Бакалавриат
2023/2024
Основы операционных систем
Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»
Статус:
Курс по выбору (Программная инженерия)
Направление:
09.03.04. Программная инженерия
Где читается:
Факультет компьютерных наук
Когда читается:
2-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Язык:
русский
Кредиты:
4
Контактные часы:
72
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
- Знает историю эволюции вычислительных систем, основные функции, выполняемые современными операционными системами, принципы их внутреннего построения
- Знает концепцию процессов в операционных системах
- Знает концепцию нитей исполнения и их отличие от обычных процессов
- Знает логические основы взаимодействия процессов
- Знает основные механизмы синхронизации в операционных системах и способы их применения для решения задач синхронизации
- Знает основные алгоритмы планирования процессов
- Знает программные алгоритмы организации взаимодействия процессов и предъявляемые к ним требования
- Знает основные принципы построения памяти в вычислительных системах и простейшие механизмы управления памятью
- Знает организацию управления виртуальной памятью и использующиеся при этом алгоритмы
- Знает организацию управления устройствами ввода-вывода на уровне как технического, так и программного обеспечения, основные функции подсистемы ввода-вывода
- Знает понятия файла, файловой системы, операции над ними и основные принципы управления файловыми системами
- Знает принципы сетевого взаимодействия вычислительных систем и построения работы сетевых частей операционных систем
- Умеет пользоваться командами командного интерпретатора операционной системы Linux
- Умеет порождать новые процессы, запускать новые программы и правильно завершать их функционирование
- Умеет порождать новые нити исполнения и правильно завершать их функционирование
- Умеет организовывать взаимодействие процессов через потоковые средства связи и очереди сообщений
- Умеет организовывать корректное взаимодействие процессов через разделяемую память и нитей исполнения через глобальные переменные
- Умеет использовать семафоры и очереди сообщений для синхронизации работы процессов и нитей исполнения
- Умеет использовать системные вызовы для работы с файловой системой
- Умеет обрабатывать сигналя, приходящие процессам, использовать сигналы для синхронизации работы процессов
Содержание учебной дисциплины
- Введение в дисциплину
- Архитектурные особенности построения операционных систем
- Процессы в операционной системе
- Кооперация процессов и основные аспекты ее логической организации
- Алгоритмы синхронизации
- Механизмы синхронизации
- Планирование процессов
- Планирование процессов 2.
- Простые схемы управления памятью
- Более сложные схемы управления памятью
- Виртуальная память
- Файлы и файловые системы
- Файлы и файловые системы.
- Система управления вводом-выводом
- Сети и сетевые операционные системы
Элементы контроля
- Работа на практических занятиях и выполнение домашних заданий (Опракт)Оценка Опракт выставляется преподавателем по итогам работы на практических занятиях и выполнения домашних заданий. Каждая практическая задача при полном правильном и своевременном решении оценивается в определенное количество баллов, как правило, от 5 до 25. Баллы за полностью правильное решение определяются преподавателем и утверждаются лектором. Процент суммарно набранных баллов за все решенные задачи 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
- Письменная контрольная по теории (Отеор1)Письменная контрольная длительностью 2 академических часа состоит из 4-6 контрольных вопросов по теории с различными баллами от 2 до 12 за полностью правильный ответ для каждого вопроса, в зависимости от сложности. Перечень контрольных вопросов для контрольной работы и баллы за полностью правильный ответ утверждаются лектором. За каждый контрольный вопрос из контрольной работы 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 за письменную контрольную Отеор1 по вышеприведенной таблице.
- Письменный экзамен по теории (Отеор2)Письменный экзамен длительностью 2 академических часа состоит из 4-8 контрольных вопросов по теории с различными баллами от 2 до 12 за полностью правильный ответ для каждого вопроса, в зависимости от сложности. Перечень контрольных вопросов для письменного экзамена и баллы за полностью правильный ответ утверждаются лектором. За каждый контрольный вопрос из 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 за письменный экзамен Отеор2 по вышеприведенной таблице.
Промежуточная аттестация
- 2023/2024 учебный год 2 модульОкончательная оценка Орез строится как среднее гармоническое между оценками по теории и практике Орез = 2*Опракт*Отеор/(Опракт+Отеор). Оценка Опракт выставляется преподавателем по итогам работы на практических занятиях и решения домашних заданий. Оценка Отеор выставляется лектором по итогам проверок письменной контрольной работы по теоретическим материалам 1 модуля (Отеор1) и письменной экзаменационной работы (Отеор2) как среднее арифметическое Отеор = 0.5* (Отеор1+Отеор2). Оценки Орез, Опракт, Отеор, Отеор1, Отеор2 являются целыми десятибалльными.
