Рабочая программа дисциплины "Операционные системы и среды" для специальности "Профессиональное обучение по профилю информатика и ВТ" среднего профессионального образования

Разделы: Информатика


Пояснительная записка

Рабочая программа учебной дисциплины “Операционные системы и среды” предназначена для реализации Государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности “Профессиональное обучение по профилю информатика и вычислительная техника” среднего профессионального образования.

Учебная дисциплина “Операционные системы и среды” является отраслевой общепрофессиональной дисциплиной, устанавливаемой для специальности профиля подготовки.

В структуре дисциплины “Операционные системы и среды” можно выделить десять разделов:

  • Загрузка программ
  • Управление оперативной памятью
  • Сегментная и страничная виртуальная память
  • Основы работы в ОС Linux.
  • Внешние события
  • Внешние устройства
  • Драйверы
  • Файловые системы
  • Обработка ошибок и исключений
  • Безопасность

В соответствии с государственными требованиями после изучения дисциплины студент должен:

иметь представление:

  • о роли и месте знаний по дисциплине “Операционные системы и среды” при освоении общепрофессиональных и специальных дисциплин по выбранной специальности и в сфере профессиональной деятельности;
  • о современных операционных системах, общности ее понятий и представлений;

знать:

  • Основные понятия, функции и типы ОС.
  • Абсолютные и относительные загрузки.
  • Защищенность и отказоустойчивость ОС.
  • Пользовательские и ядерные нити.
  • Монтирование файловых систем.
  • Ошибки ОС.

уметь:

  • Администрировать операционную систему.
  • Устанавливать и сопровождать ОС.
  • Управлять оперативной памятью.
  • Работать с виртуальной памятью
  • Работать с драйверами внешних устройств.
  • Обрабатывать ошибки и исключения.
  • Отлаживать безопасность ОС.

Настоящая рабочая программа учебной дисциплины рассчитана на 110 часов аудиторных занятий, в том числе 50 часов отводится на практические занятия.

Распределение часов по семестрам

  Семестры
I (18 недель) II (19 недель) III (18 недель) ИТОГО
Часов 36 38 36 110
Контроль зачет зачет экзамен  

В содержании учебной дисциплины по каждой теме приведены требования к формируемым представлениям, знаниям и умениям.

При изучении дисциплины необходимо обращать внимание студентов на ее прикладной характер, на то, где и когда изучаемые теоретические положения и практические навыки могут быть использованы в будущей практической деятельности. Необходимо вести изучение материала в форме, доступной пониманию студентов, соблюдать преемственность в обучении, единство терминологии и обозначений в соответствии с действующими государственными стандартами.

Требования стандарта к минимуму содержания: понятия, основные функции, типы ОС, операционное окружение, машинно-зависимые свойства ОС, обработка прерываний, планирование процессов, обслуживание ввода-вывода, управление виртуальной памятью, машинно-независимые свойства ОС: работа с файлами, планирование заданий, распределение ресурсов, защищенность и отказоустойчивость ОС, особенности работы в конкретной ОС; файловая структура; стандартные программы ОС, поддержка приложений других ОС, способы организации поддержки устройств, драйверы оборудования, понятие, функции и способы использования программного интерфейса ОС, виды пользовательского интерфейса; установка и сопровождение ОС.

