close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

РПД - Амурский государственный университет

код для вставкиСкачать
2
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Цели изучения дисциплины:
Дисциплина «Операционные системы и сетевые технологии» является
фундаментальной дисциплиной для подготовки специалистов в области системного и
прикладного программирования по специальности 010500 «Прикладная математика и
информатика».
Основными целями дисциплины «Операционные системы и сетевые технологии»
являются:
– изучение
принципов
построения,
назначения,
теоретических
основ
функционирования и практического использования операционных систем как
эффективного средства управления процессами обработки данных в современных ЭВМ;
– изучение принципов организации, построения современных локальных и
глобальных компьютерных сетей;
– изучение методологии передачи данных, построению различных структур обмена
данными между ЭВМ, методике выбора оборудования и расчета основных параметров
систем и устройств сетевой обработки данных, разработке алгоритмов обмена данными в
сетях;
– изучение принципов организации и работы в сети Internet, ознакомление с
основными ресурсами Internet, приобретение навыков работы со средствами навигации и
поисковыми системами.
Достижение указанных целей требует решения ряда задач.
Задачи изучения дисциплины:
– изучение базовых понятий и приемов работы в операционных системах и
компьютерных сетях (задания, процессы, потоки, нити, волокна; организация памяти;
файловая подсистема и подсистема ввода-вывода; многопроцессорные системы;
безопасность операционных систем; компьютерные сети);
– освоение основных приемов решения прикладных задач по темам дисциплины;
– подготовка к поиску и анализу специальной научно-технической информации,
необходимой для решения конкретных научно-исследовательских и прикладных задач, в
том числе при выполнении междисциплинарных проектов;
– формирование социально-личностных качеств студентов: целеустремленности,
организованности, трудолюбия, коммуникативности, готовности к деятельности в
профессиональной среде, ответственности за принятие профессиональных решений.
1.
МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина «Операционные системы и сетевые технологии» является базовой
дисциплиной цикла специальных дисциплин государственного образовательного
стандарта высшего профессионального образования (ГОС ВПО) по направлению
010500.62 «Прикладная математика и информатика», шифр дисциплины СД.Ф.1.
Дисциплина является важной составной частью теоретической подготовки бакалавра и
занимает существенное место в его будущей практической деятельности.
Для усвоения материала студентам достаточно знание в объеме университетского
курса дисциплины «Информатика», а также основных разделов дисциплин «Языки
программирования и методы трансляции», «Системное и прикладное программное
обеспечение».
Базовые знания и навыки операционных систем и сетевых технологий пронизывают
все специальные курсы по информационным технологиям, имеют большое значение для
изучения дисциплин, использующих ЭВМ и практику программирования.
2.
ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать
следующие результаты образования:
3.
3
знать: современное состояние теории операционных систем, принципы и методы
разработки и построения современных операционных систем, современные подходы к
реализации сетей ЭВМ, способы управления сетями и алгоритмы передачи данных;
уметь: проводить инсталляцию, конфигурирование и загрузку операционных
систем, работать с операционными системами Unix и Windows, создавать программы,
расширяющие возможности операционных систем, находить требуемую информацию в
сети, реализовывать наиболее важные сервисы Internet;
владеть: такими понятиями как вычислительный процесс и файловая система, их
реализациями с помощью операционной системы, устойчивыми практическими навыками
и методологией работы в компьютерных сетях.
1
Раздел
дисциплины
(модуль)
Введение в
операционные
системы
5
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов
и трудоемкость (в часах)
Неделя семестра
№
п/п
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Общая трудоемкость дисциплины _200_ часов.
Семестр
4.
Лекц.
Прак.
Самост.
1
2
2
3
1
1
1
2
Процессы и потоки
5
2-7
12
12
14
2
1
2
Формы текущего контроля
успеваемости (по неделям
семестра)
Форма промежуточной
аттестации (по семестрам)
Письменный опрос №1
Проверка семинарских
практических заданий
Конспект
«Множественные
прикладные
среды.
Технология
виртуализации»
2.1 Процессы
5
2
2
2
2.2 Планирование
процессов
5
3
2
4
1
2
2.3 Кооперация
процессов
5
4
2
2
1
2
2.4 Алгоритмы
синхронизации
2.5 Механизмы
синхронизации
2.6 Взаимные
блокировки (тупики)
3 Подсистема
управления
памятью
3.1 Организация памяти
ЭВМ.
Простейшие
5
5
2
1
1
Типовое задание
Письменный опрос №2
Проверка семинарских
практических заданий
Письменный опрос №3
Проверка семинарских
практических заданий
Письменный опрос №4
Проверка семинарских
практических заданий
Письменный опрос №5
5
6
2
1
1
Письменный опрос №6
5
7
2
2
1
Письменный опрос №7
5
811
8
8
8
2
13
2
2
1
2
Реферат
Типовое задание
Письменный опрос №8
Проверка семинарских
5
2
4
схемы
управления
памятью
1
Виртуальная память.
