Учебно-методический комплекс дисциплины операционные системы, среды и оболочки 080800. 62 «Прикладная информатика»

	«УТВЕРЖДАЮ»
	Заведующий кафедрой информатики, математического и компьютерного моделирования
	______________ Чеботарев А.Ю.
	«___15___»_сентября____2012____г.

080800.62 «Прикладная информатика»

Форма подготовки очная

	«УТВЕРЖДАЮ»
	Заведующий кафедрой информатики, математического и компьютерного моделирования
	______________ Чеботарев А.Ю.
	«___15___»_сентября____2012____г.

080800.62 «Прикладная информатика»

Форма подготовки очная

• 
  представления об операционной системе как о посреднике взаимодействия пользователя и прикладных программ с аппаратным обеспечением компьютера;
  
• 
  более глубокого понимания механизмов выполнения программ;
  
• 
  способности выбирать и оценивать операционные системы, исходя из специфики задач, которые должны на них выполняться;
  
• 
  навыков работы с современными операционными системами.
  

• 
  Знать:
  

• 
  теоретические понятия: операционной системы, операционной среды, оболочки, процесса, потока, синхронизации процессов, планирования процессов, виртуальной памяти;
  
• 
  общие принципы архитектуры компьютера;
  
• 
  критерии эффективности операционных систем;
  
• 
  различные технологии многопроцессорных систем;
  
• 
  основы компьютерной безопасности.
  

• 
  Уметь: разбираться в особенностях конкретных операционных систем, выполнять установку и настройку операционной системы, писать bat-сценарии.
  
• 
  Владеть: навыками работы с командной строкой и графическим интерфейсом пользователя, навыками администрирования операционной системы.
  

1. 
   Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne. Operating Systems Concepts. 7^th edition.
   
2. 
   William Stalling. Operating Systems. 6^th edition.
   
3. 
   Гордеев А.В. Операционные системы. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2004.
   
4. 
   Партыка Т.Л., Попов И.И. Операционные системы, среды и оболочки. Учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. – 400 с.
   
5. 
   Сетевые операционные системы / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб.: Питер, 2002. – 544 с.: ил.
   
6. 
   Таненбаум Э. Современные операционные системы. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2010. – 1120 с.: ил.
   
7. 
   Таненбаум Э., Вудхалл А. Операционные системы. Разработка и реализация. Классика CS. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2007. – 704 с.: ил.
   

1. 
   Распределённые системы. Принципы и парадигмы / Э. Таненбаум, М. ван Стеен. – СПб.: Питер, 2003. – 877 с.: ил.
   
2. 
   Саймон Ричард. Microsoft Windows API. Справочник системного программиста. Второе издание, дополненное: Пер. с англ./Ричард Саймон – К.: ООО «ТИД «ДС», 2004. – 1216 с.
   
3. 
   Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 5-е изд. – СПб.: Питер, 2007. – 844 с.: ил.
   
4. 
   Уильям Р. Станек. Командная строка Miscrosoft Windows. Справочник администратора.: Пер. с англ. – М.: Издательско-торговый дом «Русская Редакция», 2004. – 480 с.: ил.
   

5. 
   http://window.edu.ru/resource/170/79170 Операционные системы, среды и оболочки: Учебное пособие Автор/создатель: Макаренко С.И. - СПб.: Питер, Год: 2008 
   
6. 
   http://window.edu.ru/resource/658/23658 Операционные системы и протоколы вычислительных систем. Рабочая программа дисциплины - СПб.: СПбГЭТУ, 2003.
   
7. 
   http://window.edu.ru/resource/075/79075 Замятин А.В. Операционные системы. Теория и практика: учебное пособие / А.В. Замятин. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 281 с.
   
8. 
   http://www.stolyarov.info/books/unixref Операционная среда ОС UNIX для изучающих программирование: Учебное пособие Автор/создатель: Столяров А.В.
   
