Основы современных операционных систем Автор: В.О. Сафонов

Информация о курсе Курс предназначен для студентов младших курсов в области ИТ. Он знакомит с принципами архитектуры и функционирования современных операционных систем (ОС) и сетей, дает теоретические знания и практические навыки для работы в распространенных ОС – Windows, Linux, Solaris, а также в ОС для мобильных устройств и облачных вычислений. Особое внимание уделяется алгоритмам и структурам данных, используемым в ОС, их надежности и безопасности. В курсе подробно рассматриваются архитектура операционных систем (ОС), основные алгоритмы и структуры данных, используемые в ОС. Рассмотрены методы управления оперативной и внешней памятью, виртуальная память, ее страничная и сегментная организация, методы управления процессами и потоками и их синхронизации, методы диспетчеризации процессов, методы распределения ресурсов и алгоритмы предотвращения и обнаружения тупиков, системы ввода-вывода, файловые системы, сети и сетевые протоколы, безопасность ОС и сетей. Изложение сопровождается практическими примерами, помогающими студентам практически овладеть излагаемыми концепциями. Материал курса отражает 35-летний опыт автора в использовании широкого спектра зарубежных и отечественных ОС (ОС ДИСПАК для БЭСМ-6, ОС “Эльбрус”, ОС ЕС ЭВМ, ОС СМ ЭВМ, MS-DOS, Windows, Solaris, Linux). Курс входит в число основных дисциплин для студентов 2 курса по специальности 010503 (математическое обеспечение и администрирование операционных систем) и 080801, 080802 (прикладная информатика).

Цель Изучение классических основ операционных систем (ОС), их архитектуры, алгоритмов и методов, применяемых при их разработке; изучение современных ОС – Windows, Linux, Solaris и др., ОС для мобильных устройств и облачных вычислений.

1. Лекция: Понятие операционной системы (ос), цели ее работы. Классификация компьютерных систем

В лекции дано определение понятия "операционная система" (ОС). Дан краткий обзор функциональности и назначения ОС, краткий обзор широкого спектра видов и архитектур современных компьютерных систем (настольные, распределенные, мобильные, облачные и др.) и операционных систем для них.

Содержание

• Введение

• Комментарии к списку литературы

• Краткое содержание курса

• Почему важно знать операционные системы – мнение эксперта из Microsoft

• Расцвет ОС в 2000-х гг

• Понятие операционной системы и цели ее работы

• Компоненты компьютерной системы

• Общая картина функционирования компьютерной системы

• Классификация компьютерных систем

• Классификация компьютерных архитектур

• Основные компоненты операционной системы

• Ключевые термины

• Краткие итоги

• Набор для практики

  • Вопросы

  • Темы для курсовых работ, рефератов, эссе

Введение

Данный курс познакомит Вас с основами современных операционных систем и сетевых технологий и научит их практически использовать.

Комментарии к списку литературы

Список литературы по курсу приведен в конце данной лекции.

Вот некоторые комментарии к этому списку.

Книга [1] классический учебник по ОС Йельского университета (США). Некоторые материалы презентаций к этому курсу использованы при подготовке презентаций моего курса, за что автор выражает признательность коллегам из Йельского университета.

Книги [2], [3] профессора Эндрю Таненбаума входят в "золотой фонд" современной учебной литературы по ИТ. Настоятельно рекомендую их студентам в качестве основной литературы по моему курсу.

Учебник [4] представляет классическую литературу по ОС прошлых лет (1970-х гг.). Несмотря на свой возраст, он является фундаментальной работой, одной из лучших книг по операционным системам, материал которой не устарел и по сей день.

Книги [5], [6], [8], [9] посвящены некоторым конкретным современным операционным системам – Windows, Linux, MacOS.

Книга [7] уникальна, так как является первой книгой по внутренней архитектуре Windows. Она написана специалистами, несколько лет работавшими совместно с подразделением разработки Windows в Microsoft (один из ее авторов стал сотрудником Microsoft).

Рекомендую для использования также материалы своих курсов по ОС в электронном виде на русском и английском языках [10], [11].

Краткое содержание курса

Данный курс посвящен основным концепциям операционных систем и сетей. Однако он не является чисто теоретическим, а дает практические навыки работы в современных ОС, рассматривает методы и приемы администрирования ОС и сетей, а также содержит лабораторные работы, помогающие студентам практически освоить рассматриваемые концепции.

Набор операционных систем, рассматриваемых в курсе, очень широк. Это прежде всего ОС семейства Windows (2000, XP, 2003, Vista, 2008, 7), в том числе – Windows для встроенных систем (Windows Embedded), Windows для мобильных устройств (Windows Mobile) и Windows для облачных вычислений (Windows Azure).

Кроме того, рассматриваются популярные ОС семейства Linux, а также особенно хорошо известная автору ОС Solaris разработки Sun / Oracle, которая была для автора основным рабочим инструментом в течение 10 лет.

Рассмотрена, также популярная современная ОС для мобильных устройств Google Android.

Современность курса нашла свое выражение также в рассматриваемых сетевых протоколах. Рассмотрена не только классическая 8-уровневая модель сетевых протоколов ISO / OSI, но и некоторые современные протоколы, например, Wi-Fi, GPRS, EVDO, SIMPLE/SIP.