Операционные системы

Бакалавриат 2020/2021

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс обязательный (Программная инженерия)

Направление: 09.03.04. Программная инженерия

Кто читает: Кафедра информационных технологий в бизнесе (Пермь)

Где читается: Факультет экономики, менеджмента и бизнес-информатики

Когда читается: 2-й курс, 3, 4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Кузнецов Денис Борисович

Язык: русский

Кредиты: 4

Контактные часы: 46

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает требования к образовательным результатам и результатам обучения студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих дисциплину «Операционные системы», учебных ассистентов и студентов направления подготовки 09.03.04 Программная инженерия, обучающихся по образовательной программе «Программная инженерия».

Цель освоения дисциплины

обеспечить базовые знания и навыки в области программной инженерии, которые дадут возможность выпускнику успешно работать в сфере индустриального производства программного обеспечения для информационно-вычислительных систем различного назначения
формирование компетенций в сфере профессиональной деятельности, позволяющих выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности, обладать универсальными и предметно-специализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности и устойчивости на рынке труда
развитие у студентов социально-личностных качеств, способствующих его социальной адаптации и профессиональному росту

Планируемые результаты обучения

Понимание основных концепций, принципов, теорий и фактов, связанных с организацией и функционированием ВС под управлением современных ОС. Способен к формализации и использованию формальных моделей при проектировании программного обеспечения с учётом ограничений, определяемых характеристиками ресурсов ВС, особенностями режимов выполнения процессов
Способен создавать программное обеспечение для работы под управлением различных ОС.
Способен к формализации и использованию формальных моделей при проектировании программного обеспечения с учётом ограничений, определяемых характеристиками ресурсов ВС, особенностями режимов выполнения процессов
Способен проектировать, конструировать и тестировать программные продукты с использованием различных сред программирования.
Способен читать, понимать и выделять главную идею прочитанного исходного кода, документации при разработке программного обеспечения.
Способен моделировать, анализировать и использовать формальные методы конструирования программного обеспечения с учётом особенностей среды.
Способен создавать программные интерфейсы при разработке ПО для различных сред.
Способен использовать ОС, средства разработки программного интерфейса, применять языки и методы формальных спецификаций.
Способен использовать различные технологии разработки программного обеспечения.
Способен применять основные методы и инструменты разработки программного обеспечения

Содержание учебной дисциплины

Раздел 1. Теоретические основы ОС
Тема 1. Определение и функции ОС Определение ОС. Функции ОС и их взаимосвязь. Особенности реализации для ОС с различной архитектурой и режимами функционирования. Примеры. Тема 2. Основные понятия ОС: процесс, ресурс Понятие процесса, классификация процессов. Примеры. Понятие ресурса и классификация ресурсов. Примеры. Тема 3. Теоретические основы реализации основных функций ОС Понятие параллелизма. Мультипрограммирование и мультизадачность. Проблемы управления процессами и ресурсами в системах мультипрограммирования. Взаимное исключение и понятие критической секции, свойства критической секции и подходы к реализации взаимного исключения. Понятие тупика и задачи, связанные с проблемой тупика, подходы к решению. Математические модели систем и их использование при разработке программного обеспечения. Примеры. Тема 4. Архитектура ОС Понятие архитектуры ОС. Развитие архитектуры ОС. Архитектура современных ОС.
Раздел 2. Реализация основных функций ОС
Тема 5. Файловые системы и управление вводом-выводом Понятие файла. Способы организации файлов. Определение и функции файловой системы. Многоуровневая организация файловых систем и систем ввода-вывода. Понятие драйвера. Драйверы файловых систем и драйверы устройств. Примеры файловых систем. Тема 6. Обработка прерываний Понятие прерывания. Классификация прерываний. Общая схема обработки прерываний. Особенности обработки прерываний от внешних устройств и исключений. Средства обработки прерываний ОС и их реализация в различных системах программирования. Примеры. Тема 7. Управление памятью Память как основной ресурс. Механизмы управления памятью: виртуальная память; файлы, проецируемые в память; стек и куча. Управление динамической памятью. Возможности управления памятью в прикладных программах. Использование виртуальной памяти и взаимосвязь различных механизмов управления памятью. Возможности их использования в прикладных программах. Тема 8. Управление процессами Задача управления процессами. Кооперативная и вытесняющая многозадачность. Алгоритмы диспетчеризации. Процессы и потоки. Особенности решения задачи диспетчеризации в мультизадачных системах, примеры. Контекст процесса. Уровни и слои контекста. Переключение контекста. Объекты диспетчеризации ОС и их использование при разработки прикладных программ. Средства синхронизации процессов и организации взаимодействия процессов. Особенности реализации в различных ОС. Примеры применения в прикладных программах. Тема 9. Настройка и администрирование ОС, взаимодействие с пользователем Задача организации взаимодействия с пользователями. Средства администрирования ОС. Пользовательский интерфейс. Возможности разработки и использования скриптов.

