Операционные системы

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

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 654600 – “Информатика и вычислительная техника” по специальности 220400 – “Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем” и бакалавров по направлению 552800-“Информатика и вычислительная техника”.

Санкт-Петербург 2001

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”

“УТВЕРЖДАЮ” Проректор по учебной работе проф. ___________ Ушаков В.Н. “_____”_______________2001 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 654600 –“Информатика и вычислительная техника” по специальности 220400 -“Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем” и бакалавров по направлению 552800 -“Информатика и вычислительная техника”.

Факультет Компьютерных технологий и информатики Кафедра Математического обеспечения и применения ЭВМ Курс – 3 Семестр – 6 Лекции

45 ч.

Экзамен

6 семестр

Лабораторные занятия

15 ч.

Зачет

6 семестр

Аудиторные занятия Самостоятельные занятия Всего часов

60 ч. 66 ч. 126 ч.

2001

2

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Математического обеспечения и применения ЭВМ “____”_______________2001 г., протокол №______. Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом по направлению 654600 –“Информатика и вычислительная техника” и специальности 220400 -“Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем” и по направлению 552800-“Информатика и вычислительная техника”. Рабочая программа согласована с рабочими программами изученных ранее дисциплин: 1)Организация ЭВМ и систем Рабочая программа одобрена методической комиссией факультета Компьютерной техники и информатики “____”_____________2001г.

3

Цели и задачи дисциплины Цель изучения дисциплины состоит в приобретении студентами знаний в области организации и функционирования современных операционных систем. Задачами дисциплины являются усвоение студентами знаний по организации операционных систем различного типа, методам управления памятью, процессами, устройствами, вводомвыводом и информацией, получение навыков работы с программным интерфейсом операционных систем. Требования к уровню освоения дисциплины В результате изучения дисциплины студенты должны: 1 Знать назначение и функции операционных систем, типы операционных систем, командный и программный интерфейс пользователя с системой, типы и организацию программных модулей, организацию и функционирование управляющей программы операционной системы, методы и алгоритмы управления процессами и ресурсами операционной системы; 2 Уметь пользоваться программным интерфейсом операционной системы; 3 Иметь представление об используемых и перспективных операционных системах. Содержание рабочей программы Тема 1. Введение Предмет и задачи дисциплины. Методология изучения системного программного обеспечения. Перечень вопросов, относящихся к системному программированию. Связь с другими дисциплинами. Тема 2. Определение понятия операционная система Состав программного обеспечения (ПО) вычислительных систем (ВС). Понятие операционной системы (ОС) в узком и широком смысле. Понятие системы программирования. Интерфейс пользователя с ОС. Тема 3. Типы ОС История развития ОС. Однозадачные мониторы. Пакетные мониторы. Мультипрограммные пакетные ОС. Диалоговые многопользовательские ОС. ОС реального времени. Тема 4. Принципы построения мультипрограммных ОС Принцип модульности. Соглашение о связях в ОС. Принцип параметрической настраиваемости. Принцип функциональной избыточности. Принцип функциональной избирательности. Тема 5. Командный интерфейс ОС Командный язык ОС. Исполнение команд. Формат команд. Типы команд. Командные файлы. Графические оболочки ОС. Тема 6. Программный интерфейс пользователя с ОС Макросредства. Макрокоманды управляющей программы. Исполнение макрокоманд управляющей программы. Типы макрокоманд. Тема 7. Организация и типы программных модулей Преобразование адресов в ВС. Построение загрузочного модуля простой структуры. Загрузочный модуль оверлейной структуры. Загрузочный модуль динамической структуры. Организация программных модулей. Однократно используемые программные модули. Повторно используемые программные модули. Сопрограммы. 4

