5345
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Роменский С.А.
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим занятиям
(включая рекомендации по организации самостоятельной работы),
по выполнению курсовой работы
для обучающихся по дисциплине «Операционные системы» по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия
направленность (профиль) Разработка программно-информационных систем
Нижний Новгород
2022
УДК 004.9
Роменский С.А. / Операционные системы: учебно-методическое пособие / С.А. Роменский; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 22 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 09.03.04 Программная инженерия, направленность (профиль) Разработка программно-информационных систем.
© С.А. Роменский, 2022
© ННГАСУ, 2022
2
Оглавление
1. |
Общие положения................................................................................................................. |
4 |
|
|
1.1 |
Цели изучения дисциплины и результаты обучения .................................................. |
4 |
|
1.2 |
Содержание дисциплины .............................................................................................. |
5 |
|
1.3 |
Порядок освоения материала ........................................................................................ |
7 |
2. |
Методические указания по подготовке к лекциям ............................................................ |
8 |
|
|
2.1 |
Общие рекомендации по работе на лекциях ............................................................... |
8 |
|
2.2 |
Общие рекомендации при работе с конспектом лекций ............................................ |
8 |
|
2.3 |
Общие рекомендации по изучению материала лекций .............................................. |
9 |
|
2.4 |
Контрольные вопросы ................................................................................................. |
10 |
3. |
Методические указания по подготовке к практическим занятиям ................................ |
12 |
|
|
3.1 |
Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям............................. |
12 |
|
3.2 |
Примеры задач для практических занятий ................................................................ |
12 |
4. |
Методические указания по организации самостоятельной работы............................... |
13 |
|
|
4.1 |
Общие рекомендации для самостоятельной работы ................................................ |
13 |
|
4.2 |
Темы для самостоятельного изучения ....................................................................... |
15 |
|
4.3 |
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы................................. |
15 |
|
4.4 |
Задания для самостоятельной работы ........................................................................ |
16 |
5. |
Методические указания по выполнению курсовой работы (Общие рекомендации)... |
16 |
|
|
5.1 |
Цели выполнения курсовой работы ........................................................................... |
17 |
|
5.2 |
Общие требования к оформлению курсовой работы ............................................... |
17 |
|
5.3 |
Примерный список тем курсовой работы.................................................................. |
20 |
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.
4
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:
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.
5
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.
Пятиуровневая модель Интернет. Назначения и примеры протоколов, а также программы, реализующие эти протоколы.
6
1.3 Порядок освоения материала
Материал дисциплины изучается в соответствии с порядком, определённым в следующей таблице:
|
|
Таблица 1 |
|
Порядок освоения дисциплины |
|
|
|
|
|
Раздел дисциплины |
№№ |
|
|
предшествующих разделов |
|
|
|
|
Задачи и возможности ОС |
- |
|
|
|
|
Файловая основа ОС |
1 |
|
|
|
|
Средства для управления ОС |
1,2 |
|
|
|
|
Строение ОС |
1,2,3 |
|
|
|
|
Программная организация ОС |
2,4 |
|
|
|
|
Системное программирование |
2,5 |
|
|
|
|
Виртуализация |
1,5,6 |
|
|
|
|
Управление задачами |
1,2 |
|
|
|
|
Сетевые средства ОС |
1,2 |
|
|
|
7
2. Методические указания по подготовке к лекциям
2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях
Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным,
фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.
Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.
Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.
При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций,
предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме,
что способствует повышению эффективности лекционных занятий.
2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций
Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечивает наличие опорных материалов при подготовке к семинару, зачету, экзамену.
Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.
В случае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.
8
2.3 Общие рекомендации по изучению материала лекций
Раздел 1. Задачи и возможности ОС — 1 лекция.
Цель: вызвать интерес к изучению курса, сформировать представление об операционных системах.
Содержание: 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.
Раздел 2: Файловая основа ОС. — 1 лекция.
Цель: изучить свойства файловых систем.
Содержание: 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.
Раздел 3: Средства для управления ОС. – 1 лекция.
Содержание: Программный и пользовательский интерфейсы системы. Примеры для разных ОС. Среда разработки программ. Виды графического интерфейса. Настройка ОС в разных ОС. Инсталляция программ.
Раздел 4: Строение ОС. – 1 лекция.
Содержание: 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.
9
Раздел 5: Программная организация ОС. – лекция.
Содержание: 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.
Раздел 6: Системное программирование. – 1 лекция.
Содержание: Типичное строение системной программы в разных ОС. Сообщения и их обработка. Ресурсы программ в ОС Windows. Коммерческие и свободные средства системного программирования.
Раздел 7: Виртуализация. – 1лекция.
Содержание: Типы виртуальных машин. Преимущества и недостатки/
Раздел 8: Управление задачами. – 1лекция.
Содержание: Процессы. Строение, принципы запуска. Потоки. Основы администрирования процессов.
Раздел 9: Сетевые средства ОС. – 1 лекция.
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
10