Тематическое планирование

Разделы

Аудиторные
Всего Лекции Практические
1 Загрузка программ 14 10 4
1.1 Абсолютная загрузка 1 1  
1.2 Разделы памяти 1 1  
1.3 Относительная загрузка 1 1 1
1.4 Базовая адресация 1 1  
1.5 Позиционно-независимый код 1 1  
1.6 Оверлеи 1 1  
1.7 Сборка программ 2 1 1
1.8 Объектные библиотеки 1 1  
1.9 Сборка в момент загрузки 2 1 1
1.10 Загрузка самой ОС 2 1 1
2 Управление оперативной памятью 6 3 3
2.1 Открытая память 2 1 1
2.2 Алгоритмы динамического управления 1 1 1
2.3 Сборка мусора 2 1 1
3 Сегментная и страничная виртуальная память 16 16 -
3.1 Сегменты, страницы и системные вызовы 2 2  
3.2 Взаимно недоверяющие подсистемы. 2 2  
3.3 Разделяемые библиотеки 2 2  
3.4 Страничный обмен 3 3  
3.5 Поиск “жертвы” 3 3  
3.6 Управление своп-файлом 2 2  
3.7 Одноуровневая память 2 2  
4 Основы работы в ОС Linux. 24 7 18
4.1 Особенности работы в ОС Linux 1.5 0.5 1
4.2 Файловая структура ОС Linux 2.5 0.5 2
4.3 Стандартные программы ОС Linux 3 1 2
4.4 Знакомство с OpenOffice.org 2 1 1
4.5 Работа с текстом в OpenOffice.org Writer 3 1 2
4.6 Работа с электронными таблицами OpenOffice.org Calc 4 1 3
4.7 Базы данных OpenOffice.org 4 1 3
4.8 Работа с презентациями OpenOffice.org Impress 4 1 3
5. Внешние события 6 2 4
5.1 Опрос 1.5 0.5 1
5.2 Прерывания 2.5 0.5 2
5.3 Исключения 2 1 1
6 Внешние устройства 6 3 3
6.1 Доступ к внешним устройствам 2 1 1
6.2 Порты передачи данных 1.5 0.5 1
6.3 Шины 0.5 0.5  
6.4 Запоминающие устройства прямого доступа 2 1 1
7 Драйверы 8 3 5
7.1 Функции драйверов 1.5 0.5 1
7.2 Многоуровневые драйверы 1.5 0.5 1
7.3 Защита драйверов 3 1 2
7.4 Архитектура драйвера 2 1 1
8 Файловые системы 10 5 5
8.1 Файлы с точки зрения пользователя 1 1  
8.2 Простые файловые системы 2 1 1
8.3 “Сложные файловые системы” 3 1 2
8.4 Устойчивость ФС к сбоям 4 2 2
9 Обработка ошибок и исключений 10 5 5
9.1 Типы ошибок 3 1 2
9.2 Стратегии обработки ошибок 3 2 1
9.3 Обнаружение ошибок 2 1 1
9.4 Передача информации об ошибках 2 1 1
10 Безопасность 10 7 3
10.1 Формулировка задачи 1 1  
10.2 Идентификаторы пользователя 1 1  
10.3 Аутентификация 2 1 1
10.4 Авторизация 1 1  
10.5 Типичные уязвимые места 1 1  
10.6 Ошибки программирования 1 1 1
10.7 Троянские программы 2 1 1
  ИТОГО 110 60 50

Содержание предмета по разделам.

Раздел 1. Загрузка программ

Абсолютная загрузка. Разделы памяти. Относительная загрузка. Базовая адресация. Позиционно-независимый код . Оверлеи. Сборка программ. Объектные библиотеки. Сборка в момент загрузки. Динамические библиотеки. Загрузка самой ОС.

Раздел 2. Управление оперативной памятью

Открытая память, Алгоритмы динамического управления, Сборка мусора. Просмотр и подсчет ссылок. Генерационная сборка мусора. Системы с базовой виртуальной адресацией.

Раздел 3. Сегментная и страничная виртуальная память

Сегменты, страницы и системные вызовы, Взаимно недоверяющие подсистемы. Разделяемые библиотеки, Страничный обмен, Поиск “жертвы”,Управление своп-файлом, Одноуровневая память.

Раздел 4. Основы работы в ОС Linux

Особенности работы в ОС Linux, Файловая структура ОС Linux, Стандартные программы ОС Linux, Знакомство с Open Office.org, Работа с текстом в Open Office.org Writer, Работа с электронными таблицами Open Office.org Calc, Базы данных Open Office.org, Работа с презентациями Open Office.org Impress

Раздел 5. Внешние события

Опрос. Канальные процессоры и прямой доступ к памяти. Прерывания, Исключения. Многопроцессорные архитектуры.

Раздел 6. Внешние устройства

Доступ к внешним устройствам. Простые внешние устройства. Порты передачи данных. Шины. Устройства графического вывода. Запоминающие устройства прямого доступ: производительность жестких дисков, дисковые массивы, сети доступа к дискам.

Раздел 7. Драйверы

Функции драйверов, Многоуровневые драйверы, Защита драйверов, Архитектура драйвера. Введение в конечные автоматы. Запросы к драйверу: синхронный и асинхронный. Сервисы ядра доступные драйверам: автоконфигурация, выделение памяти, таймеры, сервисные функции. Дисковый кэш, спулинг.

Раздел 8. Файловые системы

Файлы с точки зрения пользователя: монтирование файловых систем, формат имен файлов, операции над файлами, тип файла. Простые файловые системы, “Сложные файловые системы”, Устойчивость ФС к сбоям: устойчивость к сбоям питания, восстановление ФС после сбоя, ФС с регистрацией намерений, Устойчивость ФС к сбоям диска.

Раздел 9. Обработка ошибок и исключений

Типы ошибок, которые следует обрабатывать. Стратегии обработки ошибок: автоматический перезапуск, неявное освобождение ресурсов, оповещение пользователя, логи. Обнаружение ошибок, Передача информации об ошибках: коды ошибок, простые обработчики ошибок, стековые обработчики ошибок и простая обработка исключений.

Раздел 10. Безопасность

Формулировка задачи, Идентификаторы пользователя, Аутентификация, Авторизация: списки контроля доступа, полномочия, изменение идентификатора пользователя. Ресурсные квоты. Типичные уязвимые места. Ошибки программирования: срыв буфера и др ошибки. Троянские программы: внедряемые при разработке, при распространении, в установленную систему.