 |
Твой путь к знаниям |
| Курсы | Обучение | Школа | Магазин | Общение | Новости | Помощь | |
|
|
|
|
|||||||
|
 |
поддержка курса
Основы современных операционных систем
Автор: В.О. Сафонов | ISBN: 978-5-9963-0495-0
Microsoft Dreamspark
Бесплатные лицензионные версии программ для студентов и преподавателей.
Специальное предложение для студентов Интуит.ру. подробнее »
Информация о курсе
Курс предназначен для студентов младших курсов в области ИТ. Он знакомит с принципами архитектуры и функционирования современных операционных систем (ОС) и сетей, дает теоретические знания и практические навыки для работы в распространенных ОС – Windows, Linux, Solaris, а также в ОС для мобильных устройств и облачных вычислений. Особое внимание уделяется алгоритмам и структурам данных, используемым в ОС, их надежности и безопасности. В курсе подробно рассматриваются архитектура операционных систем (ОС), основные алгоритмы и структуры данных, используемые в ОС. Рассмотрены методы управления оперативной и внешней памятью, виртуальная память, ее страничная и сегментная организация, методы управления процессами и потоками и их синхронизации, методы диспетчеризации процессов, методы распределения ресурсов и алгоритмы предотвращения и обнаружения тупиков, системы ввода-вывода, файловые системы, сети и сетевые протоколы, безопасность ОС и сетей. Изложение сопровождается практическими примерами, помогающими студентам практически овладеть излагаемыми концепциями. Материал курса отражает 35-летний опыт автора в использовании широкого спектра зарубежных и отечественных ОС (ОС ДИСПАК для БЭСМ-6, ОС “Эльбрус”, ОС ЕС ЭВМ, ОС СМ ЭВМ, MS-DOS, Windows, Solaris, Linux). Курс входит в число основных дисциплин для студентов 2 курса по специальности 010503 (математическое обеспечение и администрирование операционных систем) и 080801, 080802 (прикладная информатика).
Цель
Изучение классических основ операционных систем (ОС), их архитектуры, алгоритмов и методов, применяемых при их разработке; изучение современных ОС – Windows, Linux, Solaris и др., ОС для мобильных устройств и облачных вычислений.
Предварительные знания
Базовый курс программирования (информатики) для первого курса университета.
Дополнительные курсы
Записаться на обучение
1.
В лекции дано определение понятия "операционная система" (ОС). Дан краткий обзор функциональности и назначения ОС, краткий обзор широкого спектра видов и архитектур современных компьютерных систем (настольные, распределенные, мобильные, облачные и др.) и операционных систем для них.
2.
В лекции дан исторический обзор ОС, как зарубежных, так и отечественных (ОС ДИСПАК, ОС "Эльбрус" и др.). Рассмотрены основные режимы работы пользователей и заданий в ОС (пакетный, мультипрограммирование, разделение времени).
3.
В лекции дан обзор особенностей ОС для различных классов вычислительных устройств (многопроцессорные и распределенные системы, настольные, карманные, мобильные и др.). Рассмотрены ОС реального времени, ОС для облачных вычислений. Проанализирована специфика требований к ОС и архитектур ОС для рассмотренных классов устройств.
4.
В лекции подробно рассмотрена архитектура компьютерной системы: управление прерываниями, памятью, вводом-выводом, иерархия памяти, ассоциативная память (кэширование), защита памяти, аппаратная защита памяти в системах с теговой архитектурой.
5.
В лекции рассматриваются: архитектура ОС и ее функциональность; управление процессами как основная функция ОС; обзор базовых механизмов синхронизации процессов - семафоров и мониторов.
6.
В лекции рассмотрены: обзор функциональности ОС: управление памятью, файлами, процессами, сетями, командными интерпретаторами, сервисы ОС, системные вызовы; организация ОС по принципу уровней абстракции; особенности архитектуры UNIX и MS-DOS.
7.