9. 
    http://www.helloworld.ru/texts/comp/os/linux/unix2/index.htm
   

10. 
    http://cyberleninka.ru/article/n/fraktalnye-razvivayuschiesya-arhitektury СЕМЕНОВ А. С. Фрактальные развивающиеся архитектуры // УБС. 2010. №30-1..
    

1. 
   Написать bat-сценарий, содержащий по 3 примера на <, >, >>.
   
2. 
   Написать bat-сценарий, который содержал бы в себе элементы синтаксиса <, >, >>, |, &, &&, ||, ^; команды cls, echo, rem, title, color; работу с аргументами сценария и переменными; арифметические операции; строковое сравнение и сравнение с операторами equ, neq, lss, leq, gtr, geq; оператор if и вложенный оператор if.
   
3. 
   Написать сценарий, в котором необходимо создавать 20 папок с именами cat01, …, cat20 и 40 файлов - с именами test01.txt, … test40.txt. В каждом файле должно быть записано случайное число (переменная среды %RANDOM%). Созданные 40 файлов скопировать в каждую из 20 папок. Исходный набор файлов удалить без использования цикла.
   
4. 
   Написать сценарий для автоматического тестирования программы. На вход сценарию подается структурированный файл с тестами, каждая запись которого содержит номер теста, аргументы и предполагаемый результат. На выходе должен получиться структурированный файл, каждая запись которого содержит номер теста и значение ok или fail в зависимости от того, совпал ли результат работы программы с предполагаемым результатом теста.
   
5. 
   Написать сценарий для автоматического тестирования. Создать папку с эталонными значениями программы (предполагаемые результаты). Написать сценарий, который бы записывал выходное значение программы в файл и сравнивал его с соответствующим ему эталонным при помощи команды fc.
   
6. 
   Составить по 3 примера на использование каждой из утилит: schtasks, driverquery, systeminfo, reg, sc, shutdown, eventquery, eventcreate, eventtriggers, tasklist, taskkill.
   
7. 
   Изучить, как работают утилиты: arp, cacls, chkdsk, chkntfs, cipher, clip, comp, convert, date, defrag, diskpart, fc, format, getmac, hostname, ipconfig, nbstat, net, netsh, netstat, nslookup, ntbackup, pause, ping, popd, print, pushd, systeminfo, time, ver, vol. Составить по 2 примера использования каждой из них.
   

1. 
   Для следующих производителей операционных систем в докладе осветить их историю становления, основные продукты, а также выпущенные операционные системы и их назначение:
   
   1. 
      OpenSource.
      
   2. 
      Microsoft.
      
   3. 
      Apple.
      
   4. 
      Sun.
      
   5. 
      Google.
      
2. 
   Архитектура ПК (по http://imcs.dvgu.ru/works/course_view?id=1851):
   
   1. 
      Чипсеты и материнские платы.
      
   2. 
      Центральный процессор.
      
   3. 
      Оперативная память.
      
   4. 
      Системные шины (ISA, AGP, PCI, USB, FireWire).
      
   5. 
      Жесткие диски. Интерфейсы IDE, SCSI.
      
   6. 
      Оптические диски (CD, DVD, Blu-ray, HD-DVD).
      
   7. 
      Flash-память.
      
   8. 
      Мониторы (CRT, LCD).
      
   9. 
      Принтеры.
      
   10. 
       Видеокарты.
       
   11. 
       Звуковые карты и колонки.
       
   12. 
       Клавиатура и мышь.
       
3. 
   Компьютерная безопасность:
   
   1. 
      Конфиденциальность, целостность и доступность как условия компьютерной безопасности.
      
   2. 
      Виды злоумышленников и шаблоны их поведения.
      
   3. 
      Инсайдерские атаки: логические бомбы, лазейки (backdoors).
      
   4. 
      Атаки извне. Атаки, использующие дефекты программного кода.
      
   5. 
      Вредоносные программы: троянские кони, вирусы, черви, боты, руткиты.
      
   6. 
      Аутентификация.
      
   7. 
      Управление доступом.
      
