2. Классификация ос эволюция ос

Раздел 1. Операционные системы локальных вычислительных систем

Тема 1. Введение

Предмет дисциплины, ее объем, содержание и связь с другими дисциплинами учебного плана.

Цели и задачи дисциплины.

Определение операционной системы.

Основные понятия, концепции ОС.

Архитектурные особенности: монолитное ядро.

Слоеные системы.

Виртуальная машина.

Микроядерная архитектура.

Смешанные системы.

Определение ОС.

ОС как расширенная машина.

Что такое ОС (как защитник и ядро).

ОС как система управления ресурсами.

Эволюция ОС.

Классификация ОС: алгоритм управления ресурсами, многозадачность, многопользовательский режим.

Классификация ОС: вытесняющая и невытесняющая многозадачность, многонитиевость, многопроцессорная обработка.

Классификация ОС: Особенности аппаратных платформ, областей использования, методов построения.
Тема 3. Процессы и потоки

Понятие процесса.

Состояния процесса.

Операции над процессами и связанные с ними понятия.

Одноразовые операции.

Многоразовые операции.

Переключение контекста.

Уровни планирования.

Критерии планирования и требования к алгоритмам.

Параметры планирования.

Вытесняющее и невытесняющее планирование.

Алгоритмы планирования: FCFS, RR, SJF.

Гарантированное планирование, приоритетное, многоуровневые очереди.

Взаимодействующие процессы.

Общие сведения об архитектуре компьютера на примере Pentium.

Защищенный режим.

Дескрипторные таблицы.

Управление памятью (основные понятия).

Функции ОС по управлению памятью.

Связывание адресов.

Управление памятью с фиксированными разделами, с переменными разделами, свопинг.

Проблема размещения больших программ.

Понятие виртуальной памяти.

Архитектурные средства поддержки виртуальной памяти: страничная память.

Сегментная и сегментно-страничная организация памяти.

Таблица страниц.

Ассоциативная память.

Иерархия памяти.

Исключительные ситуации при работе с памятью.
Тема 6. Введение в файловую систему

Введение в файловую систему.

Имена файлов.

Структура файлов.

Типы и атрибуты файлов.

Доступ к файлам.

Операции над файлами.

Директории.

Логическая структура файлового архива.

Операции над директориями.

Защита файлов.

Интерфейс файловой системы (ФС).

Общая структура ФС.

Структура ФС на диске: методы выделения дискового пространства.

Управление свободным и занятым дисковым пространством.

Размер блока.

Реализация директорий.

Примеры реализации директорий.

Поиск в директории.

Монтирование ФС.

Связывание файлов: организация связи между каталогом и разделяемым файлом.

Кооперация процессов при работе с файлами.

Целостность ФС.

Управление плохими блоками.

Производительность ФС.

Системные вызовы, работающие с именем файла.

Системные вызовы, работающие с файловым дескриптором.

Архитектуры ФС: FAT32, NTFS, s5/ufs.
Тема 8. Система ввода-вывода

Структура системы ввода-вывода.

Систематизация внешних устройств и интерфейс между базовой подсистемой ввода-вывода и драйверами.

Функции базовой подсистемы ввода-вывода.

Буферизация и кэширование.

Спулинг и захват устройств.

Обработка прерываний и ошибок.

Планирование запросов.

Модуль 1. УПРАВЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ РЕСУРСАМИ

Тема 9. Модели сетевых служб и распределенных приложений.

Способы разделения приложения на части.

Двухзвенные и трехзвенные системы.
Тема 10. Механизм передачи сообщений в распределенных системах.

Синхронизация, буферизация.

Способы адресации.
Тема 11. Вызов удаленных процедур (RPC).

Концепции, базовые операции, связывание.

Генерация стабов.

Формат сообщений.

Пример.
Модуль 2. СЕТЕВЫЕ СЛУЖБЫ

Тема 12. Сетевые файловые системы.

Принципы построения.

Модель.

Размещение клиентов и серверов.

Файловые серверы типа statefull и stateless.

Кэширование.

Репликация.

Примеры СФС: FTP, NFS.

Назначение и принципы организации.

Служба каталогов NDS.
Тема 14. Межсетевое взаимодействие.

Основные подходы к организации межсетевого взаимодействия.

Трансляция, мультиплексирование, инкапсуляция.
Модуль 3. Обзор современных операционных систем

Тема 15. Семейство операционных систем UNIX.

