисциплина «Современные операционные системы» входит в «Профессиональный цикл. Вариативная часть» ФГОС-3. Освоение дисциплины
базируется на знаниях вузовских программ дискретной математики, основ
информатики, архитектуры компьютера, языков и методов программирования. Для изучения дисциплины необходимы компетенции, сформированные
у обучающихся в результате освоения общенаучного цикла по программе бакалавриата или специалитета, дисциплин: «Системное программное обеспечение», «Программирование на языке C++», «Сети ЭВМ», «Организация
ЭВМ и систем».
Изучение дисциплины предполагает знание студентами основ информатики и программирования, вычислительных систем и сетей телекоммуникаций и практическое умение работы на персональном компьютере (ПК).
Необходимо знание структуры ПК и его составляющих, практическая работа
в операционных системах Windows 95/98/Me/2000/XP/2003/Vista/7, офисных
пакетах MS Office, а также умение разрабатывать Windows-приложения на
одном из алгоритмических языков (Visual Basic, С++, С#).
Компетенции, сформированные при изучении данной дисциплины могут быть полезны обучающимся для дальнейшей научной и профессиональной деятельности.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Современные операционные системы»
Данная дисциплина способствует формированию следующих компетенций:
 способен совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);
 способен к самостоятельному обучению новым методам исследования,
к изменению научного и научно-производственного профиля своей
профессиональной деятельности (ОК-2);
 способен свободно пользоваться русским и иностранным языками, как
средством делового общения (ОК-3);
 способен самостоятельно приобретать с помощью информационных
технологий и использовать в практической деятельности новые знания
и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не
связанных со сферой деятельности (ОК-6);
 способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы)
(ОК-7).
 применять перспективные методы исследования и решения профессиональных задач на основе знания мировых тенденций развития вычислительной техники и информационных технологий (ПК-1);
 формировать технические задания и участвовать в разработке аппаратных и/или программных средств вычислительной техники (ПК-4);
 применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием CASE-средств, контролировать качество
разрабатываемых программных продуктов (ПК-6);
 организовывать работу и руководить коллективами разработчиков аппаратных и/или программных средств информационных и автоматизированных систем (ПК-7).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
- знать:
 принципы построения, назначение, структуру, функции и эволюцию
операционных систем (в том числе сетевых), распределенных операционных сред и оболочек;
 концепцию мультипрограммирования, процессов и потоков;
 файловые системы, управление памятью, вводом-выводом и устройствами;
 вопросы эффективности, безопасности, диагностики, восстановления,
мониторинга и оптимизации операционных систем и сред;
 концепции, модели, стандарты и системы протоколов локальных и глобальных вычислительных сетей.
- уметь:
 проводить инсталляцию, конфигурирование и загрузку операционных
систем, в том числе сетевых;
 диагностировать и восстанавливать операционные системы при сбоях и
отказах;
 использовать программные средства мониторинга операционных
средств и утилиты сетевых протоколов в интересах эффективности и
оптимизации операционных систем и сред;
 использовать сетевые технологии для решения экономических задач;
 разрабатывать программные модели.
- владеть:
 навыками инсталляции и сопровождения операционных систем и сред,
разработки программных моделей вычислительного процесса многопрограммных операционных систем с детализацией уровней задач,
процессов, потоков и взаимоблокировок;
Раздел дисциплины
Семестр
Неделя семестра
Лекции
1
2
Введение. Основные
определения и понятия. Назначение,
функции и архитектура операционных систем.
Процессы и потоки.
Управление, планирование
и синхронизация.
Управление памятью.
Методы, алгоритмы и
средства.
Файловые системы.
3
2
4
1-3
5
11
6
3
7
3
8
5
9
Опрос по контрольным вопросам
2
4-6
17
3
6
8
Опрос по контрольным вопросам
2
7-8
11
2
2
7
2
9
10
1
2
7
5
Организация вводавывода.
2
10
10
1
2
7
6
Сети и сетевые средства. Распределенные
операционные системы.
Безопасность и
2
11
12
1
3
8
Опрос по контрольным вопросам
Опрос по контрольным вопросам
Опрос по контрольным вопросам
Опрос по контрольным вопросам
2
12
11
1
3
7
1
2
3
4
7
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу
студентов и трудоемкость (в часах)
Лабораторные
(Практические)
занятия
Самостоятельная
работа
№
п/п
Всего часов
4. Структура и содержание дисциплины «Современные операционные системы»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц 144
часов.
Формы текущего
контроля успеваемости (по неделям семестра)
Формы промежуточной аттестации (по семестрам)
Опрос по кон-
8
9
надежность. Диагностика и восстановление ОС после отказов.
Изучение конкретных
примеров: Linux.
Изучение конкретных
примеров: Windows
Vista.
трольным вопросам
2
13
13
1
3
9
2
14
13
1
4
8
144
14
28
66
Промежуточная аттестация
ИТОГО
Опрос по контрольным вопросам
Опрос по контрольным вопросам. Контрольная
работа на 14 неделе
Экзамен
36
Раздел «Введение. Основные определения и понятия. Назначение,
функции и архитектура операционных систем».
