ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Рабочая программа дисциплины "СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ" для студентов специальности 220400.62 ("Управление в технических системах") (очная форма обучения) УМКД обсужден на заседании кафедры ТКИ 28.08.2012 г. (протокол № 1) Зав. кафедрой ТКИ, профессор А.А. Львов УМКД утвержден учебно-методической комиссией по специальности 210100 «Управление и информатика в технических системах» 28.08.2012 г. (протокол № 1) Председатель УМКС, профессор А.А. Львов Разработал профессор каф. ТКИ, д.т.н. М.Ф. Степанов Саратов, 2012 1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе На современном этапе обработка информации для различных целей, в том числе и для целей проектирования и исследования систем автоматического управления не мыслима без использования компьютеров. Однако непосредственное использование компьютера как аппаратного средства для человека слишком трудоемко и не удобно. Для обеспечения удобства и повышения эффективности использования аппаратных средств применяются операционные системы. Специалист в области управления Дисциплина "Системное программное обеспечение" (СПО) является базовой дисциплиной специальности 2204.62 – "Управление в технических системах", изучение которой является необходимым элементом при подготовке высококвалифицированных специалистов по автоматическому управлению, владеющих современными методами программирования задач и алгоритмов управления, реализуемых с помощью ЭВМ. На основе фундаментальных понятий, определений и принципов средствами современного математического аппарата изучаются методология программирования, типичные схемы и модели вычислительных алгоритмов, конструкции трансляторов языков программирования, и тем самым вырабатываются знания, умения и навыки разработки сложных программ, необходимые при решении современных задач автоматического управления. Целью преподавания СПО является подготовка высококвалифицированного специалиста, глубоко знающего основы теории создания сложных компьютерных программ и умеющего выполнять исследовательские и расчетные работы по созданию и внедрению в эксплуатацию реальных автоматических систем с широким использованием средств современной вычислительной техники. Преподавание курса СПО должно отвечать современному состоянию теории автоматического управления, формировать у специалиста твердые основы знаний, высокую математическую культуру и практические навыки, достаточные для успешной производственной или научной деятельности инженера по автоматическому управлению и позволяющие ему самостоятельно осваивать новые необходимые знания и достижения, когда вычислительная техника играет все более решающее значение. 2. Задачи изучения дисциплины Основная задача дисциплины "Системное программное обеспечение" состоит в изучении организации и функций операционных систем (ОС); возможностей современных ОС; процессов и операций над процессами; сходства и различия процессов и нитей, организации взаимодействия между ними, методов идентификации и группирования процессов, видов классификации процессов и ресурсов, проблем и методов синхронизации, семафорной техники синхронизации, тупиков, условий их возникновения, методов предупреждения и обходов; межпроцессорных коммуникаций (сигнальный механизм, очереди сообщений, разделяемые сегменты памяти, сокеты); системных часов и таймеров, методов планирования выполнения процессов, диспетчеризации процессов реального времени, организации и управления памятью; организации файловых систем, управления вводом/выводом, вариантов структур ядра ОС; особенностей мультипроцессорных ОС, сетевых ОС, распределенных ОС (назначение и подходы к построению); методов организации вычислительного процесса, обслуживания прерываний, особенностей многозадачных и многопользовательских ОС, методов распределения ресурсов в ОС; системных программ (утилиты, макроассемблеры, компиляторы, интерпретаторы, основные принципы построения трансляторов, формальные языки и грамматики, лексические анализаторы, синтаксические анализаторы, генерация и оптимизации кода, современные системы программирования, отладчики); сохранность и защита программных систем, особенности сетевых ОС. 3. Перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины Базовыми дисциплинами предмета СПО являются: высшая математика, численные методы, программирование и основы алгоритмизации, информационные технологии, вычислительные машины, системы и сети, спец. дисциплины по основам теории оптимального управления. Для изучения дисциплины достаточно знания вычислительной техники, информатики, программирования в объемах, предусмотренных учебным планом по специальности 220400.62. Студент должен обладать следующими профессиональными компетенциями: Готовностью учпствовать в составлении аналитических обзоров и научно-технических отчетов по результатам выполненной работы, в подготовке публикация по результатам исследований и разработок (ПК-21); Готовностью участвовать в разработке технической документации и установленной отчетности по утвержденным формам (ПК-24); Готовностью производить инсталляцию и настройку системного, прикладного и инструментального программного обеспечения систем автоматизации и управления (ПК-31); Способностью разрабатывать инструкции по эксплуатации используемого технического обеспечения и программного обеспечения для обслуживающего персонала (ПК-32). Студент должен знать: функции и методы организации операционных систем (ОС); вида современных ОС; понятие процессов, операции над процессами; процессы и нити, методы идентификации и группирования процессов; виды классификации процессов и ресурсов, задачи синхронизации, семафорную технику синхронизации, тупики, условия возникновения, предупреждение и обходы; межпроцессорные коммуникации (сигнальный механизм, очереди сообщений, разделяемые сегменты памяти, сокеты); системные часы и таймеры, планирование выполнения процессов, диспетчеризация процессов реального времени, организация и управление памятью; файловые системы операционных систем, управление вводом/выводом, варианты структур ядра ОС; мультипроцессорные ОС, сетевые ОС, распределенные ОС: назначение и подходы к построению; вычислительный процесс, обслуживание прерываний, многозадачные и многопользовательские ОС, распределение ресурсов в ОС; системные программы: утилиты, макроассемблеры, компиляторы, интерпретаторы, основные принципы построения трансляторов, формальные языки и грамматики, лексические анализаторы, синтаксические анализаторы, генерация и оптимизации кода, современные системы программирования, отладчики; сохранность и защита программных систем, особенности сетевых ОС. Студент должен уметь: использовать существующие средства операционных систем для решения прикладных задач синтеза и анализа систем автоматического управления; разрабатывать системные компоненты локальных и распределенных прикладных программных систем, осуществляющие управление вычислительным процессом, обеспечивающие выполнение функциональных задач, реализующие взаимодействие с пользователем на его профессиональном языке, взаимодействие с другими компонентами программных систем с использованием проблемноориентированных языков. Студент должен иметь представление об основных тенденциях и направлениях развития операционных систем, системных компонент локальных и распределенных прикладных программных систем, трансляторов и интерпретаторов проблемно-ориентированных языков.
