Рабочая программа по дисциплине: Операционные системы Направление 230100 Информатика и вычислительная техника для специальности icon

Рабочая программа по дисциплине: Операционные системы Направление 230100 Информатика и вычислительная техника для специальности


Смотрите также:
Рабочая программа по дисциплине «Операционные системы» для направления 230100 «Информатика и...
Рабочая программа по дисциплине "Операционные системы" для студентов...
Рабочая программа по дисциплине "Операционные системы" для студентов...
Рабочая учебная программа по дисциплине «Базы данных» Направление №230100 «Информатика и...
Рабочая учебная программа по дисциплине вычислительная математика специальность: 230100...
Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление подготовки...
Рабочая учебная программа по дисциплине «Операционные системы» Направление №230100 «Информатика...
Рабочая учебная программа по дисциплине «Информатика» Направление №230100 «Информатика и...
Рабочая учебная программа по дисциплине математический анализ специальность: 230100 “Информатика...
Рабочая учебная программа по дисциплине «Программирование на языке высокого уровня» Направление...
Рабочая программа дисциплины Информационные технологии Рекомендована Методическим советом...
Рабочая программа учебной дисциплины днн...



Загрузка...
скачать


МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образованнию

ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”

СПИ ИжГТУ

У Т В Е Р Ж Д А Ю



Ректор



_____________Б.А.Якимович


____________________200___г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


По дисциплине: Операционные системы


Направление 230100 Информатика и вычислительная техника


для специальности:

230100 “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”


форма обучения: очная

срок обучения:лет


Семестры 6

Лекции 51 ч.

Практические занятия

Лабораторные работы 34 ч.

Контрольные работы (семестр) -

Курсовая работа (семестр) 6

Курсовой проект (семестр) -

Зачеты (семестр) 6*

Экзамены (семестр) -

Самостоятельных работ 55

Всего часов 140ч.


Кафедра “Вычислителбная техника”


Составитель:


^

Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и утверждена на заседании кафедры.



Протокол от "____"_________________ 200___ г. №____________


Заведующий кафедрой Ю.Г.Подкин



"____"_________________ 200___ г.


СОГЛАСОВАНО

^

Председатель учебно-методической


комиссии по специальности

”___________________200___г.


Количество часов рабочей программы соответствует количеству часов рабочего учебного плана специальности 220100 “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”.


Начальник учебно-инженерного отдела


______________________________


"____"_________________ 200___ г.

^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ И ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ


1.1. Цели и задачи дисциплины

Цель преподавания дисциплины - получение студентами специальности 22.01 знаний о структуре, составе и функционировании системного программного обеспечения ЭВМ.

Задачами изучения дисциплины являются:

- изучение студентами средств автоматизации выполнения вычислительных процессов с помощью системных программных средств, включая операционные системы, трансляторы, загрузчики и т.д.

- приобретение студентами практических навыков работы с современным системным программным обеспечением ЭВМ и самостоятельной разработки системных программ.


1.2. Дисциплина "Операционные системы" базируется на следующих курсах и дисциплинах:

  1. Информатика.

  2. Дискретная математика.

  3. Математическая логика и теория алгоритмов.

  4. Теория автоматов.

  5. Технология программирования.


Курс обеспечивает следующие дисциплины:

  1. Организация ЭВМ и систем.

  2. Интерфейсы периферийные устройства.

  3. Микропроцессорные системы.

  4. Сети ЭВМ и средства телекоммуникации.

  5. Методы и средства защиты компьютерной информации.

  6. Проектирование спец.ЭВМ на МПК






^ 2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах


Номер

раздела

Наименование тем лекций и их содержание

Объем

в

часах


В


^ Введение в операционные системы


Назначение и функции операционных систем. Классификация операционных систем. Универсальные операционные системы и ОС специального назначения.

^ Понятие процесса и ядра. Диаграмма жизненного цикла процесса. Модульная структура построения операционных систем и их переносимость.




1


1.


1. Асинхронные параллельные процессы и их синхронизация


1.1. Параллельные процессы.

Диспетчеризация и синхронизация процессов. Проблемы синхронизации параллельных асинхронных процессов. Языки параллельного программирования. Взаимоисключение. Программная реализация примитивов взаимоисключения: алгоритмы Деккера и Петерсона. Применение машинных команд для организации взаимоисключения.


