Операционные системы

Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Для подготовки бакалавров по направлению 552800 – “Информатика и вычислительная техника” и дипломированных специалистов по направлению 654600 – “Информатика и вычислительная техника” по специальности 220100 – “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”

Санкт-Петербург 2002

2

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”

“УТВЕРЖДАЮ” Проректор по учебной работе проф. ___________ Ушаков В.Н.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Для подготовки бакалавров по направлению 552800 – “Информатика и вычислительная техника” и дипломированных специалистов по направлению 654600 – “Информатика и вычислительная техника” по специальности 220100 – “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”

Факультет Компьютерных технологий и информатики Кафедра Вычислительной техники Курс 3 Семестр 6 Лекции

45 ч.

Экзамен

семестр 6

Лабораторные занятия

15 ч.

Зачет

семестр 6

Аудиторные занятия Самостоятельные занятия Всего часов

60 ч. 66 ч. 126 ч. 2002

3

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Вычислительной техники “____”_______________2002 г., протокол №______. Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом по направлениям: 1. 552800 – “Информатика и вычислительная техника”; 2. 654600 – “Информатика и вычислительная техника” и специальности 220100 – “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”. Рабочая программа согласована с рабочими программами изученных ранее дисциплин: 1) Организация ЭВМ; 2) Информатика. Рабочая программа утверждена на методической комиссии факультета Компьютерных технологий и информатики “____”_____________2002г.

4

Цель и задачи дисциплины: Целью курса является изучение студентами операционных систем (ОС) MS Windows, освоение функций среды Win32 API и принципов разработки программ для ОС MS Windows . В результате изучения дисциплины студенты должны: 1. ЗНАТЬ основные принципы организации операционных систем, архитектуру и принципы функционирования ОС MS Windows. 2. УМЕТЬ работать в среде Win32 API и писать программы на языке С в инструментальной среде Visual Studio. 3. ИМЕТЬ представление о принципах разработки системных программ для ОС Windows NT. Содержание рабочей программы Введение. Назначение и функции операционных систем (ОС). Мультипрограммирование. Режим разделения времени. Многопользовательский режим работы. Режим работы и ОС реального времени. Универсальные операционные системы и ОС специального назначения. Классификация операционных систем. Модульная структура построения ОС и их переносимость. Раздел 1. Обзор ОС фирмы Microsoft. Тема 1. Развитие ОС MS Windows ОС MS DOS. ОС с “оконным” интерфейсом. Операционные системы ОС MS Windows 9*, Windows NT. Операционная среда Win32 API. Тема 2. Архитектура ОС Windows NT. Ядро ОС. Исполняющая подсистема. Подсистемы среды. Функции Win32 API для получения информации о вычислительной системе. Раздел 2. Файловые системы ОС фирмы Microsoft. Тема 3. Развитие файловых систем ОС фирмы Microsoft. Файловая система MS DOS. Основные свойства FAT. Факторы, определяющие размер FAT. Файловая структура в MS DOS. Файловая система HPFS. Функции Win32 API для операций над деревом каталогов.

5

Тема 4. Файловая система NTFS. Структура файловой системы NTFS. Живучесть файловой системы. Способы обеспечения отказоустойчивости NTFS. Организация дисковой памяти в NTFS. Функции Win32 API для операций над каталогами и файлами. Функции Win32 API для операций над характеристиками файлов. Раздел 3. Управление памятью в ОС фирмы Microsoft. Тема 5. Способы адресации памяти в ОС фирмы Microsoft. Реальная адресация памяти. Виды памяти в MS DOS: стандартная, верхняя, расширенная, отображаемая, высокая. Защищенный режим работы процессора. Своппинг. Сегментная и страничная организация памяти. Тема 6. Организация «статической» виртуальной памяти. Совместное использование памяти. Защита памяти. Механизм реализации виртуальной памяти. Стратегия подкачки страниц. Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа. Функции Win32 API для операций над виртуальной памяти. Тема 7. Организация «динамической» виртуальной памяти. Динамически распределяемые области памяти («кучи»). Отображение (проецирование) файлов в память. Общая структура исполняемого файла в ОС фирмы Microsoft. Заголовок DOS-файла. Заголовок РЕ-файла. Таблица разделов, основные разделы. Функции Win32 API для отображения (проецирования) файлов в память. Раздел 4. Управление процессорами в ОС фирмы Microsoft. Тема 8. Управление процессами. Жизненный цикл процесса. Состояния процессов. Примитивы создания и уничтожения процессов. Тема 9. Управление потоками. Процессы и потоки, основные отличия. Примитивы создания и уничтожения потоков. Планирование потоков. Приоритеты процессов и потоков. Планирование по принципу простой очереди. Круговой метод планирования. Адаптивное планирование. Функции Win32 API для исследования процессов и потоков.

6

Тема 10. Взаимодействие процессов. Синхронизация процессов. Связь между процессами посредством сообщений. Примитивы синхронизации и передачи сообщений. Раздел 5. Обеспечение безопасности в ОС фирмы Microsoft. Тема 11. Безопасность объектов Дескриптор безопасности. Списки управления доступом к объектам. Функции Win32 API для работы со списками доступа. Тема 12. Безопасность пользователей Идентификатор безопасности. Функции Win32 API для работы с идентификаторами безопасности. Маркер доступа. Заключение. Тенденции развития операционных систем.

Лабораторные занятия Лабораторные занятия направлены на получение практических навыков использования функций Win32 API при построении системных приложений, реализующих отдельные функции операционных систем Перечень лабораторных работ. № л.р. 1 2 3 4 5 6 7

Название работы Получение информации о ВС Операции над деревом каталогов Операции над каталогами и файлами Операции над характеристиками файлов Операции над виртуальной памятью Отображение файлов в память Исследование процессов и потоков

№ темы программы 2 3 4 4 6 7 9

Объем в часах 2 2 2 2 2 2 2

7

Расчет учебных часов по видам занятий Название разделов и тем Лек. Введение Раздел 1. Обзор ОС фирмы Microsoft. Тема 1. Развитие ОС MS Windows Тема 2. Архитектура ОС Windows NT. Раздел 2. Файловые системы ОС фирмы Microsoft. Тема 3. Развитие файловых систем ОС фирмы Microsoft. Тема 4. Файловая система NTFS. Раздел 3. Управление памятью в ОС фирмы Microsoft. Тема 5. Способы адресации памяти в ОС фирмы Microsoft. Тема 6. Организация «статической» виртуальной памяти. Тема 7. Организация «динамической» виртуальной памяти. Раздел 4. Управление процессорами в ОС фирмы Microsoft. Тема 8. Управление процессами. Тема 9. Управление потоками. Тема 10. Взаимодействие процессов. Раздел 5. Обеспечение безопасности в ОС фирмы Microsoft. Тема 11. Безопасность объектов Тема 12. Безопасность пользователей Заключение ИТОГО:

Лаб. Зан.

1

Ауд. Зан. 1

Сам. Раб.

Всего 1

Сем. 6

2 2

2

2 4

3 5

5 9

6 6

3

2

5

6

11

6

5

4

9

10

19

6

3

3

6

6

3 4

2

6

7

13

6

6

3

9

11

20

6

4 4 3

2

4 6 3

4 7 3

8 13 6

6 6 6

4 3 1 60

4 3

8 6 1 126

6 6 6

4 3 1 45

15

66

8

ЛИТЕРАТУРА Основная Л

К-во экз. в библ. (на кафедре)

Гриф

Зад. 6

6

34

МО

6

6

6

43

-

6

6

6

46

-

№

Название, библиографическое описание

1

Соловьев Г.Н. Операционные системы ЭВМ :Учеб. пособие / Г.Н. Соловьев, В.Д. Никитин. - М.: Высш.шк., 1989

6

2

Васькин П.И. Введение в ОС: Учеб.пособие/ П.И.Васькин, А.Ф.Губкин; ЛЭТИ. – Л.: ЛЭТИ, 1990. Губкин А.Ф. Операционные системы: Учеб.пособие/ А.Ф.Губкин; ЛЭТИ. – Л.: ЛЭТИ, 1996.

3

Лр

Пз

Кп

Инд.

Дополнительная №

Название, библиографическое описание

К-во экз. в библ. (на кафедре)

1

Дейтел Г., Введение в операционные системы. М."Мир",1987.

6

2

Фролов А.В. Разработка приложений для Internet : Microsoft Visual C++ и MFS/ А.В. Фролов, Г.В. Фролов. – М.: Диалог-МИФИ, 1997. – 285 с. Хоулетт Ф. Семь ключей к изучению Windows NT/ Ф. Хоулетт; Пер. с англ. – СПб.:Пергамент, 1995. – 349 с.

5

Цикритизис Д., Бернстайн Ф., Операционные системы, М."Мир", 1977.

0

3 4

1

9

Автор к.т.н., доц.

Крайников А.В.

Рецензент д.т.н., проф.

Водяхо А.И.

Зав. Кафедрой Вычислительной техники д.т.н., проф.

Пузанков Д.В.

Декан факультета Компьютерных технологий и информатики, д.т.н., проф.

Герасимов И.В.

Программа согласована: Зав. кафедрой вычислительной техники д.т.н., профессор

Пузанков Д.В.

Председатель методической комиссии Факультета Компьютерных технологий и информатики к.т.н., доц.

Чугунов Л.А.

Зав. Отделом учебной литературы

Киселева Т.В.

Руководитель методического отдела, к.т.н., доц.

Марасина Л.А.