В лекции рассматриваются следующие вопросы: методы проектирования и реализации ОС: уровни абстракции ОС; ОС с архитектурой микроядра; виртуальные машины; цели проектирования и разработки ОС с точки зрения пользователей и разработчиков; генерация ОС для конкретной компьютерной системы при ее инсталляции.
8.
В лекции рассмотрены основные концепции управления процессами, планирования и диспетчеризации процессов.
9.
В лекции рассматриваются: взаимодействие процессов: проблема ограниченного буфера; проблема "производитель – потребитель"; прямая и косвенная связь процессов; клиент-серверная взаимосвязь; сокетная связь; удаленный вызов процедуры (RPC) и удаленный вызов метода (RMI); выстраивание параметров (marshaling).
10.
В лекции рассматриваются понятие потока (thread) и многопоточное выполнение (multi-threading); модели многопоточности; пользовательские потоки и потоки ядра; потоки в "Эльбрусе", Solaris, Linux, POSIX, Windows 2000, Java.
11.
В лекции рассмотрены: планирование и диспетчеризация процессора; критерии диспетчеризации; стратегии диспетчеризации (FCFS, SJF, RR); многоуровневые очереди, диспетчеризация мультипроцессорных систем и систем реального времени.
12.
В лекции рассмотрена синхронизация процессов: критические секции; алгоритмы решения проблемы взаимного исключения критических секций; двоичные и общие семафоры; решение проблем "ограниченный буфер", "читатели-писатели", "обедающие философы"; мониторы; синхронизация в Solaris и Windows 2000.
13.
В лекции вводится понятие тупика (deadlock), рассматриваются модель системы, граф распределения ресурсов, граф wait-for, методы обработки и предотвращения тупиков.
14.
В лекции рассмотрены понятие безопасного состояния системы, алгоритм банкира, алгоритмы обнаружения тупиков.
15.
В лекции рассмотрены следующие вопросы: принципы управления памятью; устройство управления памятью; логическое и физическое адресные пространства; динамическая линковка; оверлейная структура программы.
16.
В лекции рассматриваются: откачка и подкачка (swapping); стратегии динамического распределения памяти; фрагментация; принципы страничной организации; таблица страниц; использование ассоциативной памяти; двухуровневые, иерархические, хешированные и инвертированные таблицы страниц; разделяемые страницы.
17.
В лекции рассмотрены: сегментная организация памяти; cегментно- страничная организация памяти (MULTICS, "Эльбрус", Intel x86).
18.
В лекции рассмотрены следующие вопросы: концепция виртуальной памяти; страничная организация виртуальной памяти; обработка отсутствия страницы в памяти (page fault); обработка страниц по требованию; совместное использование страниц процессами; файлы, отображаемые в память (memory-mapped files); стратегии замещения страниц; алгоритмы FIFO и LRU; алгоритм "второго шанса"; алгоритмы со счетчиком; выделение фреймов – фиксированное и с приоритетами; thrashing; страничная организация в Windows NT и Solaris.
19.
В лекции рассмотрены следующие вопросы: интерфейс с системой файлов; структура файла и операции над файлом; типы файлов; отличия файловых систем в ОС MULTICS и "Эльбрус" от файловых систем в ОС для ПЭВМ; файлы последовательного и прямого доступа; директория, способы организации директорий; монтирование файловых систем; защита файлов; блок управления файлом; принципы реализации файловых систем.
20.
В лекции рассмотрены следующие вопросы: виртуальные файловые системы (VFS); реализация файлов с помощью FAT (Windows) и индексных блоков (UNIX); управление внешней памятью; кэширование; файловые системы на основе журнала транзакций; сетевая файловая система NFS.
21.
В лекции рассмотрены следующие вопросы: организация ввода-вывода в компьютерной системе и ее поддержка в ОС; контролллеры; драйверы; контроллеры с прямым доступом к памяти (Direct Memory Access – DMA); цикл выполнения задания в ОС, чередование вычислений и ввода вывода, прерывания.
22.
В лекции рассмотрены: сети и сетевые структуры;. распределенные и сетевые системы; топологии и типы сетей; коммуникации по сети; маршрутизация; именование и разрешение имен.