1.2. Семафоры.

Определение и операции над семафорами. Реализация семафо-ров. Примеры семафоров: организация взаимоисключения, за-дача “производитель-потребитель”.


1.3. Мониторы.

Определение, структура, свойства. Примеры мониторов для синхронизации процессов: распределитель ресурсов, кольцевой буфер, “читатели и писатели”.


1.4. Механизм взаимоисключения и синхронизации в языке ADA.

Организация рандеву, команда приема ‘accept’. Пример прог-раммы контроллера ресурсов. Команда выбора ‘select’. Примеры программ на языке ADA: кольцевой буфер и “читатели и писатели”.


1.5. Взаимная блокировка процессов (тупики).

Тупики. Необходимые условия возникновения тупиков. Методы

борьбы с тупиками: предотвращение, обход и обнаружение тупиков, восстановление системы после тупиков.





2


2


2


2


2



2.


Управление памятью.


2.1. Одиночное непрерывное распределение.

Идеология, аппаратура, программное обеспечение достоинства и недостатки. Защита памяти .Оверлейная организация памяти.





1





2.2. Распределение памяти разделами.

^ Совместное использование памяти. Статическое и динамическое определение разделов. Перемещаемые разделы. Аппаратура. Защита памяти. Системные таблицы, программное обеспечение, достоинства и недостатки.


2.3. Простое страничное распределение памяти.

Страницы и блоки памяти. Механизм динамического преоб-разования адресов. Аппаратура. Защита памяти. Программное обеспечение, достоинства и недостатки.


2.4. Механизм реализации виртуальнойая памяти.

Принципы организации виртуальной памяти. Организация многоуровневой памяти. Преобразование адресов. Защита памяти. Страницы и сегменты.


2.5. Распределение памяти страницами по запросам.

Идеология. Аппаратура. Защита памяти. Программное обеспечение, системные таблицы. Стратегия подкачки страниц. Методы замещения страниц. Достоинства и недостатки.


2.6. Сегментное распределение памяти.

Идеология. ^ Сегментация виртуального адресного пространства процесса. Аппаратура. Защита памяти. Особенности программного обеспечения: перекомпоновка памяти, динамическое связывание и загрузка, совместное использование разделяемых сегментов, организация защиты доступа к информации, динамическое расширение сегментов. Достоинства и недостатки.


2.7. Сегментно-страничное распределение памяти.

Идеология. Преобразование адресов. Взаимодействие систем-ных таблиц. Аппаратура. Защита памяти. Программное обеспечение. Досто-инства и недостатки.



2


2


1


2


2


2




3.


Управление процессором.


3.1. Основные понятия.

Функции модулей операционной системы по управлению процессами и процессорами. Системные таблицы: блок управления заданием и блок управления процессом, структура контекста процесса, идентификатор и дискриптор процесса Основные модули управления процессами и процессорами. Мультипрограммирование. Способы реализации мультипрограммиролвания. Режим разделения времени. Многопользовательский режим работы. Режим работы и ОС реального времени.




1.





3.2. Планирование заданий.

Дисциплины планирования заданий в системах без мультипрог-

раммирования. Критерии качества и планирования. Плани-рование заданий в системах с мультипрограммированием. Средства обработки сигналов. Понятие событийного программирования. Средства коммуникации процессов.


3.3. Планирование процессов.

Дисциплины планирования процессов. Диаграммы дисциплин планирования процессов. ^ Иерархия процессов. Понятие приоритета и очереди процессов. Многопроцессорный режим работы.



2


1


4


^ Управление устройствами.


4.1. Основные понятия.

Функции основных модулей управления устройствами. Типы внешних устройств и методы управления ими. Спулинг. Основные способы увеличения эффективности управления внешними устройствами. системные модули управления уст-ройствами: регулировщик ввода-вывода, планировщик ввода-вывода, обработчик ввода-вывода.


4.2. Пример управления устройствами на примере работы магнитного диска.

Устройство магнитного диска. Дисциплины обслуживания. Результаты моделирования.


4.3. Организация ввода-вывода.

Основные принципы организации ввода-вывода. Программная организация ввода-вывода. Ввод-вывод по прерываниям. Блоковые передачи и прямой доступ к памяти.




1


1


2


5


^ Управление информацией.


5.1. Простая файловая система.