Архитектурные
средства поддержки
виртуальной памяти
3.3 Аппаратнонезависимый уровень
управления
виртуальной
памятью
4 Файловая
подсистема
5
9
2
2
1
1
5
1011
4
4
1
2
5
1213
4
4
Файлы. Организация
хранения данных на
компьютере
4.2 Реализация файловой
системы
5
12
2
2
8
2
1
1
2
5
13
2
2
1
1
Система
управления вводомвыводом
5
1415
4
4
5
2
1
2
Сетевые
операционные
системы
5
16
2
3.2
4.1
5
6
4
6
2
2
1
1
Безопасность
операционных
систем
7.1 Основные
понятия
информационной
безопасности
5
Защитные
механизмы
операционных
систем
8 Основные
концепции
компьютерных
сетей
8.1 Введение
7
7.2
в
Типовое задание
Письменный опрос №13
Проверка семинарских
практических заданий
Типовое задание
Проверка семинарских
практических заданий
Письменный опрос №14
Конспект
«Служба
каталогов
сетевых
серверных ОС»
4
5
5
2
1
1
1
5
6
2
1
1
Письменный опрос №15
Конспект «Алгоритмы
шифрования DES,
Triple-DES, RSA»
Письменный опрос №16
6
1-3
6
3
4
1
Конспект
1
Письменный опрос №1
1
2
1
5
5
2
Типовое задание
Реферат
Письменный опрос №11
Проверка семинарских
практических заданий
Письменный опрос №12
Конспект
«Файловая
система NTFS»
1718
6
2
практических заданий
Конспект «Аппаратнопрограммные средства
поддержки
мультипрограммирования»
Письменный опрос №9
Конспект «Сегментностраничная виртуальная
память»
Письменный опрос №10
Проверка семинарских
практических заданий
Реферат
компьютерные сети
Классификация
компьютерных сетей
8.3 Концепции, модели и
стандарты
компьютерных сетей.
Методы
сетевой
коммуникации
9 Сетевое
оборудование
и
программное
обеспечение
9.1 Физические
компоненты сетей
9.2 Сетевые протоколы и
службы
10 Локальные сети
8.2
11
12
13
14
15
16
17
Глобальные сети
Гибридные сети
Защита сети
Удаленный доступ
6
2
2
1
1
Письменный опрос №2
6
3
2
1
1
Письменный опрос №3
6
4-5
4
2
3
1
Конспект
6
4
2
1
1
Письменный опрос №4
6
5
2
1
1
Письменный опрос №5
6
610
10
5
5
1
4
1112
4
13
2
6
6
6
6
Виртуальные
частные сети
6
Сети с тонкими
клиентами
6
Инструменты
мониторинга,
управления и
устранения
неполадок
6
14
15
16
17
18
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
1
1
0,5
0,5
1
0,5
0,5
1
0,5
0,5
1
0,5
0,5
1
0,5
0,5
1
0,5
0,5
Конспект
Письменный опрос №69
Конспект
Письменный опрос №10
Конспект
Письменный опрос №11
Конспект
Письменный опрос №12
Конспект
Письменный опрос №13
Конспект
Письменный опрос №14
Конспект
Письменный опрос №15
Конспект
Письменный опрос №16
СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Лекции.
1. Введение в операционные системы
Понятие операционной системы (ОС). Вычислительные системы. История эволюции
вычислительных систем. Основные понятия, концепции ОС. Архитектурные особенности
ОС. Классификация ОС.
2. Процессы и потоки
2.1. Процессы.
5.
6
Понятие процесса. Состояние процесса. Операции над процессами. Блок управления
процессом. Контекст процесса. Переключение контекста.
2.2. Планирование процессов.
Уровни планирования. Критерии планирования и требования к алгоритмам.
Параметры планирования. Вытесняющее и невытесняющее планирование. Алгоритмы
планирования (First-Come, First-Served, Round Robin, Shortest-Job-First, гарантированное
планирование, приоритетное планирование, Multilevel Queue, Multilevel Feedback Queue).
2.3. Кооперация процессов.
Взаимодействующие процессы. Категории средств обмена информацией.
Логическая организация механизма передачи информации. Нити исполнения.
2.4. Алгоритмы синхронизации.
Interleaving, race condition и взаимоисключения. Критическая секция. Программные
алгоритмы организации взаимодействия процессов (запрет прерываний, переменнаязамок, строгое чередование, флаги готовности, алгоритм Петерсона, алгоритм булочной).
Аппаратная поддержка взаимоисключений.
2.5. Механизмы синхронизации.
Семафоры. Мониторы. Сообщение. Решение задачи производитель-потребитель.
Эквивалентность семафоров, мониторов и сообщений, реализация одних через другие.
2.6. Взаимные блокировки (тупики).
Условия возникновения тупиков. Методы борьбы с тупиками. Игнорирование
проблемы тупиков (страусовый алгоритм). Способы предотвращения тупиков. Алгоритм
жадного банкира. Предотвращение тупиков. Обнаружение тупиков. Восстановление после
тупиков.
3. Подсистема управления памятью
3.1. Организация памяти ЭВМ. Простейшие схемы управления памятью.
Физическая организация памяти компьютера. Логическая память. Связывание
адресов. Функции системы управления памятью. Простейшие схемы управления памятью
(схема с фиксированными разделами, один процесс в памяти, оверлейная структура,
динамическое распределение и свопинг). Страничная память. Сегментная и сегментностраничная организация памяти.
3.2. Виртуальная память. Архитектурные средства поддержки виртуальной
памяти.
Понятие виртуальной памяти. Архитектурные средства поддержки виртуальной
памяти. Страничная виртуальная память. Сегментно-страничная организации виртуальной
памяти. Таблица страниц. Ассоциативная память. Инвертированная таблица страниц.
Размер страницы.
3.3. Аппаратно-независимый уровень управления виртуальной памятью.
Исключительные ситуации при работе с памятью. Стратегии управления страничной
памятью. Алгоритмы замещения страниц (FIFO, OPT, LRU, NFU и другие). Управление
количеством страниц, выделенным процессу. Thrashing. Модель рабочего множества.
Страничные демоны. Программная поддержка сегментной модели памяти процесса.
Особенности функционирования менеджера памяти.
4. Файловая подсистема
4.1. Файлы. Организация хранения данных на компьютере.