23.
В лекции рассмотрены: коммуникационные протоколы; уровни организации сетей согласно модели ISO; протокол TCP/IP; протокол GPRS; беспроводные сети, протоколы IEEE 802.11x (Wi-Fi); мгновенные сообщения (Instant Messaging and Presence); обнаружение ошибок в сетях и реконфигурация сетей; задачи проектирования сетей.
24.
В лекции рассмотрены следующие вопросы: концепция безопасности; сетевые и системные угрозы (атаки); борьба с атаками; аудит сетевых систем; брандмауэры; обнаружение попыток взлома; криптография; SSL; уровни безопасности компьютеров; решение проблем безопасности в Windows NT и в Microsoft.NET; политики безопасности; инициатива Microsoft Trustworthy Computing Initiative.
25.
В лекции рассмотрены следующие вопросы: история создания Linux; Linux и GNU-проекты; ядро Linux; развитие Linux; архитектура Linux; диалекты Linux; Linux как серверная ОС; принципы проектирования Linux; компоненты Linux; динамически подгружаемые модули ядра; управление процессами.
26.
В лекции рассмотрены: управление памятью и ресурсами в Linux; файловые системы Linux; драйверы устройств Linux, поддержка сетей в Linux, безопасность в Linux.
27.
В лекции рассмотрены следующие вопросы: история Windows; роль Windows NT; архитектура Windows; ядро; исполнительная подсистема; подсистемы окружения.
28.
В лекции рассмотрены: система файлов Windows; сетевые средства Windows; программный интерфейс Windows; управление памятью, процессами, заданиями, многопоточность в Windows; поддержка параллельного программирования в Windows; управление физической памятью и рабочими наборами в Windows.
29.
В лекции рассмотрены следующие вопросы: академическая программа Windows (WAP); исследовательское ядро Windows с открытыми исходными кодами (WRK); комлект учебных материалов по Windows фирмы Microsoft (CRK); проект Oz по созданию исследовательских ОС на базе WRK.
30.
В лекции рассмотрены следующие вопросы: особенности мобильных устройств и операционных систем для мобильных устройств; обзор рынка ОС для мобильных устройств: Windows Mobile, Symbian OS, Google Android, Blackberry OS и др.
31.
В лекции рассмотрены следующие вопросы: понятие облачных вычислений (cloud computing) и особенности их организации; сервисы; центры обработки данных; обзор ОС и инструментов для облачных вычислений; Microsoft Windows Azure, ее особенности, преимущества и лидирующая роль в развитии облачных вычислений; платформа Microsoft.NET как базис для архитектуры Windows Azure; перспективы ОС для облачных вычислений.
32.
В данной заключительной лекции курса рассмотрены следующие вопросы: обзор других современных ОС, не рассмотренных подробно в курсе (фирм IBM, HP, Oracle/Sun и др.); современные тенденции в развитии ОС; графические оболочки ОС; поддержка распределенных, параллельных, облачных вычислений в ОС; развитие сетей: 3G, 4G, WiMAX; перспективы ОС и сетей.
33.
Целью лабораторной работы является практическое освоение операционной системы Windows XP –
ее графической оболочки, входа и выхода, структуры рабочего стола, основных действий и настроек при работе в системе.
Необходимый общий теоретический материал по архитектуре и особенностям ОС Windows представлен в
"Обзор архитектуры и возможностей систем Windows 2000/XP/2003/Vista/2008/7 " и "Системные механизмы Windows " данного курса.
34.
Целью лабораторной работы является практическое освоение операционной системы Windows Vista –
ее графической оболочки, входа и выхода, структуры рабочего стола, основных действий и настроек при работе в системе.
Необходимый общий теоретический материал по архитектуре и особенностям ОС Windows
представлен в "Обзор архитектуры и возможностей систем Windows 2000/XP/2003/Vista/2008/7 " и "Системные механизмы Windows " данного курса.
35.
