Системное программирование

Бакалавриат 2023/2024

Статус: Курс обязательный (Информационная безопасность)

Направление: 10.03.01. Информационная безопасность

Кто читает: Кафедра информационной безопасности киберфизических систем

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 3-й курс, 2-4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Балескин Виталий Андреевич, Колтаков Дмитрий Юрьевич, Мещеряков Ярослав Евгеньевич, Морозов Владимир Игоревич, Смирнов Данил Вадимович

Язык: русский

Кредиты: 7

Контактные часы: 90

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Целью изучения дисциплины «системное программирование» является ознакомить студентов с возможностями современных операционных систем в плане предоставляемых ими API: многозадачностью, возможностями синхронизации, эффективного управления виртуальной памятью, межпроцессорного взаимодействия и т.д. Для успешного изучения дисциплины требуется: умение программировать на языке среднего уровня (C/C++), знать архитектуру ЭВМ. Полученные знания могут использоваться при подготовке выпускной квалификационной работы, при продолжении образования и в предстоящей трудовой деятельности.

Цель освоения дисциплины

Целью дисциплины является формирование компетенций обучающегося в области пограммирования на системном уровне и принципов реализации программ на низкоуровневых и среднеуровневых языках, ознакомление с принципами трансляции исходных программ классическими компиляторами (MinGW и Clang), подготовленных на языках C/С++, и применение полученных знаний для разработки эффективного системного программного обеспечения. В данной дисциплине изучаются основы разработки программного обеспечения, включающего среднеуровневые и низкоуровневые языки программирования, дизассемблирование простых программ, средства межпроцессорного взаимодействия, управление памятью, управление вводом-выводом, многопоточным программам и средствам синхронизации процессов, программирование в операционной среде. В учебном курсе рассматривается разработка программ на среднеуровенвых языках программирование - C/C++ и низкоуровневом языке программирования - Ассемблере (архитектура ARM и x86/x64).

Планируемые результаты обучения

Иметь представление в области разработки программного обеспечения для киберфизических систем, архитектуре многопоточных программ, параллельных алгоритмах, процессах и потоках, множественному доступу к разделяемым ресурсам, архитектуре многопоточной программы
Иметь представление в области разработки программного обеспечения для киберфизических систем, реализации языков программирования, методы работы с интерактивным дизассемблером и специализированным программным обеспечением для изучения работы исполняемых файлов
Иметь представление в области разработки программного обеспечения для киберфизических систем, реализации языков программирования, общую характеристику языков ассемблера: назначение, принципы построения и использования; структура языка
Иметь представления об: инструментах создания параллельных программ; основные типы ошибок и проблем в параллельных программах; инструменты отладки параллельных программ. Изучить: инструменты создания и отладки многопоточных программ
Студент должен по результатам обучения создавать эффективные параллельные программы; находить и исправлять ошибки и проблемы в многопоточных программах.

Содержание учебной дисциплины

Средства синхронизации и взаимодействия в многопоточных программах
Средства межпроцессного взаимодействия
Низкоуровневые языки программирования
Многопоточное программирование
Дизассемблирование программ

Элементы контроля

Семинарские занятия
Семинарские занятия предназначены для изучения тем курса "Системное программирование". Формат проведения: учебный материал выдает преподаватель; учебный материал выдает учащийся. Если материал выдает учащийся, тогда он заранее готовит тему, согласованную с преподавателем. В случе успешного выступления студент получает дополнительные баллы. Весовой коэффициент составляет - 0.1 при расчете итоговой оценки
Практические занятия
Практические работы предназначены для выработки и закреплении первоначальных умении
Самостоятельные / индивидуальные задания
Самостоятельные и индивидуальные задания выдаются студентам по желанию для повышения оценки

Промежуточная аттестация

2023/2024 учебный год 3 модуль
Практические работы * 0.7 + семинарские занятия * 0.1 + индивидуальные и самостоятельные работы * 0.2
2023/2024 учебный год 4 модуль
0.7 * Практические занятия + 0.2 * Самостоятельные / индивидуальные задания + 0.1 * Семинарские занятия

Список литературы

Авторы

Смирнов Данил Вадимович
Мещеряков Ярослав Евгеньевич

Программа дисциплины