   8. 
      Брандмауэры. Системы обнаружения проникновения (Intrusion Detection Systems).
      
   9. 
      Способы защиты от вредоносного ПО. Антивирусные технологии.
      
   10. 
       Основы криптографии: шифрование с закрытым и открытым ключом, цифровые подписи.
       
4. 
   Многопроцессорные системы. Системы реального времени:
   
   1. 
      Мультипроцессорные ОС. Особенности синхронизации и планирования.
      
   2. 
      Мультикомпьютерные ОС. Особенности планирования. Remote Procedure Call (RPC). Балансировка нагрузки.
      
   3. 
      Виртуализация.
      
   4. 
      Распределенные системы. Связующее ПО.
      
   5. 
      ОС реального времени. Особенности планирования.
      
   6. 
      Встроенные (embedded) ОС.
      
   7. 
      Мультимедийные ОС.
      

1. 
   Основные элементы компьютера. Команды процессора. Командный цикл.
   
2. 
   Регистры процессора: видимые пользователю, управляющие, статусные.
   
3. 
   Прерывания.
   
4. 
   Иерархия памяти. Кэш.
   
5. 
   Способы осуществления ввода-вывода.
   
6. 
   Операционные системы: определение, назначение, функции.
   
7. 
   Эволюция и виды операционных систем. Многозадачность.
   
8. 
   Структура операционной системы. Понятие ядра. Монолитное ядро и микроядро.
   
9. 
   Процесс. Поток. Многопоточность. SMP. Кластер. Распределенные системы.
   
10. 
    Управление памятью. Виртуальная память.
    
11. 
    Краткая история и структура ОС Windows.
    
12. 
    Краткая история, описание и примеры UNIX-систем.
    
13. 
    Краткая история и особенности ОС Linux.
    

1. 
   Понятие процесса. Образ процесса. Блок управления процессом. Дескриптор процесса. Таблица процессов.
   
2. 
   Состояния процесса. Диаграммы для 2, 5, 7 состояний. Очереди процессов.
   
3. 
   Операции создания и завершения процессов. Причины, последовательность действий. Выгрузка процессов (swapping). Цели.
   
4. 
   Режимы процессора. События, приводящие к переключению между режимами. Переключение процессов. Последовательности действий при переключении между режимами и при переключении процессов.
   
5. 
   Процессы и потоки. Многопоточность. Преимущества использования потоков. Примеры многопоточных приложений.
   
6. 
   Реализация потоков: на уровне ядра, на уровне пользователя, смешанная. Таксономия Флинна. Виды многопроцессорных систем.
   
7. 
   Межпроцессное взаимодействие. Состояние состязания. Критический ресурс. Критическая секция. Взаимоблокировка. Голодание.
   
8. 
   Взаимное исключение: определение, способы реализации. Семафоры.
   
9. 
   Передача сообщений: примитивы, способы адресации. Почтовые ящики.
   
10. 
    Графы размещения ресурсов. Взаимоблокировка. Условия взаимоблокировки. Способы борьбы с взаимоблокировками.
    
11. 
    Виды планирования. Критерии планирования. Вытеснение. Приоритет.
    
12. 
    Алгоритмы планирования: FCFS, Round Robin, SPN, SRT, HRRN, Feedback.
    
13. 
    Фиксированное и динамическое разбиение памяти. Buddy system. Понятия физического, логического и относительного адреса.
    
14. 
    Страничный механизм. Таблица страниц, физический и логический адрес.
    
15. 
    Сегментный механизм. Таблица сегментов, физический и логический адрес.
    
16. 
    Виртуальная память. Понятия виртуального и реального адреса. Resident set. Thrashing.
    
17. 
    Иерархическая таблица страниц. Инвертированная таблица страниц.
    
18. 
    TLB. Схема обращения к памяти с учетом TLB и кэша.
    
19. 
    Странично-сегментный механизм. Схема работы.
    
20. 
    Размещение процессов в памяти. Политики выборки, записи и замещения страниц, выгрузки процессов.