Элементы контроля

Контрольная работа
Домашнее задание
Самостоятельная работа
Экзамен
Экзамен проводится с использованием асинхронного прокторинга. Требования к ПК пользователя: 1. Стационарный компьютер или ноутбук (мобильные устройства не поддерживаются); 2. Операционная система Windows (версии 7, 8, 8.1, 10) или Mac OS X Yosemite 10.10 и выше; 3. Интернет-браузер Google Chrome последней на момент сдачи экзамена версии: (для установки браузера используйте ссылку https://www.google.com/chrome/, для проверки и обновления версии браузера используйте ссылку chrome://help/, при переходе можно увидеть номер версии своего браузера и кнопку для обновления, если они доступны); 4. Наличие постоянного интернет-соединения со скоростью передачи данных от пользователя не ниже 5 Мбит/сек.; 5. Разрешена передача данных по сетевым портам: 80 TCP, 443 TCP, 3478 TCP/UDP (уточнить этот вопрос у провайдера/открыть панель управления - система и безопасность - брандмауэр защитника Windows- дополнительные параметры. Убедитесь, что нет ограничений на входящее и исходящее соединение); 6. Наличие исправной и включенной веб-камеры (включая встроенные в ноутбуки); 7. Наличие исправного и включенного микрофона (включая встроенные в ноутбуки). https://elearning.hse.ru/data/2020/04/23/1559799268/Инструкция%20по%20работе%20в%20системе%20прокторинга%20Экзамус%202020.%20Асинхрон.pdf
Контрольная работа
Домашнее задание
Самостоятельная работа
Экзамен
Экзамен проводится с использованием асинхронного прокторинга. Требования к ПК пользователя: 1. Стационарный компьютер или ноутбук (мобильные устройства не поддерживаются); 2. Операционная система Windows (версии 7, 8, 8.1, 10) или Mac OS X Yosemite 10.10 и выше; 3. Интернет-браузер Google Chrome последней на момент сдачи экзамена версии: (для установки браузера используйте ссылку https://www.google.com/chrome/, для проверки и обновления версии браузера используйте ссылку chrome://help/, при переходе можно увидеть номер версии своего браузера и кнопку для обновления, если они доступны); 4. Наличие постоянного интернет-соединения со скоростью передачи данных от пользователя не ниже 5 Мбит/сек.; 5. Разрешена передача данных по сетевым портам: 80 TCP, 443 TCP, 3478 TCP/UDP (уточнить этот вопрос у провайдера/открыть панель управления - система и безопасность - брандмауэр защитника Windows- дополнительные параметры. Убедитесь, что нет ограничений на входящее и исходящее соединение); 6. Наличие исправной и включенной веб-камеры (включая встроенные в ноутбуки); 7. Наличие исправного и включенного микрофона (включая встроенные в ноутбуки). https://elearning.hse.ru/data/2020/04/23/1559799268/Инструкция%20по%20работе%20в%20системе%20прокторинга%20Экзамус%202020.%20Асинхрон.pdf

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (4 модуль)
0.4 * Домашнее задание + 0.1 * Контрольная работа + 0.1 * Самостоятельная работа + 0.4 * Экзамен

Программа дисциплины