Бакалавриат
2022/2023
Операционные системы
Статус:
Курс по выбору (Программная инженерия)
Направление:
09.03.04. Программная инженерия
Кто читает:
Департамент программной инженерии
Где читается:
Факультет компьютерных наук
Когда читается:
2-й курс, 3, 4 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Язык:
русский
Кредиты:
4
Контактные часы:
60
Программа дисциплины
Аннотация
В лекционной части курса рассматриваются фундаментальные принципы построения и особенности проектирования современных операционных систем. Теоретическое изложение не привязано к конкретной операционной системе. Практическая часть курса показывает, как изложенные теоретические положения реализуются в операционной системе Linux.
Цель освоения дисциплины
- Освоение студентами знаний в области построения и функционирования современных операционных систем.
- Осмысленное применение полученных знаний при изучении других дисциплин
Планируемые результаты обучения
- Знать историю эволюции вычислительных систем, основные функции, выполняемые современными операционными системами, принципы их внутреннего построения
- Знать концепцию нитей исполнения и их отличие от обычных процессов
- Знать концепцию процессов в операционных системах
- Знать логические основы взаимодействия процессов
- Знать организацию управления виртуальной памятью и использующиеся при этом алгоритмы
- Знать организацию управления устройствами ввода-вывода на уровне как технического, так и программного обеспечения, основные функции подсистемы ввода-вывода
- Знать основные алгоритмы планирования процессов
- Знать основные механизмы синхронизации в операционных системах и способы их применения для решения задач синхронизации
- Знать основные принципы построения памяти в вычислительных системах и простейшие механизмы управления памятью
- Знать основные проблемы безопасности операционных систем и подходы к их решению
- Знать понятия файла, файловой системы, операции над ними и основные принципы управления файловыми системами
- Знать принципы сетевого взаимодействия вычислительных систем и построения работы сетевых частей операционных систем
- Знать программные алгоритмы организации взаимодействия процессов и предъявляемые к ним требования
- Уметь использовать семафоры для синхронизации работы процессов и нитей исполнения
- Уметь использовать системные вызовы для работы с файловой системой
- Уметь обрабатывать сигналя, приходящие процессам, использовать сигналы для синхронизации работы процессов
- Уметь организовывать взаимодействие процессов через потоковые средства связи и очереди сообщений
- Уметь организовывать корректное взаимодействие процессов через разделяемую память и нитей исполнения через глобальные переменные
- Уметь пользоваться командами командного интерпретатора операционной системы Linux
- Уметь порождать новые нити исполнения и правильно завершать их функционирование
- Уметь порождать новые процессы, запускать новые программы и правильно завершать их функционирование
Содержание учебной дисциплины
- Введение в дисциплину
- Процессы в операционной системе
- Кооперация процессов
- Планирование процессов
- Простейшие схемы управления памятью
- Виртуальная память
- Файлы и файловые системы
- Система управления вводом-выводом.
- Сети и сетевые операционные системы
- Проблемы безопасности операционных систем
Элементы контроля
- Работа на семинаре (Опракт)
- Контрольная работа (Окр)
- Экзамен (Оэкз)Экзамен письменный, совмещен с письменной контрольной за 3-й модуль. Экзамен проходит с прокторингом через Examus в системе Moodle. Студенты получают задание, решают на бумаге, в конце загружают фотографии/сканы решений. Продолжительность экзамена 1.5 астрономических часа (вместе со временем, необходимым для загрузки решений). Во время экзамена разрешено смотреть в условия задач, использовать любые подготовленные рукописные материалы (конспекты лекций, шпаргалки) и писать на листах бумаги, которые были чистыми до начала экзамена. При решении задач категорически запрещается использовать любые печатные тексты, в том числе распечатки презентаций лекций, ксерокопии, фотографии, сканы, сторонние интернет-ресурсы. Допустимо использование простых калькуляторов. Если у студента случилось не более 2-х обрывов связи общей продолжительностью менее пяти минут, он может продолжить написание экзамена (дополнительное время при этом не предоставляется). Если случился большее количество обрывов связи, или их суммарная продолжительность превысит 5 минут, то считается, что студент пропустил экзамен. В этом случае ему выставляется неявка на экзамен, и он пересдает его как при обычной неявке.
Промежуточная аттестация
- 2022/2023 учебный год 4 модульОценка Опракт выставляется преподавателем по итогам работы на практических занятиях. Каждая практическая задача при полном правильном и своевременном решении оценивается в определенное количество баллов от 5 до 25. Баллы за полностью правильное решение определяются преподавателями и утверждаются лектором. Процент суммарно набранных баллов за все занятия от максимально возможного количества баллов определяет десятибалльную оценку Опракт за практические знания студента по следующей таблице: отлично (10) - более 88% отлично (9) - от 78% до 88% включительно отлично (8) - от 68% до 78% включительно хорошо (7) - от 58% до 68% включительно хорошо (6) - от 48% до 58% включительно удовлетворительно (5) - от 38% до 48% включительно удовлетворительно (4) - от 28% до 38% включительно неудовлетворительно (3) - от 18% до 28% включительно неудовлетворительно (2) - от 8% до 18% включительно неудовлетворительно (1) - от 0 до 8% включительно неудовлетворительно (0) - нет сданных задач Контрольная работа и письменный экзамен длительностью 2 академических часа состоят из 4-6 контрольных вопросов по теории с различными баллами от 2 до 18 за полностью правильный ответ для каждого вопроса, в зависимости от сложности. Перечень контрольных вопросов для контрольной работы, письменного экзамена и баллы за полностью правильный ответ утверждаются лектором. За каждый контрольный вопрос из контрольной работы и письменного экзамена студент получает от 0 до максимального балла в зависимости от полноты представленного ответа (решения). Критерии проставления баллов утверждаются на заседании учебно-методической комиссии кафедры. Процент суммарно набранных баллов от максимально возможного количества определяет десятибалльные оценки за контрольную работу Окр и за письменный экзамен Оэкз по вышеприведенной таблице. Общая оценка за теоретические знания Отеор выводится как (Окр+Оэкз)/2 - без округления. Окончательная оценка Орез строится как среднее гармоническое между теорией и практикой Орез = 2*Опракт*Отеор/(Опракт+Отеор). При этом, если результирующая оценка лежит в диапазоне от 0 до 4, то округление производится в большую сторону - в пользу студента. Если результирующая оценка лежит в диапазоне от 4 до 10, то округление производится по стандартным математическим правилам - в сторону ближайшего целого.
