Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Операционные системы. Учебно-методический комплекс.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Казахский национальный педагогический
университет имени Абая
ОПЕРАЦИОННЫЕ
СИСТЕМЫ
Учебно-методический комплекс дисциплины для обучающегося
5В060200 - Информатика
Алматы,
2012
УДК
ББК
О
Рецензенты:
д.п.н.,доцент Г.К. Камалова
к.п.н., ст.пр. Е.А. Киселева
Составители:
к.п.н., доцент С.А.Омарова
к.ф.-м.н., доцент К.А.Искакова
к.п.н., доцент О.С. Ахметова
ISBN
Операционные системы: учебно- методический комплекс. – Алматы:
Нур-
Принт, 2012.- 151 стр.
Рекамендовано к изданию решением Ученого Совета физикоматематического факультета Казахского национального педагогического
университета имени Абая.
Протокол № 1 от « 31» августа 2012 года.
ISBN
© Нур-Принт, 2012
УДК
ББК
Ф КазНПУ 703-12-11. Учебно-методический комплекс дисциплины для обучающегося. Издание третье.
Опись содержания учебно-методического комплекса
дисциплины
Наименование документации Стр.
1 Силлабус 4
2 Тезисы лекций 9
3 Краткое описание семинарских и практических
134
занятий (планы, задания для проведения семинарских
и практических занятий, СРСП, СРС);
4 Тематика и краткое описание лабораторных и
139
студийных работ
5 Задания для самопроверки и подготовки к экзамену, в
139
том числе тесты
6 Перечень основной и дополнительной литературы, в
145
том числе на электронных носителях
7 Перечень Интернет-ресурсов 146
8 Глоссарий 146
Ф КазНПУ 703-12-11. Учебно-методический комплекс дисциплины для обучающегося. Издание третье.
3
1. Информация о дисциплине
Наименование
дисциплины
Операционные системы
Наименование
специальности
Информационные
системы
Форма обучения (дневная), (СО, ПСО, ВО) Язык обучения русcкий
Омарова С.А., старший
преподаватель
СИЛЛАБУС
ДИСЦИПЛИНЫ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
код дисциплины количество
кредитов 3
шифр специальности
5В0703
Время и место проведения дисциплины.
Время консультаций
Расписание рубежного контроля (неделя семестра)
контактная информация (телефон, e-mail)
272-15-13, Sandi@ya.ru
Кафедра ИСО Ф-М
Курс 2,
семестр 4
факульте
т
Подпись Заведующий кафедрой Сыдыков Б.Д.
2. Краткое описание дисциплины. «Операционные системы» в
системе подготовки специалистов информационные системы:
• изучение операционных систем и их основных компонентов,
принципов их построения и функционирования, принципы
управления процессами и потоками, реальной и виртуальной
памятью, дисками и файлами. Современные операционные системы и
операционные оболочки:
• определение, назначение, основные компоненты
современных операционных систем. Архитектуры и задачи
операционных систем. Концепции процесса и потока. Файловую
систему. Организацию и управление памятью;
• использовать системные ресурсы операционных систем,
применяя различные способы: командную строку, графический
интерфейс, системный реестр, выполнять файловые операции в
различных операционных системах, управлять процессами;
• представление о методах проектирования и разработки
современных операционных систем и о влиянии на эволюцию
операционных систем процесса развития аппаратных средств.
4
Ф КазНПУ 703-12-11. Учебно-методический комплекс дисциплины для обучающегося. Издание третье.
3. Пререквизиты дисциплины информатика, программирование
и алгоритмические языки, схемотехника, системное
программирование
4. Постреквизиты дисциплины архитектура компьютерных
сетей, информационная безопасность и защита информации, Web технологии.
5. Календарно-тематический план.
Недели Наименование темы Количество часов
1 Введение. История ОС.
Назначение ОС. Структура
операционных систем.
Монолитная и многоуровневая
структуры.
2 Структура Unix и Windows
2000.Модель экзоядра.
Микроядерная архитектура
(модель клиент-сервер).
Обобщение сравнения моделей.
3 Понятие процесса. Создание и
завершение процесса. Иерархия
процессов. Состояния процессов.
Понятие потоков. Модель
потоков. Преимущества
использования потоков.
Реализация потоков.
4 Взаимодействие между
процессами. Критические
области. Примитивы
взаимодействия процессов.
Семафоры.
5 Основные понятия планирования
процессов. Задачи алгоритмов
планирования. Планирование в
системах пакетной обработки.
6 Планирование в интерактивных
системах. Планирование в
системах реального времени.
