Операционные системы

Бакалавриат 2024/2025

Статус: Курс обязательный (Прикладная математика)

Направление: 01.03.04. Прикладная математика

Кто читает: Департамент прикладной математики

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

Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Истратов Анатолий Юрьевич, Прытков Роман Сергеевич

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 56

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Основу курса составляет систематическое изложение теоретических и практических вопросов построения современных операционных систем, концепций и алгоритмов управления локальными и распределенными ресурсами. Изучаются варианты реализации многозадачной и многонитевой обработки (multithreading), организация виртуальной памяти, средства синхронизации, удаленные вызовы процедур (RPC), транзакции, механизмы репликации, средства файловой системы, логическая и физическая реализация файловых систем и систем управления вводом-выводом, подходы к обеспечению безопасности. Обсуждаются современные технологии проектирования ОС: 2 микроядра, модель клиент-сервер, множественные прикладные среды, объектноориентированный подход, технология распределенных вычислительных сред (DCE). Особое внимание уделено сетевым возможностям ОС – использованию стандартных протоколов и интерфейсов, возможностям их мультиплексирования. В рамках курса лекций студенты познакомятся с методологически переработанным материалом, позволяющим эффективно использовать возможности ОС при проектировании самостоятельных прикладных приложений. Студенты не только получат представление о состоянии и возможностях современных ОС, но и приобретут навыки разработки системных приложений. Изложение принципов организации ОС сопровождается примерами их реализации в конкретных системах: UNIX-подобных, NetWare, Windows 2000 и выше. Особое внимание уделяется UNIX – подобным ОС. Приводится краткое введение в основы ОС UNIX (включая базовые понятия процессов/потоков, команд, файлов и т.д.), рассматриваются принципы архитектурной организации системы, основы мобильного программирования и принципы открытых систем, базисный механизм межпроцессных взаимодействий в централизованных и распределенных системах, основные подходы к организации интерактивного взаимодействия с пользователем, вопросы стандартизации. Приводится информация о современном состоянии некоторых коммерческих и свободно распространяемых версий ОС UNIX. Обсуждаются вопросы взаимодействия различных ОС в рамках одной сети. Изучаются различные подходы к администрированию ОС в больших сетях: доменный подход и подход, основанный на службе каталогов. С использованием онлайн-курса https://www.intuit.ru/studies/courses/1088/322/info

Цель освоения дисциплины

Обучить студентов принципам организации современных вычислительных систем

Планируемые результаты обучения

Знание основных подходов проектирования и организации современных ОС
Получение представления о возможностях и сферах применения современных операционных систем
Умение осуществлять взаимодействие между процессами и обрабатывать прерывания
Умение программировать на командном языке

Содержание учебной дисциплины

Межпроцессное взаимодействие на уровне «клиент-сервер» ОС UNIX
Операционная система WINDOWS. Структура системы
Уровень аппаратных абстракций ОС WINDOWS
Уровень ядра ОС WINDOWS
Исполняющая система ОС WINDOWS
Реализация объектов в ОС WINDOWS
Подсистемы окружения ОС WINDOWS
Процессы и потоки в ОС WINDOWS
Вызовы для управления заданиями, процессами, потоками и волокнами в ОС WINDOWS
Межпроцессные взаимодействия в ОС WINDOWS
Реализация процессов и потоков в ОС WINDOWS
Планирование в ОС WINDOWS
Загрузка ОС WINDOWS
Управление оперативной памятью в ОС WINDOWS
Управление файловой системой в ОС WINDOWS

Элементы контроля

Промежуточная аттестация
Равно средней оценке за контрольные работы
Итоговая аттестация
Экзамен проводится в устной форме с использованием асинхронного прокторинга. Экзамен проводится на платформе Zoom (https://zoom.us/meeting), прокторинг на платформе Экзамус (https://hse.student.examus.net). К экзамену необходимо подключиться за 15 минут. На платформе Экзамус доступно тестирование системы. Компьютер студента должен удовлетворять следующим требованиям: https://elearning.hse.ru/data/2020/05/07/1544135594/Технические%20требования%20к%20ПК%20студента.pdf) Для участия в экзамене студент обязан: заранее зайти на платформу прокторинга, провести тест системы, включить камеру и микрофон, подтвердить личность. Во время экзамена студентам запрещено: общаться (в социальных сетях, с людьми в комнате), списывать. Во время подготовки ответов на билеты к экзамену студентам разрешено: пользоваться собственными письменными конспектами (в тетради или на распечатанных листах, печатными изданиями). Во время сдачи экзамена ничем пользоваться нельзя. Кратковременным нарушением связи во время экзамена считается прерывание связи до 10 минут. Долговременным нарушением связи во время экзамена считается прерывание связи 10 минут и более. При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене. Процедура пересдачи аналогична процедуре сдачи.
Контрольная работа
Аудиторная работа
Преподаватель оценивает работу студентов на лекциях и практических занятиях: активность при ответе на вопросы преподавателя, правильность выполнения заданий на лабораторных работах.
Аудиторная работа
Самостоятельная работа
Аудиторная работа
Самостоятельная работа
Контрольная работа
Аудиторная работа
Преподаватель оценивает работу студентов на лекциях и практических занятиях: активность при ответе на вопросы преподавателя, правильность выполнения заданий на лабораторных работах.
Самостоятельная работа
Преподаватель оценивает самостоятельную работу студентов: правильность выполнения домашних работ.

Промежуточная аттестация

2024/2025 1st module
0.1 * Аудиторная работа + 0.05 * Аудиторная работа + 0.05 * Аудиторная работа + 0.05 * Аудиторная работа + 0.2 * Контрольная работа + 0.2 * Контрольная работа + 0.2 * Промежуточная аттестация + 0.05 * Самостоятельная работа + 0.05 * Самостоятельная работа + 0.05 * Самостоятельная работа
2024/2025 2nd module
0.05 * Аудиторная работа + 0.05 * Аудиторная работа + 0.05 * Аудиторная работа + 0.5 * Итоговая аттестация + 0.2 * Контрольная работа + 0.1 * Самостоятельная работа + 0.05 * Самостоятельная работа

Список литературы

Авторы

Внуков Андрей Анатольевич
Истратов Анатолий Юрьевич

Программа дисциплины