3175

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Суханова Н.Т.

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы), по выполнению контрольной работы

для обучающихся по дисциплине «Операционные системы» по направлению подготовки 09.03.03 Прикладная информатика профиль Прикладная информатика в экономике

Нижний Новгород

2022

УДК 004.9

Суханова Н.Т. / Операционные системы: учебно-методическое пособие / Н.Т. Суханова; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 14 с.– Текст: электронный.

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Операционные системы» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в усвоении лекций, в подготовке к практическим занятиям, а также в написании курсовой работы.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Операционные системы» по направлению подготовки 09.03.03 Прикладная информатика, профиль Прикладная информатика в экономике.

© Н.Т. Суханова, 2022 © ННГАСУ, 2022

2

Оглавление

3

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Основными целями освоения учебной дисциплины «Операционные системы» являются:

обучение студентов принципам работы операционных системы (ОС), основным навыкам по настройке и управлению операционными системами;

знакомство с системным программированием;

знакомство с основными проблемными и прикладными направлениями современной теории операционных систем.

В процессе освоения дисциплины студент должен

Знать:

типовые архитектуры сетевых операционных систем, принципы работы основных подсистем ОС, основные механизмы управления ресурсами вычислительной системы;

характеристики современных ОС, основные факторы, влияющие на различные характеристики ОС, классификацию ОС.

Уметь:

пользоваться инструментальными средствами ОС Linux, создавать простые командные файлы с использованием управляющих конструкций, использовать команды управления системой,

создавать программы, использующие программный интерфейс ОС;

обосновать выбор платформы, исходя из требований по безопасности, скорости работы,

доступности ПО и других требований.

Владеть:

базовыми основами системного программирования; базовыми основами администрирования ОС;

простейшими методами тестирования производительности программ в разных ОС.

Данная дисциплина позволит студентам не только систематизировать полученные теоретические знания, укрепить исследовательские навыки, но и даст возможность ориентироваться в новом предметном поле экономической информатики.

1.2 Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:

4

1. Задачи и возможности ОС.

Определение ОС. Положение среди других программ. Виды ОС. Назначение, основные достоинства и недостатки. Виды программного обеспечения: open source, GNU, private shareware и соответствующие примеры для ОС. Положение на рынке.

2. Файловая основа ОС.

Файловая система, типы, её связь с ОС. Отображение файловой системы для пользователя в разных ОС. Состав файлов и каталогов ОС и их назначение. Виды файлов по их существованию в файловой системе. Виды файлов по назначению. Библиотеки, исполняемые файлы, конфигурационные файлы и их вид.

3. Средства для управления ОС

Программный и пользовательский интерфейсы системы. Примеры для разных ОС. Среда разработки программ. Виды графического интерфейса. Настройка ОС в разных ОС. Инсталляция программ.

4. Строение ОС.

Структура Linux и Windows. Виды системных программ. Оболочки. Способы настройки. Способы управления интерфейсом. Основы работы с оболочками Linux Опции и аргументы. Стандартный ввод, вывод и ошибок и их переадресация. Программные каналы и переадресация.

5. Программная организация ОС.

Реальный и защищенный режимы работы. Соответствующая им организация памяти. Типы ядер. Права доступа. Службы/демоны. Архитектура клиент-сервер. Многозадачность: процессы и потоки (нити). Квантование процессорного времени. Виртуальная память. Страничная организация основной памяти.

6. Системное программирование

Типичное строение системной программы в разных ОС. Сообщения и их обработка. Ресурсы программ в ОС Windows. Коммерческие и свободные средства системного программирования.

7. Виртуализация.

Типы виртуальных машин. Преимущества и недостатки.

8. Управление задачами.

Процессы. Строение, принципы запуска. Потоки.

9. Сетевые средства ОС.

5

Содержание: Пятиуровневая модель Интернет. Назначения и примеры протоколов. Программы, реализующие сетеввые протоколы.

2.4Контрольные вопросы

1.Перечислить виды ОС.

2.Основные группы функций программного интерфейса

3.Сравнить защищенные и реальный режимы работы

4.Типы виртуальных машин. Преимущества и недостатки

5.Скопировать содержимое из одного файла в другой с помощью системных вызовов

6.Создать две программы – 1) с функциями буферизованного ввода-вывода и2) с системными вызовами ввода-вывода,которые выводят на стандартный поток ввода-вывода некоторый файл.

7.Определить размеры сегментов любого бинарного исполняемого файла.

8.а) выполнить программу вывода из файла в файл с помощью функции system. б) выполнить программу вывода из файла в файл с помощью функции fork.в) Добавить в предыдущие две программы многократный вызов и сравнить время их работы с помощью time.

9.Запустить на исполнение функцию вывода из файла в файл (3-е задание) с помощью потока. Добавить многократный вызов, замерить время работ программ

10.Написать программу, передающую данные (строку “stroka”) другому процессу через именованный канал.

11.Написать программу, передающую данные (строку “stroka”) другому процессу через сокет.

12.Сравнить время работы программ с сокетом и именованным каналом.

9

3. Методические указания по подготовке к практическим занятиям

3.1Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям

Входе подготовки к практическим занятиям необходимо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы.

Всоответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на практическое занятие.

При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы. Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.

Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращаться за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления. Продумать примеры с целью обеспечения тесной связи изучаемой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении рекомендованной литературы. Студент может дополнить список использованной литературы современными источниками, не представленными в списке рекомендованной литературы, и в дальнейшем использовать собственные подготовленные учебные материалы при написании курсовых и дипломных работ.

3.2 Примеры задач для практических занятий

Пример № 1 Вывод в стандартный поток вывода содержимого файла, указанного в командной строке при

запуске программы Пример № 2

Скопировать содержимое из одного файла в другой с помощью системных вызовов. Пример № 3

Определить размеры сегментов любого бинарного исполняемого файла. Интерпретировать вывод

10