Понятие файла, характеристики файлов (имена, типы, атрибуты). Организация
файлов (последовательные файлы, файлы прямого доступа, другие способы организации
файлов). Операции над файлами. Директории. Логическая структура файлового архива.
Операции над директориями. Защита файлов.
4.2. Реализация файловой системы.
Общая структура файловой системы. Управление внешней памятью. Методы
выделения дискового пространства. Управление свободным и занятым дисковым
пространством. Размер блока. Структура файловой системы на диске. Реализация
7
директорий в различных операционных системах. Поиск в директории. Монтирование
файловых систем. Связывание файлов. Кооперация процессов при работе с файлами.
Примеры разрешения коллизий и тупиковых ситуаций. Надежность файловой системы
(целостность файловой системы, управление «плохими» блоками). Производительность
файловой системы (кэширование, оптимальное размещение информации на диске).
Реализация некоторых операций над файлами (системные вызовы, работающие с
символическим именем файла и с файловым дескриптором). Современные архитектуры
файловых систем.
5. Система управления вводом-выводом
Физические принципы организации ввода-вывода. Общие сведения об архитектуре
компьютера. Структура контроллера устройства. Опрос устройств и прерывания.
Исключительные ситуации и системные вызовы. Прямой доступ к памяти. Логические
принципы организации ввода-вывода. Систематизация внешних устройств и интерфейс
между базовой подсистемой ввода-вывода и драйверами. Функции базовой подсистемы
ввода-вывода. Алгоритмы планирования запросов к жесткому диску (FCFS, SSTF, SCAN,
C-SCAN, LOOK, C-LOOK).
6. Сетевые операционные системы
Сетевые и распределенные операционные системы. Взаимодействие удаленных
процессов как основа работы вычислительных сетей. Основные вопросы логической
организации передачи информации между удаленными процессами Понятие протокола.
Многоуровневая модель построения сетевых вычислительных систем. Проблемы
адресации в сети. Проблемы маршрутизации в сетях. Связь с установлением логического
соединения и передача данных с помощью сообщений. Синхронизация удаленных
процессов.
7. Безопасность операционных систем
7.1. Основные понятия информационной безопасности.
Введение в информационную безопасность. Угрозы безопасности. Формализация
подхода к обеспечению информационной безопасности. Криптография как одна из
базовых технологий безопасности операционных систем. Шифрование с использованием
алгоритма RSA. Теорема Эйлера.
7.2. Защитные механизмы операционных систем.
Идентификация и аутентификация. Авторизация. Разграничение доступа к объектам
операционной системы. Домены безопасности. Матрица доступа. Недопустимость
повторного использования объектов. Выявление вторжений. Аудит системы защиты.
Система с доверительными отношениями. Анализ некоторых операционных с точки
зрения их защищенности.
8. Основные концепции компьютерных сетей
8.1. Введение в компьютерные сети.
История развития компьютерных связи. Эволюция вычислительных сетей. Текущее
состояние сетей. Будущее развитие компьютерных сетей. Основные определения и
понятия компьютерных сетей.
8.2. Классификация компьютерных сетей.
Классификация компьютерных сетей по области действия и способам
администрирования, по сетевых операционным системам и протоколам, по топологии и
архитектуре.
8.3. Концепции, модели и стандарты компьютерных сетей. Методы сетевой
коммуникации.
Базовые принципы сетевых коммуникаций. Сетевые модели, их назначение. Модель
OSI, DoD, поставщиков. Сетевые стандарты и спецификации.
Сигналы, проблемы связанные с их передачей. Методы доступа к сети.
9. Сетевое оборудование и программное обеспечение
9.1. Физические компоненты сетей.
8
Сетевые адаптеры. Сетевые носители (кабели на основе витых пар, коаксиальные
кабели, оптоволоконные кабели, бескабельные каналы связи). Сетевые соединительные
устройства.
9.2. Сетевые протоколы и службы.
Стандартные сетевые протоколы и службы (NetBIOS/NetBEUI, IPX/SPX, TCP/IP).
Стандартные сетевые программные средства.
10. Локальные сети
Определение локальной сети. Топология локальных сетей.
Подключение линий связи в ЛС и методы кодирования информации.
Согласование, экранирование и гальваническая развязка линий связи. Кодирование
информации в локальных сетях (NRZ, RZ, манчестерский, бифазный и др.).
Эталонная модель OSI. Аппаратура локальных сетей.
Уровни модели OSI (физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый,
представительский, прикладной). Взаимодействие различных аппаратных устройств на
уровнях модели и их назначение.
Стандартные ЛВС.
Сети Ethernet, Token Ring, FDDI, AppleTalk, ARCnet, 100VG-AnyLAN, Fast Ethernet,
Gigabit Ethernet, технология ATM, беспроводные сети. Сетевые характеристики,
сравнение сетевых архитектур.
11. Глобальные сети
Оборудование глобальных сетей. Топологии глобальных сетей. Типы коммутации.
Технологии глобальных сетей. Соединение между локальными и глобальными сетями.
Самая глобальная сеть – Internet. Развитие, компоненты, службы, маршрутизация.
12. Гибридные сети
Характеристики гибридных сетей. Сети на основе многих протоколов. Сети с основе
несколькими операционными системами. Сети на основе нескольких платформ. Способы
гибридного соединения. Удаленный доступ. Виртуальные частные сети. Сети с тонкими
клиентами. Инструменты мониторинга, управления и устранения неполадок.
13. Защита сети
Безопасность сети. Оценка требований к безопасности. Оценка угроз безопасности.
Реализация мер безопасности. Защита от краха и восстановление.
14. Удаленный доступ
Принцип действия удаленного доступа. Устройства соединений удаленного доступа.
Конфигурация клиентов и серверов удаленного доступа. Безопасность удаленного
доступа.