7 Взаимоблокировка процессов.
Моделирование
взаимоблокировок.
Лекции Практич.
Занят.
2 1 1 2
2 1 1 2
2 1 1 2
2 1 1 2
2 1 1 2
2 1 1 2
2 1 1 2
СРСП СРС
Ф КазНПУ 703-12-11. Учебно-методический комплекс дисциплины для обучающегося. Издание третье.
5
Пр
одолжение таблицы
8 Управление памятью. Основные
понятия. Страничная
организация. Свопинг и
виртуальная память.
9 Алгоритмы замещения страниц.
Политика распределения памяти.
Особенности реализации в Unix
системах и в Windows.
10 Основные понятия сегментации.
Реализация сегментации.
Сегментация с использованием
страниц. Дескриптор сегмента.
11 Принципы аппаратуры ввода-
вывода. Устройства вводавывода. Контроллеры устройств.
Прерывания. Контроллер
прерываний. Принципы
программного обеспечения
ввода- вывода.
12 Аппаратная часть дисков.
Форматирование дисков
(программная часть). Разделы
диска.
13 Файловые системы. Файлы, их
типы и атрибуты. Операции с
файлами. Каталоги и операции с
ними. Реализация файлов и
каталогов.
14 Примеры файловых систем. CD-
ROM (ISO 9660, UDF), CP/M,
FAT16, FAT32, NTFS
15 Примеры файловых систем.
UNIX V7; BSD; Linux (EXT2;
EXT3; RFS; JFS; XFS); NFS
Итого: 30 15 15 30
2 1 1 2
2 1 1 2
2 1 1 2
2 1 1 2
2 1 1 2
2 1 1 2
2 1 1 2
2 1 1 2
6. Литература для изучения
Основная литература:
1. Х.М. Дейтел, П.Дж. Дейтел, Д.Р.Чофнес «Операционные
системы» 2009г.;
2. Э. Таненбаум «Современные операционные системы»;
А.В.Гордеев,
3. А.Ю.Молчанов «Системное программное обеспечение»
4. Р. Данкан «Профессиональная работа в MS DOS»
6
Ф КазНПУ 703-12-11. Учебно-методический комплекс дисциплины для обучающегося. Издание третье.
Дополнительная учебная литература
1. И.И. Попов, Т.Л. Партыка «Операционные системы, среды и
оболочки»
2. Иртегов Д.В, Операционные системы и системные вызовы, НГУ,
2002, 165 стр
3. Иртегов Д.В., Введение в операционные системы, БХВ-
Петербург, 2002, 613 стр
4. Дейтел Г. Введение в операционные системы. - М.: Мир, 1987.
5. Керниган П. UNIX. М.: ДМК Пресс, 2000
Интернет-ресурсы
http://ru.wikipedia.org/
http://catalog.iot.ru/
http://catalog.ivs.kz
7. Критерии оценки
Для оценки знаний студентов применяется рейтинговый
контроль на основе бальной системы. Устанавливаются текущий,
рубежный и итоговый контроли. Разбалловка всех видов контроля
приводится в таблице
Виды
контроля
Рубежный
контроль
№1
Самостоятельные работы
студентов
Вид работы (занятия) Оценка
(max
балл)
Посещение занятий 6 100
Лекционные занятия 10
Практические занятия 50
34
Коли-
чество
Сумма
Рубежный
контроль
№2
Итоговый
контроль
Вид работы Оценка (max
Ф КазНПУ 703-12-11. Учебно-методический комплекс дисциплины для обучающегося. Издание третье.
Посещение занятий 6 100
Лекционные занятия 10
Практические занятия 50
Самостоятельные работы
студентов
Экзамен 100 200 300
Количест
балл)
А 4,0 100 отлично
А- 3,67 90-94 отлично
во
34
Сумма
7
Пр
одолжение таблицы
В+ 3,33 85-89 хорошо
В 3 80-84 хорошо
В- 2,67 75-79 хорошо
С+ 2,33 70-74 удовлитворительно
С 2,0 65-69 удовлитворительно
С- 1,67 60-64 удовлитворительно
Д+ 1,33 55-59 удовлитворительно
8. Требования преподавателя.
Итоговый контроль оценка знаний студента подразделяется на
рубежный контроль, включая текущий и завершающий контроль
(экзамен). Максимальная сумма баллов рубежного контроля по трем
кредитам составляет 50 баллов, завершающего контроля 50 баллов,
итого 100 баллов. Систематическая проверка оценки знаний студента
по каждому виду контроля учебной дисциплины, проводимая
преподавателем, ведущим учебные занятия, проводится
по схеме,
представленной в таблице 7. Баллы соответствуют процентам.
8
Ф КазНПУ 703-12-11. Учебно-методический комплекс дисциплины для обучающегося. Издание третье.
2. Тезисы лекций
Лекция 1. Тема: Введение
1.1 История ОС.
Первые (1945-1955г.г.) компьютеры работали без операционных
систем, как правило, на них работала одна программа. Когда скорость
выполнения программ и их количество стало увеличиваться, простои
компьютера между запусками программ стали составлять
значительное время. Появились первые системы пакетной обработки
(1955-1965г.г.), которые просто автоматизировали запуск
одной
программ за другой и тем самым увеличивали коэффициент загрузки
процессора. Системы пакетной обработки явились прообразом
современных операционных систем. Совокупность нескольких
заданий, как правило, в виде колоды перфокарт, получила название
пакета заданий.
Многозадачность (1965-1980) - это способ организации
вычислительного процесса, при котором на одном процессоре
попеременно выполняются несколько задач. Пока одна задача
выполняет
операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как
это происходило при последовательном выполнении задач , а
выполняет другую задачу. Для этого создали систему распределения
памяти, когда каждая задача загружается в свой участок оперативной
памяти, называемый разделом.
Спулинг (spooling-подкачка) в то время задания считывались с
перфокарт на диск в том темпе, в котором
они появлялись в
помещении вычислительного центра, а затем, когда очередное
задание завершалось, новое задание с диска загружалось в
освободившийся раздел.
Системы разделения времени - вариант многозадачности, при
котором у каждого пользователя есть свой диалоговый терминал. Это
было сделано, чтобы каждый программист мог отлаживать свою
программу в реальном времени. Фактически это была
многопользовательская
система. Естественно стали возникать
проблемы защиты задач друг от друга. В это время была разработана
многопользовательская система MULTICS, которая должна была
обеспечивать одновременную работу сотни пользователей.
В это время также стали бурно развиваться мини-компьютеры
(первый был выпущен в 1961г.), на которые была перенесена система
MULTICS. Эта работа в дальнейшем развилась
Ф КазНПУ 703-12-11. Учебно-методический комплекс дисциплины для обучающегося. Издание третье.
в систему UNIX.
9
Появилось много разновидностей несовместимых UNIX,
основные из них были System V и BSD. Чтобы было возможно писать
программы, работающие в любой системе UNIX, был разработан
стандарт POSIX. Стандарт POSIX определяет минимальный
интерфейс системного вызова, который должны поддерживать
системы UNUX.
В 1974г. был выпущен центральный процессор Intel 8080, для
него была создана операционная система CP/M. В 1977г. она была
переработана для других процессоров
, например Zilog Z80.
В начале 80-х была разработана система MS-DOS, и стала
основной системой для микрокомпьютеров.
В 80-х годах стало возможным реализовать графический
интерфейс пользователя (GUI - Graphical User Interface), теория
которого была разработана еще в 60-е годы. Первой реализовала GUI
корпорация Macintosh.
С 1985 года стала выпускаться Windows, в то время она была
графической оболочкой к MS-DOS вплоть до 1995г., когда вышла
Windows 95.
Уже тогда было ясно, что DOS с ее ограничениями по памяти и
по возможностям файловой системы не может воспользоваться
вычислительной мощностью появляющихся компьютеров. Поэтому
IBM и Microsoft начинали совместно разрабатывать операционную
систему OS/2. Она должна была поддерживать вытесняющую
многозадачность, виртуальную память, графический
пользовательский интерфейс, виртуальную машину для выполнения
DOS-приложений. Первая версия вышла 1987г.
В дальнейшем Microsoft отошла от разработки OS/2, и стала
разрабатывать Windows NT. Первая версия вышла в 1993г.
В середине 80-х стали бурно развиваться сети персональных
компьютеров, работающие под управлением сетевых или
распределенных операционных систем.
Сетевая операционная система не имеет отличий от
операционной системы однопроцессорного компьютера. Она
обязательно содержит программную поддержку для сетевых
интерфейсных устройств (драйвер
сетевого адаптера), а также
средства для удаленного входа в другие компьютеры сети и средства
доступа к удаленным файлам.
Распределенная операционная система, напротив, представ-
ляется пользователям простой системой, в которой пользователь не
10
Ф КазНПУ 703-12-11. Учебно-методический комплекс дисциплины для обучающегося. Издание третье.