Назначение и функции. Организация хранения информации на магнитном диске. Справочник файлов. Последовательность действий при запросе на информацию. Модель простейшей файловой системы.


5.2. Обобщенная модель файловой системы.

Основные системные таблицы. Иерархическая структура фай-ловой системы: символьный уровень, базовый уровень, проверка права доступа (принципы построения и защиты от збоев и несанкционированного доступа), логический уровень, физический уровень, модуль стратегии распределения внешней памяти, связь с фи-зическими устройствами.




1


1


З


Заключение.

Обзор современных систем программирования.



1




ИТОГО

51



2.2. Практических работ по дисциплине нет.

2.3. Наименование тем лабораторных работ, их содержание и объем в часах


N

п/п

Наименование тем лабораторных работ и их содержание

6-й семестр

Объем в часах



1.


Изучение средств ассемблера для ревизии системных ресурсов



6


2.


Изучение средств работы с системным таймером



4


3.


Изучение средств разработки резидентных программ



8

4

Изучение сопроцессора. Программирование сопроцессора.

8

5

Изучение файловой системы FAT

8




ИТОГО

34



3. Курсовая работа


3.1. Курсовая работа предназначена для практического закрепления разделов дисциплины "Операционные системы" и может выполняться по типовому заданию, либо по индивидуальным темам, утвержденным заведующим кафедрой. Типовое задание предусматривает разработку компилятора с языка ассемблер для ограниченного числа команд процессоров x86 и Pentium.

3.2. Выполнение курсовой работы предусматривает:

  • изучение форматов команд процессора x86 и Pentium,

  • изучение форматов объектного и загрузочного файлов,

  • разработку системных таблиц и алгоритма работы ассемблера,

  • проверку работы ассемблера на конкретном контрольном примере.

3.3. Курсовая работа оформляется в виде пояснительной записки объемом 30-35 страниц и содержит: постановку задачи, описание разработки, исходные тексты программ с подробными комментариями, контрольный пример и расшифровку объектного файла.


4. Контрольных работ по дисциплине нет.


5. Расчетно-графических работ по дисциплине нет.


^ 6. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА


Самостоятельная работа студента предусматривает работу с литературой и разработку программ при подготовке к выполнению и сдаче лабораторных работ, выполнении и защите курсовой работы.



N

п/п

Тема

Кол-во

часов


1.


(^ Понятие прерывания) Изучение средств BIOS и DOS для разработки графического интерфейса


4


2.


(Модульная структура построения ОС и их переносимость) Изучение методов модульного программирования


4


3.


Изучение методов работы с файловыми системами


4


4.


Изучение механизма прерываний ( понятие прерывания )


4


5.


Изучение конвенций Pascal и STDCALL


4


6.


Изучение форматов объектных и исполняемых файлов


11


7.



(управление процессором) Изучение резидентных программ


8


8.


(управление процессором) Изучение сопроцессора и его программирование


4


9.


(управление памятью).Изучение методов управления памятью


8


10.


(диспетчеризация и синхронизация процессов). Изучение методов реализации семафоров


4





ИТОГО

55


Контроль самостоятельной работы производится при собеседованиях при сдаче лабораторных и курсовой работы.


^ 7. БИЛЕТЫ К ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОМУ ЗАЧЕТУ


Билет № 1

  1. Сегментное распределение памяти.

  2. Пример применения семафоров (пара ”производитель-потребитель”).


Билет № 2

  1. Организация многозадачного режима в языке АДА. Механизм рандеву.

  2. Распределение памяти разделами. Динамическое определение разделов.


Билет № 3

  1. Организация взаимоисключения.

2. Распределение памяти страницами по запросам (идеология, аппаратные средства).


Билет № 4

  1. Программная реализация примитивов взаимоисключения.

2. Распределение памяти страницами по запросам (особенности программного обеспечения, достоинства и недостатки).


Билет № 5

  1. Пример монитора “кольцевой буфер”.

  2. Методы замещения страниц.


Билет № 6

  1. Сегментно-страничное распределение памяти (основные системные таблицы).

  2. Жизненный цикл процесса.


Билет № 7

  1. Команда SELECT в языке АДА.

  2. Простое страничное распределение (основные системные таблицы, достоинства и недостатки).


Билет № 8

  1. Структурная организация и свойства мониторов.

  2. Основные принципы организации виртуальной памяти.