15. Виртуальные частные сети
Принцип действия VPN, преимущества и недостатки. Протоколы VPN. Безопасность
VPN. Производительность VPN. Типы VPN. Конфигурирование соединения VPN.
16. Сети с тонкими клиентами
Развитие сетей с тонкими клиентами. Технология тонких клиентов, преимущества.
Протоколы и оборудование тонких клиентов. Программное обеспечение тонких клиентов.
Модуль ASP.
17. Инструменты мониторинга, управления и устранения неполадок
Анализ и оптимизация производительности сети. Инструменты мониторинга и
управления сетью. Устройства мониторинга и устранения неполадок. Устранение
неполадок в сетях.
5.2. Семинарские (практические) занятия.
5 семестр
Практическое занятие (семинар) 1. Виртуальные машины. Основы работы с Virtual
PC, Virtual Box. Опции, настройка, возможности. Установка и настройка операционной
9
системы Linux, Windows на виртуальную машину. Письменный опрос №1 «Введение в
операционные системы».
Практическое занятие (семинар) 2. Знакомство с ОС UNIX. История операционной
системы UNIX, ее структура. Системные вызовы. Понятие об устройстве файловой
системы в UNIX. Основные команды. Midnight Commander. Редакторы. Системные
вызовы для работы с процессами. Компиляция и запуск программ на языке C в UNIX.
Письменный опрос №2 «Процессы (диаграмма состояний, контекст, PCB)».
Практическое занятие (семинар) 3-4. Процессы в операционной системе UNIX.
Контекст процесса. Идентификация процесса. Состояния процесса. Иерархия процессов.
Системные вызовы getpid(), getppid(). Создание процесса в UNIX. Системный вызов fork().
Завершение процесса. Функция exit(). Параметры функции main() в языке С. Переменные
среды и аргументы командной строки. Изменение пользовательского контекста процесса.
Семейство функций для системного вызова exec(). Письменный опрос №3 «Планирование
процессов». Задачи на алгоритмы планирования.
Практическое занятие (семинар) 5. Организация взаимодействия процессов через
pipe и FIFO в UNIX. Понятие потока ввода-вывода. Понятие о работе с файлами через
системные вызовы и стандартную библиотеку ввода-вывода. Файловый дескриптор.
Системные вызовы для работы с файлами. Понятие pipe. Организация связи через pipe
между процессом-родителем и процессом-потомком. Наследование ФД при вызовах fork()
и exec().Понятие FIFO. Использование системного вызова mknod() для создания FIFO.
Функция mkfifo(). Письменный опрос №4 «Кооперация процессов».
Практическое занятие (семинар) 6. Алгоритмы и механизмы синхронизации.
Письменный опрос №5,6.
Практическое занятие (семинар) 7. Интерфейс командной строки Windows. Команды
управления файловой системой. Конвейеризация команд Windows. Командные файлы.
Письменный опрос №7 «Тупики, моделирование ситуаций взаимных блокировок».
Практическое занятие 8-9. Работа с памятью. Команда debug. Вычисление адреса
команды, изменение содержимого регистров, машинный код. Работа с диспетчером задач
(Task manager). Оснастка производительность (Performance). Журналы. Анализ
вычислительного процесса.
Практическое занятие 10. Подсистема управления памятью. Письменный опрос №810.
Практическое занятие 11-12. Файловая подсистема. Письменный опрос №11-12.
Практическое занятие 13. Подсистема управлением вводом выводом. Решение задач
по поиску времени обращения запросов к жесткому диску для различных алгоритмов
планирования (FCFS, SSTF, SCAN, C-SCAN, LOOK, C-LOOK). Письменный опрос №13.
Практическое занятие (семинар) 14. Организация ввода-вывода в UNIX. Файлы
устройств. Аппарат прерываний. Сигналы в UNIX. Понятие виртуальной файловой
системы. Операции над файловыми системами. Монтирование файловых систем.
Блочные, символьные устройства. Понятие драйвера. Блочные, символьные драйверы,
драйверы низкого уровня. Файловый интерфейс. Аппаратные прерывания, исключения,
программные прерывания и их обработка. Понятие сигнала. Способы возникновения
сигналов и виды их обработки. Понятия группы процессов, сеанса, лидера группы, лидера
сеанса, управляющего терминала сеанса. Системные вызовы и команды. Использование
сигналов для синхронизации процессов. Понятие о надежности сигналов. POSIX-функции
для работы с сигналами.
Практическое (семинарское) занятие 15-16. Семейство протоколов TCP/IP. Сокеты
(sockets) в UNIX и основы работы с ними. История семейства протоколов TCP/IP.
Архитектуре семейства протоколов TCP/IP. Уровень сетевого интерфейса. Уровень
Internet. Протоколы IP, ICMP, ARP, RARP. Internet-адреса. Транспортный уровень.
Протоколы TCP и UDP. UDP и TCP сокеты (sockets). Адресные пространства портов.
Понятие encapsulation. Уровень приложений/программ. Использование модели клиент10
сервер при изучении сетевого программирования. Организация связи между удаленными
процессами с помощью датаграмм. Сетевой порядок байт. Функции преобразования IPадресов. Организация связи между процессами с помощью установки логического
соединения. Использование интерфейса сокетов для других семейств протоколов. Файлы
типа «сокет». Письменный опрос №14.
Практическое занятие 17. Основные понятия информационной безопасности и
защитные механизмы операционных систем. Письменный опрос №15-16.
Практическое занятие 18. Защита рефератов, индивидуальных заданий. Подготовка к
зачету.
6 семестр
Практическое занятие 1-2. Основные концепции компьютерных систем.
