Магистратура
2024/2025
Операционные системы
Статус:
Курс обязательный (Компьютерные системы и сети)
Направление:
09.04.01. Информатика и вычислительная техника
Кто читает:
Департамент компьютерной инженерии
Когда читается:
2-й курс, 2, 3 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Буранов Андрей Алексеевич
Прогр. обучения:
Компьютерные системы и сети
Язык:
русский
Кредиты:
6
Программа дисциплины
Аннотация
Курс «Операционные системы» направлен на изучение принципов построения и использования современных операционных систем. В результате освоения курса у студентов сформируется понимание процессов, происходящих в вычислительной системе при запуске и работе программ и программных систем, принципов корректной передачи информации между ними и их взаимной синхронизации. В рамках курса изучаются актуальные проблемы разработки на операционных системах и разбираются частые проблемы в управлении памятью. При обучении предусмотрен контроль знаний и умений студентов в виде учета активности студентов на семинарах, практикумах и домашнего задания.
Цель освоения дисциплины
- Обеспечение базовыми знаниями принципов построения и использования современных операционных систем. Рассказать об эволюции подходов реализации ядра и компонентов ОС.
- Знакомство с современными реализациями операционных систем (на примере Linux).
- Приобретение практических навыков по применению современных операционных систем (на примере Linux).
Планируемые результаты обучения
- должны знать фундаментальные компоненты операционных систем,
- ● организация первичной памяти и связанная с ней концепция виртуальной памяти с использованием методов, основанных на подкачке и сегментации, ● структура вторичной памяти (файловые системы),
- ● управление процессором(ами) и алгоритмами планирования, ● распределение ресурсов и связанные с этим проблемы (тупики), ● подходы к обработке ввода-вывода.
- Описывает методы обеспечения совместимости и взаимодействия различных компонентов распределенной системы
- Понимает роли стандартов и протоколов в обеспечении интероперабельности
- Перечисляет фундаментальные компоненты ОС
- Определяет основные архитектурные подходы при разработке ОС
- Понимает особенности реализации многозадачности и её применение в приложениях
- Понимает различия между процессами и потоками
- Перечисляет планировщики задач и понимает их влиянии на выполнение процессов
- Определяет категории алгоритмов планирования и типологии процессов
- Называет концепции временных срезов и приоритетов
- Определяет примитивы синхронизации
- Понимает организацию первичной памяти
- Связывает с ней концепция виртуальной памяти с использованием методов, основанных на пагинации и сегментации
- Описывает структуру вторичной памяти (файловые системы)
- Понимает работу кэширования данных
- Понимает роли драйверов в работе с вводом-выводом
- Определяет буферизацию данных и способы оптимизации ввода-вывода
- Понимает роли виртуализации
- Определяет технологии виртуализации ресурсов
- Перечисляет основные системные вызовы и их роли в взаимодействии с ядром ОС
- Понимает механизмы контроля доступа и аутентификации
- Перечисляет механизмы изоляции процессов
- Понимает концепции распределенных систем и их целей
- Описывает модели взаимодействия в распределенных системах
- Соотносит архитектурные решения с обеспечением согласованности данных и избежания конфликтов
- Перечисляет методы управления состоянием в распределенных системах
- Описывает проблемы консистентности и доступности данных в распределенных хранилищах
- Определяет протоколы репликации и шардинга данных
Содержание учебной дисциплины
- Многозадачность и планирование процессов
- Управление памятью
- Управление файловыми системами и вводом-выводом
- Механизмы виртуализации
- Системные вызовы и безопасность
- Распределенные системы
- Управление состоянием и ресурсами
- Обеспечение надежности
- Совместимость и интероперабельность
Элементы контроля
- Опрос на семинарах
- Домашние задания
- Лабораторные работы
- Коллоквиум
- Защита проектов
- Экзамен
Промежуточная аттестация
- 2024/2025 3rd module0.4 * Домашние задания + 0.05 * Защита проектов + 0.1 * Коллоквиум + 0.3 * Лабораторные работы + 0.1 * Опрос на семинарах + 0.05 * Экзамен
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Гостев, И. М. Операционные системы : учебник и практикум для среднего профессионального образования / И. М. Гостев. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2022. — 164 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-04951-0. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/492342 (дата обращения: 27.08.2024).
- Гриценко, Ю. Б. Операционные системы : методические указания / Ю. Б. Гриценко. — Москва : ТУСУР, 2018. — 88 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/313133 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
- Ларина, Т. Б. Операционные системы : учебно-методическое пособие / Т. Б. Ларина. - Москва : РУТ (МИИТ), 2018. - 58 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1895290
- Пиляй, А. И. Базы данных и операционные системы : учебно-методическое пособие / А. И. Пиляй, А. М. Якубович. — Москва : МИСИ – МГСУ, 2021. — 46 с. — ISBN 978-5-7264-2951-9. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/262271 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
Рекомендуемая дополнительная литература
- Операционные системы : учебное пособие / сост. А. В. Калач, А. Н. Перегудов, В. В. Здольник. - Воронеж : Научная книга, 2022. - 92 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1999933
- Филиппов, А. А. Операционные системы : учебное пособие / А. А. Филиппов. — Ульяновск : УлГТУ, 2021. — 100 с. — ISBN 978-5-9795-2129-9. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/259730 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.