Тема 8. Управление основной памятью в ОС Одиночное непрерывное распределение. Распределение статическими и динамическими разделами. Фрагментация памяти. Управление виртуальной памятью. Страничная, сегментная и сегментно-страничная память. Тема 9. Управление процессами в ОС Понятие процесса и ресурса. Планирование процессов. Дисциплины диспетчеризации процессов. Взаимодействие и синхронизация процессов. Механизмы синхронизации. Тупиковые ситуации в ОС. Тема 10. Управление устройствами Типы внешних устройств. Функции системы управления внешними устройствами. Распределение и освобождение внешних устройств. Монопольное использование устройств. Повторное использование устройств. Виртуальные устройства. Тема 11. Организация ввода и вывода в ОС Косвенный ввод/вывод. Логические каналы, канальная программа. Управление вводом/выводом на физическом уровне. Прямой ввод/вывод. Драйверы устройств. Буферизация. Буферизация по требованию и с упреждением. Простая и обменная буферизация. Тема 12. Организация и управление данными Понятие записи, файла. Организация данных на внешних устройствах. Функции системы управления данными. Структуры файловых систем. Методы доступа. Тема 13. Современные ОС и тенденции их развития Диалоговые многопользовательские ОС семейства UNIX. Стандарт POSIX. Распределенная многозадачная ОС реального времени QNX. Перечень лабораторных работ № Наименование работы 1 Изготовление утилиты, определяющей программное окружение 2 Изготовление утилиты, исследующей организацию основной памяти ОС 3 Изготовление обработчика прерываний 4 Перехват стандартных прерываний 5 Сопряжение стандартного и пользовательского обработчиков прерываний 6 Построение модуля динамической структуры 7 Построение модуля оверлейной структуры

Номер темы 6 8 9 9 9 7 7

5

Распределение учебных часов по темам и видам занятий № темы

1 2

Название разделов и тем

Введение Определение понятия операционная система 3 Типы ОС 4 Принципы построения мультипрограммных ОС 5 Командный интерфейс ОС 6 Программный интерфейс пользователя с ОС 7 Организация и типы программных модулей 8 Управление основной памятью в ОС 9 Управление процессами в ОС 10 Управление устройствами 11 Организация ввода и вывода в ОС 12 Организация и управление данными 13 Современные ОС и тенденции их развития Курсовое. Проектирование ИТОГО:

Объем учебных часов Лекци и

Лабор. занятия

Практ. занятия

Аудит. занятия

Самост. работа

Всего

Семе стр

1 2

6 6

1 2

1 2

4 2

4 2

2 2

6 4

6 6

1 2

2

1 4

2 2

3 6

6 6

4

4

8

4

12

6

3

3

6

18

24

6

6 4 4

6

12 4 4

14 4 4

26 8 8

6 6 6

6

6

6

12

6

6

6

8

14

6

45

* 60

* 66

126

15

6

ЛИТЕРАТУРА Основная № 1 2

Название, библиографическое описание Губкин А.Ф. Операционные системы: Учебное пособие / ГЭТУ. – СПб.,1996. – 63с. Губкин А.Ф. Функции DOS. Методические указания к лабораторным работам. СПбГЭТУ, 1998

Л

Л р

Пз (С)

К-во экз. в библ. (на каф.)

Гриф

Уч 46 Ф4

6 6

Уч 16 Ф4

Дополнительная № 1 2 3 4 5

Название, библиографическое описание

К-во экз. в библ. (на каф.)

Дейтел Г. Введение в операционные системы: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. Т1: 8экз т.1. 359с., т.2. 398с. 57 Мэдник С., Донован Дж. Операционные системы: Пер. с англ. М. : Мир, 1987. 792 с. 91 Шоу А. Логическое проектирование операционных систем: Пер. с англ. М.: Мир, 1981 0 Бурк.,UNIX для системных администраторов. Энциклопедия пользователя, ДиаСофт, 1999, 862 стр. 0 Томас Шенк, Red Hat Linux. Энциклопедия системного администратора, Diasoft, 2001, 672 стр.

7

Автор: с к.т.н., доцент

Губкин А.Ф.

Рецензент к.т.н., доцент

Казак А.Ф.

Зав. кафедрой Математического обеспечения и применения ЭВМ д.т.н., профессор

Лисс А.Р.

Декан факультета КТИ д.т.н., профессор

Герасимов И.В.

Программа согласована: Зав. отделом учебной литературы Председатель методической комиссии факультета КТИ (степень и звание) Руководитель методического отдела к.т.н., доцент

Смирнова О.Н. ФИО Марасина Л.А.

8