Письменный опрос №1-3.
Практическое занятие 2-3. Сетевое оборудование и программное обеспечение.
Мониторинг и анализ сетей. Письменный опрос №4,5.
Практическое занятие 3-5. Локальные сети. Цели создания и преимущества
использования локальных сетей. Особенности организации локальных сетей. Топология
локальных сетей. Базовые технологии, протоколы и стандарты локальных сетей.
Программное обеспечение локальных сетей. Построение локальных сетей по стандартам
физического и канального уровней. Роль и функции администратора локальных сетей.
Письменный опрос №6-9.
Практическое занятие 6. Глобальные сети. Письменный опрос №10.
Практическое занятие 7. Гибридные сети. Защита сети. Письменный опрос №11,12.
Практическое занятие 8. Удаленный доступ и виртуальные частные сети.
Письменный опрос №13,14.
Практическое занятие 9. Сети с тонкими клиентами. Инструменты мониторинга,
управления и устранения неполадок. Письменный опрос №15,16.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
Самостоятельная работа студентов заключается в проработке лекционного
материала, выполнении заданий по каждой теме практического семинарского занятия,
выполнении индивидуальных домашних заданий, подготовки рефератов и докладов. На
углубленное самостоятельное изучение выносятся следующие темы:
1) Множественные прикладные среды. Технология виртуализации.
2) Аппаратно-программные средства поддержки мультипрограммирования.
3) Сегментно-страничная виртуальная память.
4) Служба каталогов сетевых серверных ОС.
5) Модели распределенных приложений. Вызов удаленных процедур.
6) Алгоритмы шифрования DES, Triple-DES и др.
7) Монитор безопасности обращений.
8) Мониторы с оповещением и широковещанием.
9) Решение задачи читателей/писателей с использованием механизмов
синхронизации.
10) Примитивы синхронизации потоков Solaris.
11) Архитектура SNA.
12) Развитие Internet. Компоненты Internet.
13) Провайдеры услуг Internet. Пункты NAP, MAE. Разработка стандартов Internet.
14) Службы каталогов. Стандарты служб каталогов. X 500. Протоколы DAP и LDAP.
15) Устройства соединений удаленного доступа. Конфигурирование клиентов и
серверов удаленного доступа.
16) Безопасность удаленного доступа.
17) Протоколы VPN.
6.
11
18) Безопасность VPN.
19) Сети с тонкими клиентами. Оборудование тонкого клиента.
20) Модель ASP.
21) Устранение неполадок в сетях.
22) Программное обеспечение тонких клиентов.
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
№
Форма (вид)
Трудоѐмкость в
раздела
самостоятельной работы
часах
(модуля)
1
Подготовка к защите заданий семинара «Знакомство с
1
операционной системой Linux»
1
Подготовка к письменному опросам №1
1
1
Подготовка конспекта лекции по теме «Множественные
1
прикладные среды. Технология виртуализации»
2.1-2.6 Подготовка к письменным опросам №2,3,4,5,6,7
6
2.1
Подготовка к защите заданий семинара «Процессы в
2
операционной системе Linux»
2.2
Выполнение домашнего
задания
«Планирование
2
процессов»
2.3
Подготовка к защите заданий семинара «Организация
2
взаимодействия процессов через pipe и FIFO в Linux»
3.1-3.3 Подготовка к письменным опросам №8,9,10
3
3.1,3.2 Подготовка конспекта лекции по теме «Аппаратно2
программные
средства
поддержки
мультипрограммирования»,
«Сегментно-страничная
виртуальная память»
3.1,3.3 Подготовка к защите заданий семинаров
4
4.1-4.2 Подготовка к письменным опросам №11,12
2
4.1
Подготовка к защите заданий семинаров
2
4.2
Подготовка конспекта лекции по теме «Файловая
1
система NTFS»
5
Подготовка к письменному опросу №13
1
5
Подготовка к защите заданий семинаров «Планирование
2
запросов к диску»
6
Подготовка к письменному опросу №14
1
6
Подготовка к защите заданий семинаров «Семейство
2
протоколов TCP/IP»
6
Подготовка конспекта лекции по теме «Служба
1
каталогов сетевых серверных ОС»
7.1,7.2 Подготовка к письменным опросам №17-18
2
7.1
Подготовка конспекта лекции по теме «Алгоритм DES,
1
Triple-DES, RSA»
2,3,4,5,6 Подготовка типового индивидуального задания
10
3,4,7
Подготовка реферата
5
ИТОГО за пятый семестр
54
8.1-8.3 Подготовка к письменным опросам №1,2,3
3
8
Подготовка конспекта лекций
1
9.1,9.2 Подготовка к письменным опросам №4,5
2
9
Подготовка конспекта лекций
1
10
Подготовка к письменным опросам №6-9
4
10
Подготовка конспекта лекций
1
12
29
30
31
32
33
34
35
36
37
11
12
13
14
15
16
17
Подготовка к письменному опросу №10, конспект
Подготовка к письменному опросу №11, конспект
Подготовка к письменному опросу №12, конспект
Подготовка к письменному опросу №13, конспект
Подготовка к письменному опросу №14, конспект
Подготовка к письменному опросу №15, конспект
Подготовка к письменному опросу №16, конспект
ИТОГО за шестой семестр
ИТОГО САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
2
1
1
1
1
1
1
20
74
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Занятия по дисциплине «Операционные системы и сетевые технологии» проводятся
в форме лекций, семинаров – практических занятий, консультаций; предусмотрена также
самостоятельная работа студентов, состоящая из написания конспектов по предложенным
темам, подготовки к зачету и экзамену, выполнении практических заданий на ПК,
выполнении типового индивидуального задания, написании реферата и доклада.