Целью лабораторной работы является практическое освоение операционной системы
Windows Server 2008 – ее графической оболочки, входа и выхода, структуры рабочего стола,
основных действий и настроек при работе в системе. Необходимый общий теоретический материал
по архитектуре и особенностям ОС Windows представлен в "Обзор архитектуры и возможностей систем Windows 2000/XP/2003/Vista/2008/7 " и
"Системные механизмы Windows " данного курса.
36.
Целью лабораторной работы является практическое освоение операционной системы Windows 7 –
ее графической оболочки, входа и выхода, структуры рабочего стола, основных действий и настроек при
работе в системе. Необходимый общий теоретический материал по архитектуре и особенностям ОС Windows
представлен в "Обзор архитектуры и возможностей систем Windows 2000/XP/2003/Vista/2008/7 " и "Системные механизмы Windows " данного курса.
37.
Целью лабораторной работы является практическое освоение операционной системы для мобильных устройств
Windows Mobile – ее графической оболочки, входа и выхода, структуры рабочего стола, основных действий и настроек
при работе в системе. Необходимый общий теоретический материал по архитектуре и особенностям ОС для мобильных устройств,
в том числе - Windows Mobile, представлен в "ОС для мобильных устройств. Windows Mobile" данного курса.
38.
Целью лабораторной работы является практическое освоение Windows Azure– новейшей платформы Microsoft для облачных вычислений (cloud computing).
Необходимый теоретический материал по основам облачных вычислений и основам
архитектуры платформы Windows Azure представлен в "ОС для облачных вычислений (cloud computing). Windows Azure" данного курса.
Работа в Windows Azure требует наличия академического доступа к Windows Azure, либо платной регистрации в ней.
Альтернативой является использование бесплатной облачной системы Windows Live [20] , основанной на Windows Azure, что и учтено в данной лабораторной работе.
При подготовке лабораторной работы использованы материалы [17-20].
39.
Целью лабораторной работы является практическое освоение Windows Research Kernel (WRK) –
исходных кодов исследовательского ядра Windows, предназначенных для более глубокого изучения архитектуры
Windows и исследований в области операционных систем. Необходимый вводный и общий теоретический материал по
архитектуре и особенностям WRK представлен в "Академическая программа Microsoft Shared Source Initiative. Открытое ядро Windows для изучения и исследований (Windows Research Kernel)" данного курса. Данная лабораторная
работа является лишь начальным практическим ознакомлением с пакетом WRK, использование которого в обучении
операционным системам само по себе может стать основой для семестрового или полугодового курса и (или)
семинара по ОС. Методы использования WRK, а также основы внутренней архитектуры Windows описаны в книге
[7]. Пакет WRK доступен для скачивания преподавателями, аспирантами и студентами,
зарегистрированными с помощью Microsoft Passport, по ссылке [21] с академического
сайта Microsoft. Размер дистрибутива для скачивания – 14 мегабайт.
40.
Целью лабораторной работы является практическое освоение операционной системы Linux – ее графической оболочки, входа и выхода, структуры рабочего стола, основных действий и настроек при работе в системе. Необходимый общий теоретический материал по архитектуре и особенностям ОС Linux представлен в "Обзор архитектуры и возможностей системы Linux: архитектура, ядро, распространение и лицензирование, принципы проектирования, управление процессами" и "Обзор архитектуры и возможностей системы Linux: управление памятью, ресурсами, файловые системы, драйверы устройств, сети, безопасность" данного курса.
Дополнительные материалы
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||
|
|||
|
Курсы |
Учебные программы |
Учебники |
Вопросы и Ответы |
Форум |
Новости |
Помощь
Телефон: +7 (499) 253-9312, 253-9313, факс: +7 (499) 253-9310, email: info@intuit.ru © INTUIT.ru::Интернет-Университет Информационных Технологий - дистанционное образование, 2003-2011 |
|
Проект Издательства "Открытые Системы". Партнеры: РМ Телеком, KRAFTWAY COMPUTERS. |
|
RSS