Билет № 9

  1. Пример монитора “читатели и писатели”.

  2. Простое одиночное распределение памяти.


Билет № 10

  1. Применение специальных машинных команд для организации взаимоисключения.

  2. Сегментное распределение памяти (аппаратура достоинства и недостатки).


Билет № 11

  1. Пример монитора “читатели и писатели”.

  2. Распределение памяти страницами по запросам (обработка страничного прерывания; достоинства и недостатки метода).


Билет № 12

  1. Динамическое связывание и загрузка.

  2. Обход тупиков (алгоритм банкира).


Билет № 13

  1. Семафоры. Определение и их реализация.

  2. Распределение памяти разделами (идеология, достоинства и недостатки).


Билет № 14

  1. Пример программы “читатели и писатели” на языке АДА.

  2. Необходимые условия возникновения тупиков.


Билет № 15

  1. Алгоритм Деккера.

  2. Распределение памяти разделами (аппаратная поддержка, статическое определение разделов).


Билет № 16

  1. Обнаружение тупиков.

  2. Сегментное определение памяти (аппаратная поддержка, достоинства и недостатки).


Билет № 17

  1. Простейшая модель файловой системы.

  2. Планирование заданий в системах без мультипрограммирования. Оценки качества планирования.


Билет № 18

  1. Управление внешними устройствами на примере работы с магнитным диском.

  2. Планирование заданий в системах с мультипрограммированием.


Билет № 19

  1. Логический уровень файловой системы.

  2. Блоковые передачи.


Билет № 20

  1. Физический уровень файловой системы.

  2. Дисциплины планирования процессов.


Билет № 21

  1. Организация ввода-вывода по прерываниям.

  2. Уровень проверки права доступа к информации в файловой системе.


Билет № 22

  1. Организация программного ввода-вывода.

  2. Организация спулинга.


^ 8. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ОСТАТОЧНЫХ ЗНАНИЙ


1. Основные функции ассемблера.

2. Алгоритм первого просмотра ассемблера.

3. Алгоритм второго просмотра ассемблера.

4. Трансляция строк 45, 100, 210 (УУМ).

5. Объектная программа (УУМ).

6. Трансляция строк 45, 95, 255 (УУМ/ДС ).

7. Форматы команд.

8. Способы адресации.

9. Обеспечение перемещаемости программ.

10.Использование записей-модификаторов для перемещения и связывания программ.

11. Обеспечение перемещения объектной программы с помощью маски перемещений.

12.Трансляция строк 45, 95, 255 (УУМ/ДС).

13.Средства определения имен в ассемблере.

14. Выражения и их обработка ассемблером.

15. Литералы и их обработка ассемблером.

16. Структура объектной программы /пример с программными блоками/.

17. Трансляция программы на основе применения программных блоков.

18. Таблицы и алгоритмы ассемблера /пример с программными блоками/.

19. Трансляция строк 95, 123, 215 (пример с программными блоками).

20. Трансляция строк 103, 125, 253 (пример с программными блоками).

21. Трансляция строк 103, 130, 253 (пример с программными блоками).

22. Компиляция и загрузка программных блоков.

23. Записи-определения и записи ссылки объектной программы.

24. Трансляция строк 95, 190, 215 /пример с управляющими секциями/.

25. Трансляция строк 45, 55, 122 /пример с управляющими секциями/.

26. Трансляция строк 6, 65, 235 /пример с управляющими секциями/.

27. Двухпросмотровые ассемблеры с оверлейной структурой.

28. Однопросмотровые ассемблеры.

29. Многопросмотровые ассемблеры.

30. Основные функции загрузчика.

31. Загрузка абсолютной прграммы.

32. Таблицы и алгоритм первого просмотра связывающего загрузчика.

33. Таблицы и алгоритм второго просмотра связывающего загрузчика.

34. Связывание программ /трансляция и загрузка строк с метками REF3 и REF4/.

35. Связывание программ /трансляция и загрузка строк с метками REF1 и REF7/.

36. Связывание программ /трансляция и загрузка строк с метками REF2 и REF6/.

37. Связывание программ /трансляция и загрузка строк с метками REF1 и REF5/.

38. Связывание программ /трансляция и загрузка строк с метками REF3 и REF6/.

39. Использование библиотек при загрузке.

40. Жизненный цикл процесса.

41. Операционная система и процессы.