7.
8.
ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
Оценочные средства состоят из вопросов к экзамену, итоговых семестровых тестов,
вариантов индивидуальных самостоятельных домашних работ, проверочных опросов по
пройденному теоретическому материалу, самостоятельных практических заданий.
На семинарах студенты разбирают и решают задачи, выполняют практические
задания, указанные преподавателем, повторяют основные понятия, рассмотренные на
лекциях. В каждом семестре предусмотрены коллоквиумы, контрольные и
самостоятельные работы, домашние задания и расчетно-графические работы, итоговый
экзамен или зачет.
Теоретические вопросы к экзамену
1. Понятие операционной системы (ОС). История эволюции. Поколения ОС.
2. Основные концепции ОС. Типы и классификация ОС.
3. Понятие процесса. Состояния процесса.
4. Управление процессами.
5. Планирование процессов. Критерии и параметры планирования.
6. Алгоритмы планирования процессов (FCFS, RR, SJF).
7. Алгоритмы планирования процессов (гарантированное планирование, приоритетное
планирование, MQ, MFQ).
8. Кооперация процессов. Взаимодействующие процессы.
9. Нити исполнения (потока). Однопоточная и многопоточная модели процесса. Нити на
уроне пользователя и на уровне ядра.
10. Синхронизация процессов. Взаимоисключения, критическая секция.
11. Алгоритмы взаимодействия процессов. Аппаратная поддержка взаимоисключений.
12. Механизмы синхронизации. Семафоры. Семафоры в UNIX.
13. Механизмы синхронизации. Сообщения. Передача сообщений в UNIX.
14. Механизмы синхронизации. Мониторы. Эквивалентность мониторов, семафоров и
сообщений.
15. Взаимоблокировки (тупики). Основные принципы взаимного блокирования. Условия
возникновение.
16. Методы борьба с тупиками. Способы предотвращения, обнаружения и
восстановления.
13
17. Голодание процессов (задача об обедающих философах). Механизмы параллельных
вычислений в UNIX, Windows 2000.
18. Организация памяти ЭВМ. Требования к управлению памятью. Схемы управления
памятью.
19. Организация памяти ЭВМ. Страничная, сегментная и сегментно-страничная память.
20. Виртуальная память. Архитектурные средства поддержки виртуальной памяти.
Страничная, сегментная и сегментно-страничная виртуальная память.
21. Виртуальная память. Архитектурные средства поддержки виртуальной памяти.
Структура таблицы страниц. Ассоциативная память. Инвертированная таблица
страниц.
22. Исключительные ситуации при работе с памятью. Стратегия управления страничной
памятью. Алгоритмы замещения страниц (основные требования к операционной
системе).
23. Алгоритмы замещения страниц (FIFO, OPT, LRU, NFU)
24. Рабочее множество, трешинг. Страничные демоны. Программная поддержка
сегментной модели памяти процесса.
25. Понятие файловой системы. Организация файлов. Операции над файлами
26. Файловая система. Организация директорий, операции над ними. Защитные
механизмы.
27. Общая структура файловой системы. Управления внешней памятью.
28. Реализация директорий. Монтирование файловых систем, связывание файлов.
29. Кооперация процессов при работе с файлами. Надежность файловых систем.
30. Производительность файловых систем. Современные архитектуры файловых систем.
31. Управление файлами в UNIX. Файловая система Windows 2000.
32. Физические принципы организации ввода-вывода.
33. Логические принципы организации ввода-вывода.
34. Функции базовой подсистемы ввода-вывода.
35. Алгоритмы планирования запросов к диску.
36. Ввод-вывод в UNIX, Windows 2000.
37. Сетевые и распределенные ОС. Протоколы.
38. Проблемы адресации и маршрутизации в сети.
39. Угрозы безопасности. Криптография – базовая технология безопасности
операционных систем. Алгоритм RSA.
40. Зловредное программное обеспечение.
41. Защитные механизмы ОС. Идентификация и аутентификация. Авторизация (домены
безопасности, матрица доступа).
42. Защитные механизмы ОС. Аудит системы. Системы с доверительными отношениями.
43. Анализ защищенности наиболее распространенных ОС.
44. Локальные сети. История эволюции, определения. Достоинства и недостатки.
45. Топология локальных сетей. Виды, характеристики.
46. Типы линий связи. Витые пары.
47. Коаксиальные, оптоволоконные кабели. Беспроводные каналы связи.
48. Экранирование и гальваническая развязка линий связи.
49. Кодирование информации в локальных сетях.
50. Структура и адресация пакетов.
51. Методы управления обменом в сетях с различной топологией.
52. Эталонная модель OSI и ее нижние уровни.
53. Аппаратура локальных сетей.
54. Стандартные сетевые протоколы.
55. Стандартные сетевые программные средства.
56. Сети Ethernet и Fast Ethernet.
57. Сеть Token Ring.
14
58. Сеть Arcnet.
59. Сеть 100VG-AnyLan.
60. Сверхскоростные и беспроводные сети.
61. Основные понятия сети Интернет (узел сети, IP-адрес, маршрутизация, протоколы,
web-сайт, web-браузер, web-сервер).
Примерная тематика рефератов-докладов:
1. Специализированные операционные системы.
2. Виртуализация операционных систем.
3. Операционные системы для кластеров.
4. Операционные системы для мини ЭВМ.
5. Операционные системы для мейнфреймов.
6. Операционные системы для карманных компьютеров.
7. Операционные системы реального времени.
8. Управление прерываниями в операционной системе.
9. Сравнительная оценка различных форм мультипрограммирования.
10. Средства поддержки многонитевости в операционных системах.
11. Множественные прикладные среды. Проблемы совместимости.