Определение операционной системы. История операционных систем.
Архитектуры операционных систем. Классификация ОС. Основные понятия
ОС. Системные вызовы.
Раздел «Процессы и потоки. Управление, планирование
и синхронизация».
Концепция процессов и потоков. Мультипрограммирование. Взаимодействие процессов. Планирование. Классические задачи взаимодействия
процессов.
Раздел «Управление памятью. Методы, алгоритмы и средства».
Иерархическая организация памяти. Функции ОС по управлению памятью. Задачи распределения памяти. Виртуальная память. Сегментация.
Раздел «Файловые системы».
Файлы и каталоги. Реализация файловой системы. Управление файловой системой и ее оптимизация. Примеры.
Раздел «Организация ввода-вывода».
Принципы функционирования аппаратуры ввода-вывода. Принципы
создания программного ввода-вывода. Уровни программного обеспечения
программного ввода-вывода. Пользовательский интерфейс.
Раздел «Сети и сетевые средства. Распределенные операционные
системы».
Понятие компьютерной сети. Типы сетей. Сетевые протоколы.
Распределенные вычисления и операционные среды. Вычисления в архитектуре клиент-сервер. Сетевые службы. Понятие службы каталогов. Архитектура Active Directory. Принципы построения сетевой файловой службы. Служба каталогов. Межсетевое взаимодействие. Сетевые файловые системы.
Раздел «Безопасность и надежность. Диагностика и восстановление ОС после отказов».
Основные понятия: конфиденциальность, целостность и доступность
данных, типы угроз, политика безопасности. Атаки на систему безопасности:
отказ в обслуживании, повышение уровня полномочий, несанкционированный доступ, вирусы, троянские программы. Базовые технологии безопасности: ограничение сетевого доступа, шифрование, аутентификация, авторизация, аудит, ресурсные квоты. Модели безопасности: обеспечение безопасности в Windows NT/2000/XP и Unix-системах.
Раздел «Изучение конкретных примеров: Linux».
История UNIX и Linux. Обзор системы. Процессы, управление памятью, ввод-вывод в Linux. Файловая система. Безопасность.
Раздел «Изучение конкретных примеров: Windows Vista».
История Windows. Программирование в Windows Vista. Структура системы. Процессы и потоки. Управление памятью, кэширование. Файловая
система. Ввод-вывод. Безопасность.
На практических занятиях студенты получают индивидуальные задания (перечислены в разделе 6 настоящей программы). Задания выполняются
в компьютерном классе.
5. Образовательные технологии
В учебном процессе при реализации компетентностного подхода используются такие активные и интерактивные формы проведения занятий как
модельный метод обучения, разбор конкретных ситуаций, мозговой штурм,
дебаты. Широко используются мультимедийные презентации при представлении лекционного материала.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Современные операционные системы»
а) основная литература:
1. Назаров С.В., Широков А.И. Современные операционные системы.
Учеб. пособие. – М.: Интернет-Университет Информационных Технологий: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.
2. Назаров С.В., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы.
Практикум. Учеб. пособие. – М.: КНОРУС, 2011
б) дополнительная литература:
1. Назаров С.В., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы.
Практикум. Учеб. пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2008.
2. Назаров С. В. Администрирование локальных сетей Windows
NT/2000/.NET. М.: Финансы и статистика, 2003.
3. Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Учеб. пособие. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007.
4. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2005.
5. Таненбаум Э. Современные операционные системы. Изд. 4. СПб.: Питер, 2006.
6. Столингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2004.
7. Мюллер Дж., Чоудри П. Microsoft Windows 2000. Настройка и оптимизация производительности. М.: ЭКОМ, 2001.
8. Руссинович М., Соломон Д. Внутреннее устройство Microsoft
Windows: Windows Server 2003, Windows XP и Windows 2000. Мастеркласс. / Пер. с англ. – 4-е изд. – М.: Издательство «Русская редакция»;
Спб.: Питер, 2006.
9. Назаров С.В. Операционные системы специализированных вычислительных комплексов: Теория построения и системного проектирования. – М.: Машиностроение,1989.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Современные операционные системы»
Лекционная аудитория, оснащенная мультимедийным оборудованием
для организации презентаций (компьютер с проектором и акустической системой и выходом в Интернет). Компьютерный класс, оснащенный компьютерами с современной аппаратной платформой и с выходом в Интернет.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с
учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника» и программе подготовки «Сети ЭВМ
и телекоммуникации».
Автор
Ассистент
___________ Ю. В. Чурсова
Программа одобрена на заседании кафедры математического обеспечения вычислительных комплексов и информационных систем от «___»
________ 2013 года, протокол № ____.
Заведующий кафедрой
__________
Д. К. Андрейченко
Декан факультета
__________
А. Г. Федорова