История развития, основные концепции, управление процессами
Тема 16. Семейство операционных систем Microsoft Windows.

История, версии.

История, версии.

История, версии.

Лаб 1. Внутренние команды и утилиты операционных систем

Лаб 2. Скрипты (командные файлы Windows) и оболочки операционных систем

Лаб 3. Сценарии и компоненты операционных систем

Лаб 4. Прикладные и сетевые операционные среды

Лаб 5. Перспективные операционные системы

Занятие 2. Утилиты операционных систем

Занятие 3. Скрипты (командные файлы Windows и

Занятие 4. Оболочки операционных систем

Занятие 5. Сценарии операционных систем

Занятие 6. Прикладные операционные среды

Занятие 7. Сетевые операционные среды

Занятие 8. Перспективные операционные системы

1. Введение в операционные системы

1. История развития отечественных ОС

2. Функции ядра ОС

3. Состав операционной системы
2. Назначение и функции операционных систем (ОС)

1. Классификация операционных систем (по режиму обработки; по

режиму работы вычислительной системы; по числу пользователей,

одновременно работающих под управлением ОС; по количеству

процессоров, работающих под управлением ОС; по

технической реализация ОС)

2. Универсальные операционные системы и ОС специального назначения.

3. Требования, предъявляемые к ОС (расширяемость, переносимость, совместимость,

безопасность).
3. Установка и конфигурирование операционной системы

1. Инсталляция и конфигурирование операционной системы, начальная

загрузка. Расширение возможностей пользователя.

2. Операционные оболочки. Назначение и основные функции

1. Файловая система

2. Типы файлов

3. Размещение файлов на диске

4. Форматирование

5. Таблицы размещения файлов

1. Тенденции в структурном построении ОС (Монолитные системы,

Многоуровневые системы, Модель клиент-сервер и микроядра)
6. Режимы работы ОС Windows и Linux

1. Управление процессором.

2. Мультипрограммирование. Способы реализации мультипрограммирования.

3. Режим разделения времени. Многопользовательский режим работы.

4. Режим работы ОС реального времени.

5. Многопроцессорный режим работы

1. Модульная структура построения ОС и их периносимость (Монолитное ядро

и вспомогательные модули, ядро в привилегированном режиме)
8. Процессы в операционной системе ОС Windows и Linux

1. Понятие процесса и ядра.

2. Сегментация виртуального адресного пространства процесса.

3. Структура контекста процесса.

4. Идентификатор и дескриптор процесса. Иерархия процессов.
9. Управление процессами в операционной системе Windows и Linux

1. Диспетчеризация и синхронизация процессов.

2. Понятия приоритета и очереди процессов

3. Состояние процессов

4. Алгоритмы планирования процессов (вытесняющие и невытесняющие

алгоритмы планирования)

1. Олифер В.Г., Олифер Н.А., Сетевые операционные системы - СПб.: Питер, 2009, 672 стр.

2. Назаров СВ Операционные среды, системы и оболочки

1. Таненбаум Э., Современные операционные системы.- 3-е изд., СПб.: Питер, 2010 год, 1120 стр.

4. Рейчард К., Фолькердинг П. LINUX: справочник - СПб: Питер Ком, 1998.

5. Рассел Ч., Кроуфорд Ш. Эффективная работа в Windows NT Server 4.0 - СПб: ЗАО "Издательство Питер", 2010.

6. Майкл Э., Брайан Т., FreeBSD. Энциклопедия пользователя - К.: ООО "ТИД "ДС"", 2002.
Дополнительная литература:

1. Дмитриев П.А., Финкова М.А., BIOS эффективная настройка, М.: Издательство ЭКОМ, 2009, 288стр.

Microsoft Windows 2000 Server. Справочник администратора./ пер. с англ. -2005.

2. Справочник по операционной системе UNIX.

3. Виталий П.Л., Руководство по Windows 7 и обзор других ОС, М. "Лори", 2008, 238стр.

4. Брябрин В.М. Программное обеспечение персональных ЭВМ. -М.:Наука, 1988.

5. Нортон П. Программно-аппаратная организация IBM PC. -М.:Радио и связь, 1991.
в) программное обеспечение современных информационно-коммуникационных технологий:

операционные системы UNIX, Linux, Microsoft Windows