12. Алгоритмы синхронизации процессов (Лампорт и др.).
13. Методы обнаружения, предупреждения и устранения тупиковых ситуаций в
асинхронных параллельных процессах.
14. Организация управления памятью в 64-разрядных операционных системах.
15. Методы и средства предотвращения сбоев и отказов операционных систем.
16. Современные файловые системы компании IBM. Их реализация в ОС.
17. Современные файловые системы компании Novell. Их реализация в ОС.
18. Современные файловые системы компании Hewlett-Packard. Их реализация в ОС.
19. Современные файловые системы компании Oracle. Их реализация в ОС.
20. Современные файловые системы компании Apple. Их реализация в ОС.
21. Объектно-ориентированные технологии в операционных системах.
22. Конфигурация операционной системы MS DOS.
23. Операционная система MINIX3.
24. Операционная система FreeBSD.
25. Операционные системы Linux. Сравнение различных версий.
26. Структуры клиент-серверных компьютерных сетей.
27. Области применения различных типов клиентских мест в локальных
компьютерных сетях.
28. Управления устройствами ввода-вывода. Виртуальные драйверы VXD.
29. Порты. Назначение. Работа операционной системы с ними.
30. Глобальный подход к именованию ресурсов (Active Directory и т.д.).
31. Технология .NET.
32. Операционная система Open BSD.
33. Сетевые операционные системы. Сравнительный анализ.
34. Операционные системы мобильных компьютеров.
Примерные темы типового индивидуального домашнего задания по курсу:
1. Модель преобразования виртуального адреса в физический адрес.
2. Модель распределения памяти фиксированными разделами.
3. Модель распределения памяти перемещаемыми разделами.
4. Модель алгоритма замены страниц.
5. Модель алгоритма планирования потоков, основанного на квантовании.
6. Модель синхронизации потоков.
7. Модель графа ресурсов и процессов.
8. Модель обнаружения блокировок при наличии нескольких ресурсов каждого типа.
15
9. Модель стека.
10. Модель очереди.
11. Модель решения проблемы блокировок для произвольного числа процессов.
12. Модель решения проблемы блокировок при доступе к базе данных.
13. Модель решения проблемы межпроцессного взаимодействия.
14. Модель дискового планирования.
15. Модель взаимоисключения для двух процессов.
16. Модель взаимоисключения процессов.
17. Анализ свойств и возможностей файловой системы типа FAT.
18. Анализ свойств и возможностей файловой системы типа NTFS.
19. Анализ свойств и возможностей файловой системы UNIX.
20. Анализ свойств и возможностей кластерных систем.
21. Анализ вычислительного процесса с использованием диспетчера задач Windows.
22. Анализ
производительности
компьютера
средствами
оснастки
производительность (Performance).
23. Программная модель вычислительного процесса, монополизирующего
центральный процессор компьютера.
24. Программная модель вычислительного процесса, максимально загружающего
дисковую подсистему.
25. Программная модель вычислительного процесса, максимально загружающего
дисплейную подсистему.
9.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
И
ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
а) Основная литература:
1. Олифер В.Г. Сетевые операционные системы [Текст] : учеб.: доп. Мин. обр. РФ /
В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб.: Питер, 2009. – 669 с.
2. Таненбаум Э. Компьютерные сети [Текст] / Э. Таненбаум : Пер. с англ. 2-е изд. –
СПб.: Питер, 2009, 2010. – 992 с.
б) Дополнительная литература:
1. Бэкон Д. Операционные системы [Текст] : Параллельные и распределенные
системы / Д. Бэкон, Т. Харрис. – СПб.: Питер ; Киев: BHV, 2004. – 800 с.
2. Варфоломеев, В.И. Алгоритмическое моделирование элементов экономических
систем. Практикум [Текст] : учеб. пособие: рек. Мин. обр. РФ / Варфоломеев В.И. - М. :
Финансы и статистика, 2000. - 208 с. : ил.
3. Гордеев А.В. Операционные системы [Текст] : учеб. для вузов: доп. Мин. обр. РФ
/ А.В. Гордеев. – 2-е изд. – СПб.: Питер, 2009. – 416 с. : ил.
4. Епанешников А.М., Епанешников В.А. Локальные вычислительные сети. – М.:
Диалог-МИФИ, 2005. – 221 c. (ЭБС Университетская библиотека online)
5. Карп Д. Windows XP [Текст] : справ./ Д. Карп, Т. О' Рейлли, Т. Мотт. -2-е изд.. СПб.: Питер, 2006. - 784 с.
6. Карпов В.Е., Коньков К.А. Основы операционных систем [Текст] : курс лекций:
учеб. пособие / В.Е. Карпов, К.А. Коньков ; под ред. В.П. Иванникова. – 2-е изд., доп. и
испр. - М. : Интернет - Ун-т Информ. Технологий, 2005. - 533 с. : рис., табл.
7. Колисниченко Д.Н. Ubuntu Linux 7.04 [Текст] : рук. Пользователя / Д. Н.
Колисниченко. - СПб.: Питер, 2008. – 189 с. : ил. + 1 эл. опт. диск (DVD-ROM).
8. Кондратьев В.К., Головина О.С. Операционные системы и оболочки. Учебнопрактическое пособие. – М.: Московский государственный университет экономики,
статистики и информатики, 2007. – 172 c. (ЭБС Университетская б-ка online)
16
9. Кондратьев В.К. Введение в операционные системы. Учебное пособие. – М.:
Московский государственный университет экономики, статистики и информатики, 2007. –
231 c. (ЭБС Университетская б-ка online)
10. Курячий Г.В., Маслинский К.А. Операционная система Linux. Курс лекций. – М.:
ДМК Пресс, 2010. – 348 c. (ЭБС Университетская б-ка online)
11. Назаров С.В. Администрирование локальных сетей Windows NT/2000/.NET. – М.:
Финансы и статистика, 2003. – 336 с.