42. Организация взаимоисключения.

43. Программная реализация примитивов взаимоисключения.

44. Алгоритм Деккера.

45. Применение специальных машинных команд для организации взаимоис-ключения.

46. Определение и реализация семафоров.

47. Пример семафора (пара ”производитель-потребитель”).

48. Структурная организация и свойства мониторов.

49. Пример монитора “читатели и писатели”.

50. Пример монитора “кольцевой буфер”.

51. Организация многозадачного режима в языке АДА. Механизм рандеву.

52. Команда SELECT в языке АДА.

53. Пример программы “читатели и писатели” на языке АДА.

  1. Необходимые условия возникновения тупиков.

55. Обход тупиков (алгоритм банкира).

56. Обнаружение тупиков.

57. Простое одиночное распределение памяти.

58. Распределение памяти разделами (аппаратная поддержка, статическое определение разделов).

59. Распределение памяти разделами. Динамическое определение разделов.

60. Распределение памяти разделами (идеология, достоинства и недостатки).

61. Простое страничное распределение (основные системные таблицы, достоинства и недостатки).

62. Основные принципы организации виртуальной памяти.

63. Распределение памяти страницами по запросам (идеология, аппаратные средства).

64. Распределение памяти страницами по запросам (особенности програм-много обеспечения, достоинства и недостатки).

65. Распределение памяти страницами по запросам (обработка страничного прерывания достоинства и недостатки).

66. Методы замещения страниц.

67. Сегментное распределение памяти.

68. Динамическое связывание и загрузка.

69. Сегментное распределение памяти (аппаратура достоинства и недостатки).

70. Сегментно-страничное распределение памяти (основные системные таблицы).

71. Планирование заданий в системах без мультипрограммирования. Оценки качества планирования.

72. Планирование заданий в системах с мультипрограммированием.

73. Дисциплины планирования процессов.

74. Управление внешними устройствами на примере работы с магнитным диском.

75. Организация программного ввода-вывода.

  1. Организация ввода-вывода по прерываниям.

  2. Блоковые передачи.

  3. Организация спулинга.

  4. Модель простейшей файловой системы.

  5. Логический уровень файловой системы.

81. Символьный уровень файловой системы

82. Физический уровень файловой системы.

83. Уровень проверки права доступа к информации в файловой системе.



  1. ^ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ОБУЧЕНИИ


1. Компьютер IBM PC.

2. Инструментальные средства ассемблер, pascal, C.


Аттестация по дисциплинне


Аттестация производится по результатам выполнения лабораторных и курсовой работ.

По дисциплине предусмотрен дифференцированный зачет, который производится устно по билетам. В каждом билете два вопроса.


^ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ОСНОВНАЯ:

  1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. – СПб.: Питер, 2002.

  2. Зубков С.В. Assembler для DOS, Windows и Unix. – М.:ДМК Пресс, 2000 (2002, 2005).


ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:

  1. Юров В.И. Assembler. – СПб.: Питер, 2007.

  2. Голубь Н.Г. Искусство программирования на Ассемблере. Лекции и упражнения. – СПб.: ООО “ДиаСофтЮП”, 2005.

  3. Юров В.И. Assembler: практикум. – СПб.: Питер, 2005.

  4. Столлингс В. Операционные системы. - М.: Издат. Дом “Вильямс”, 2002.

  5. Пирогов В.Ю. Assembler для Windows.- изд. Молгачева С.В., 2002

  6. Гордеев А.В.,Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение. - СПб.: Питер, 2006. Л.

  7. Бек. Введение в системное программирование.- М.: Мир, 1988

  8. Медник С., Донован Дж. Операционные системы.- М.: МИР, 1978.

  9. Дейтел Г. Введение в операционные системы.- в 2-х т.- М.:Мир,1987.

  10. Ирвин К. Язык ассемблера для процессоров Intel. - М.: Издат. Дом “Вильямс”, 2002.

  11. Джордейн Р. Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC, XT и AT.- М.: “Финансы и статистика”, 1992. Л. Бэк. Введение в системное программирование. М., Мир, 1988



МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОСОБИЯ:

1.Вахрушева Е.А., Нагаев Б.В. Проектирование компилятора. – Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Системное программное обеспечение». – Ижевск, 2007.







Скачать 217,15 Kb.
оставить комментарий
Дата23.01.2012
Размер217,15 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх