1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:

Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

180

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

120

в том числе:

лабораторные занятия

40

практические занятия

20

контрольные работы

7

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

60

Итоговая аттестация в форме дифференцированного зачета

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект) (если предусмотрены)

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Раздел 1.

Принципы построения, типы и функции операционных систем

24

Введение

Операционные системы, их назначение

2

1

Тема 1.1. Принципы построения, типы и функции операционных систем

Содержание учебного материала

6

2

Понятие операционной системы. История операционных систем

Виды операционных систем. Обзор аппаратного обеспечения

Системные вызовы. Исследования в области операционных систем

Лабораторные работы

8

Обзор аппаратного обеспечения компьютера: процессоры

Обзор аппаратного обеспечения компьютера: память

Обзор аппаратного обеспечения компьютера: устройства ввода-вывода

Обзор аппаратного обеспечения компьютера: шина

Контрольная работа по разделу 1

1

Самостоятельная работа обучающихся

9

Примерная тематика внеаудиторной работы:

Системные вызовы для управления процессами.

Системные вызовы для управления файлами.

Системные вызовы для управления каталогами.

Раздел 2.

Машинно-зависимые и машинно-независимые свойства операционных систем

15

Тема 2.1. Машинно-зависимые и машинно-независимые свойства операционных систем

Содержание учебного материала

5

1

Машинно-зависимые модули ОС. Планирование процессов. Стратегия планирования процессов. Управление реальной памятью. Управление виртуальной памятью. Машинно-независимые модули ОС. Работа с файлами. Файловая система. Виды файловых систем. Физическая организация файловой системы. Типы файлов. Файловые операции, контроль доступа к файлам. Планирование задания.

Переносимость ОС

Практические занятия

1

Обслуживание ввода-вывода

1

Контрольная работа по разделу 2

1

Самостоятельная работа обучающихся

9

Примерная тематика внеаудиторной работы:

Обработка прерываний.

Планирование процессов.

Управление виртуальной памятью.

Раздел 3

Модульная структура операционных систем, работа в режиме ядра и пользователя

23

Тема 3.1. Модульная структура операционных систем, работа в режиме ядра и пользователя

Содержание учебного материала

7

2

Монолитные системы. Многоуровневые системы. Виртуальные машины

Экзоядро. Модель клиент-сервер. Работа в консольном режиме. Оболочки операционных систем. Работа в режиме пользователя.

Практические работы

2.

Принцип уровней абстракции и его использование при разработке операционных систем

1

2

Лабораторные работы

6

5.

Составление архитектуры ОС с микроядром

6.

Составление архитектуры ОС, реализующей систему виртуальных машин

7.

Инсталляция продукта MS Virtual PC

Контрольная работа по разделу 3

1

Самостоятельная работа обучающихся

9

Примерная тематика внеаудиторной работы:

Цели проектирования и разработки операционных систем.

Механизмы и политики операционных систем, генерация операционных систем.

Обзор java-технологии и виртуальной машины java.

Раздел 4

Понятие приоритета и очереди процессов, особенности многопроцессорных систем

33

Тема 4.1. Понятие приоритета и очереди процессов, особенности многопроцессорных систем

Содержание учебного материала

9

2

Понятие процесса. Понятие потока. Межпроцессорное взаимодействие.

Понятие взаимоблокировки. Ресурсы, обнаружение взаимоблокировок. Избегание взаимоблокировок. Предотвращение взаимоблокировок.

Практические работы

5

3.

Анализ преимуществ, недостатков, проблем многопоточности

4.

Обзор многопоточности в UNIX

5.

Обзор многопоточности в POSIX

6.

Обзор многопоточности в .NET

7.

Обзор многопоточности в Java

Лабораторные работы

10

8.

Реализация модели многопоточности один/один

9.

Реализация модели многопоточности много/один

10.

Реализация модели многопоточности много/много

11.

Разработка на Си программы параллельного умножения матриц с использованием POSIX-потоков

12.

Разработка на Си программы параллельного умножения матриц с использованием потоков Solaris

Контрольная работа по разделу 4

1

Самостоятельная работа обучающихся

9

Примерная тематика внеаудиторной работы:

Обзор многопоточности в Linux, Solaris;

Обзор многопоточности в MacOS;

Обзор многопоточности в Windows 2000 / XP / 2003 / 2008 / 7

Раздел 5

Управление памятью

31

Тема 5.1. Управление памятью

Содержание учебного материала

9

3

Основное управление памятью. Подкачка. Виртуальная память.

Алгоритмы замещения страниц. Вопросы разработки систем со страничной организацией памяти.

Вопросы реализации. Сегментация.

Практические работы

5

8.

Методы управления памятью в операционных системах

9.

Методы адресации в компьютерных системах

10.

Этапы обработки программы от исходного кода к исполняемому в операционных системах

11.

Физическая и логическая адресация в компьютерных системах

12.

Организация оверлейной структуры программ

Лабораторные работы

8

13.

Реализация смежного распределения памяти

14.

Реализация ассоциативной памяти страниц и операции над ней

15.

Реализация хешированных таблиц страниц.

16.

Реализация ассоциативной памяти страниц и операции над ней

Контрольная работа по разделу 5

1

Самостоятельная работа обучающихся

8

Примерная тематика внеаудиторной работы:

Моделирование алгоритмов замещения страниц: аномалия Билэди, магазинные алгоритмы, строка расстояний; Вопросы реализации: участие ОС в процессе подкачки, обработка страничного прерывания, разделение политики и механизмы.

Раздел 6

Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа

25

Тема 6.1. Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа

Содержание учебного материала

8

2

Понятие безопасности. Основные понятия безопасности. Классификация угроз. Базовые технологии безопасности.

Основы криптографии. Аутентификация пользователя. Аутентификация, авторизация, аудит.

Атаки изнутри системы. Атаки снаружи системы. Отказоустойчивость файловых и дисковых систем.

Механизмы защиты. Надежные системы. Восстанавливаемость файловых систем.

Особенности многопроцессорных систем.

Практические работы

4

13.

Создание резервных копий

14.

Восстановление данных

15.

Работа с антивирусными программами

16.

Основные правила и требования к парольной защите

Лабораторные работы

4

17.

Программные средства защиты

18.

Осуществление мероприятий по защите персональных данных

Контрольная работа по разделу 6

1

Самостоятельная работа обучающихся

8

Примерная тематика внеаудиторной работы:

Определение безопасного состояния системы, алгоритм построения графа распределения ресурсов, алгоритм банкира для безопасного распределения ресурсов (с избеганием тупиков).

Принципы обнаружения тупиков, восстановление после тупика

Раздел 7

Сетевые операционные системы

24

Тема 7.1. Сетевые операционные системы

Содержание учебного материала

7

2

История, обзор систем Unix. Процессы в системе в Unix. Управление памятью в Unix. Файловая система Unix.

История Windows 2000. Структура, процессы и потоки в Windows 2000. Файловая система Windows 2000

Практические работы

4

17.

Осуществление настройки сетевых протоколов серверов и рабочих станций

18.

Обеспечение работы системы регистрации и авторизации пользователей сети

19.

Осуществление системного администрирования локальных сетей

20.

Типы и решения сетевых проблем.

Лабораторные работы

4

19.

Установка контроллера домена и DNS–сервера

20.

Добавление роли DHCP-сервера и его настройка

Контрольная работа по разделу 6

1

Самостоятельная работа обучающихся

8

Примерная тематика внеаудиторной работы:

Ввод-вывод в системе Unix, безопасность в Unix.

Ввод-вывод в системе Windows 2000, безопасность в Windows 2000

Всего

Аудиторная учебная нагрузка

Самостоятельная работа

180

120

60