12. Никифоров С.В. Введение в сетевые технологии [Текст] : элементы применения
и администрирования сетей: Учеб. пособие: Рек. УМО вузов РФ / С.В. Никифоров. - М.:
Финансы и статистика, 2003. – 224 с.
13. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети [Текст] : принципы, технологии,
протоколы : учеб. пособие : рек. Мин. обр. РФ / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. 4-е изд. –
СПб.: Питер, 2010. – 944 с.: ил.
14. Рихтер, Джеффри. Windows для профессионалов [Текст] : создание эффективных
Win32-приложений с учетом специфики 64-разрядной версии Windows / Д. Рихтер. - 4-е
изд. - СПб. : Питер ; М. : Русская редакция, 2001. - 752 с : ил + 1 CD-ROM.
15. Стивенс У.Р., Феннер Б., Рудофф Э.М. UNIX : разработка сетевых приложений /
У.Р. Стивенс, Б. Феннер, Э.М. Рудофф. – 3-е изд. – СПб.: Питер, 2007. – 1039 с.: ил.
16. Чекмарев, Ю.В. Локальные вычислительные сети. Издание второе, исправленное
и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – 200 с.: ил. (ЭБС Университетская б-ка online).
в) Периодические издания:
1. Communications of the ACM.
2. Informations Processing & Management.
3. PC magazine. Персональный компьютер сегодня.
4. Автоматика и вычислительная техника. Сводн. том.
5. Информационные технологии и вычислительные системы.
6. КомпьютерПресс.
7. Мир ПК + DVD.
г) Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
№
Наименование ресурса
Краткая характеристика
1 http://www.iqlib.ru
Интернет-библиотека образовательных изданий, в
которой собраны электронные учебники,
справочные и учебные пособия. Удобный поиск по
ключевым словам, отдельным темам и отраслям
знания
2 http://www.citforum.ru/
Электронная библиотека on-line статей по
информационным технологиям. Удобный поиск по
разделам, отдельным темам
3 http://www.twirpx.com/
Учебно-образовательная литература, содержащая
DjVu-файлы, PDF-файлы, DOC-файлы, по
различным дисциплинам
4 http://www.elibrary.ru/
Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU –
это крупнейший российский информационный
портал в области науки, технологий, медицины и
образования, содержит рефераты и полные тексты
более 144 млн. научных статей и публикаций. На
платформе eLIBRARY.RU доступны электронные
версии более 2200 российских научно-технических
журналов, в том числе более 1100 журналов в
открытом виде
17
5
http://www.biblioclub.ru/
Электронная библиотечная система
«Университетская библиотека – online»:
специализируется на учебных материалов для
ВУЗов по научно-гуманитарной тематике, а также
содержит материалы по точным и естественным
наукам
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Лекции проводятся в стандартной аудитории (ауд.338а), оснащенной в соответствии с
требованиями преподавания теоретических дисциплин, включая мультимедиа-проектор.
Часть практических (семинарских) занятий проводится в лабораториях кафедры (ауд.
327, 329), в которых установлены операционные системы Windows и Linux.
10.
РЕЙТИНГОВАЯ ОЦЕНКА ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Рейтинговая оценка знаний студентов проводится в соответствии с положением о
балльно-рейтинговой системе оценки знаний студентов АмГУ и положением кафедры
МАиМ по дисциплине.
Зачет сдается в конце семестра. Экзамен проводится в устной форме,
экзаменационный билет включает два теоретических вопроса и тестовое задание.
Текущий контроль включает в себя тестовые письменные задания, аудиторные
самостоятельные работы, индивидуальные домашние задания, семинарские и домашние
практические задания, самостоятельную работу по изучению теоретического материала,
промежуточное и итоговое тестирование.
Условия начисления премиальных баллов за внеаудиторную работу
(олимпиады, конференции, доклады, рефераты, научные кружки):
1) Подготовка и проведение доклада – до 5 баллов.
2) Участие в олимпиаде, конференции (с хорошим результатом) – до 10 баллов (до
20 баллов в случае победы в региональных, всероссийских и международных
мероприятиях).
Начисление штрафных баллов:
За каждый пропуск занятий без уважительной причины из суммы баллов вычитается
1 балл. Допуск к экзамену – 30 баллов.
Учебная дисциплина «Операционные системы и сетевые технологии» относится к
категории дисциплин с экзаменом (шестой семестр) и оценивается в 100 баллов за
семестр. Пересчет рейтинговой оценки дисциплины проводится по шкале:
от 91 до 100 баллов – «отлично»;
от 75 до 90 баллов – «хорошо»;
от 51 до 74 баллов – «удовлетворительно»;
50 баллов и меньше – «неудовлетворительно».
Рейтинговая оценка складывается из баллов, набранных по текущему контролю,
баллов, набранных за экзамен, и премиальных баллов. Из итоговой суммы вычитаются
штрафные баллы за пропуски занятий без уважительной причины.
11.
№
1
2
3
4
5
Бальная структура оценки дисциплины
Виды работ
Максимальное количество баллов
5 семестр
Письменные опросы
15
Практические (семинарские) работы 30
Активность на занятиях
10
Индивидуальное задание
25
Зачет
20
Итого: 100
18
1
2
3
4
5
6 семестр
Письменные опросы
20
Практические (семинарские) работы 15
Активность на занятиях
10
Реферат
15
Экзамен
40
Итого: 100
19
Документ
Категория
Информатика и программирование
Просмотров
32
Размер файла
786 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа