ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДЫ ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Министерство образования Российской Федерации
Институт проблем развития среднего профессионального образования
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДЫ
для специальностей группы
2200 Информатика и вычислительная техника
среднего профессионального образования
(базовый уровень)
Москва 2003
Примерная программа учебной дисциплины «Операционные системы и среды». – М.: Издательский отдел
ИПР СПО, 2003. – 16 с.
Одобрена Учебно-методическим
советом
по
группе
специальностей
2200
Информатика и вычислительная
техника.
Составлена в соответствии с
государственными требованиями к
минимуму содержания и уровню
подготовки
выпускников
для
специальностей
группы
2200
среднего
профессионального
образования.
Управление среднего профессионального
образования Минобразования России
« 22 » сентября 2003 г.
Составители: Точилкин В.А.
Уланский А.Ю.
Рецензент:
Ответственн
Горбатенко Н.М.
Черноскутова И.А.
– преподаватель
Московского
технического колледжа;
– преподаватель Московского
технического колледжа;
– преподаватель
СанктПетербург-ского
физикомеханического инженерного
колледжа им. С.А. Зверева;
– вед. специалист
ы
Управления
СПО. й
за выпуск:
Замечания, предложения и пожелания по программе направлять в ИПР СПО по адресу:
109316, Москва, Волгоградский пр-т, 43.
 ИПР СПО Минобразования России, 2003
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Примерная программа учебной дисциплины «Операционные системы и среды» предназначена для
реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников для
группы специальностей 2200 Информатика и вычислительная техника среднего профессионального
образования.
Учебная дисциплина «Операционные системы и среды» является общепрофессиональной, дающей
базовые знания для освоения общепрофессиональных и специальных дисциплин специальностей группы.
Для изучения учебной дисциплины «Операционные системы и среды» необходимы знания учебной
дисциплины «Информационные технологии».
В результате изучения дисциплины студент должен:
иметь представление:
–
о концептуальных моделях построения операционных систем;
–
о перспективах развития операционных систем и сред;
знать:










понятие операционной системы, ее функции;
состав операционных систем;
типы операционных систем;
принципы работы различных операционных систем;
принципы взаимодействия операционных систем с периферийными устройствами;
принципы взаимодействия операционных систем с пользователем;
машинно-зависимые и машинно-независимые свойства операционных систем;
средства защиты пользователя;
уметь:
использовать средства операционных систем и сред для обеспечения работы вычислительной техники;
устанавливать, настраивать и обслуживать различные операционные системы.
Примерная программа «Операционные системы и среды» рассчитана на 100 часов аудиторной нагрузки
(в том числе 40 часов отводится на практические занятия)1.
Для закрепления теоретических знаний и приобретения практических умений в программу дисциплины
включено проведение практических занятий.
В содержании учебной дисциплины по каждой теме приведены требования к формируемым знаниям и
умениям.
Примерная программа дисциплины служит основой для разработки рабочей программы учебной
дисциплины образовательным учреждением среднего профессионального образования.
При разработке рабочей программы учебной дисциплины образовательное учреждение в зависимости
от профиля и специфики подготовки специалистов может вносить изменения в содержание,
последовательность изучения учебного материала и распределение учебных часов по разделам (темам), а
также в перечень практических занятий, не нарушая логики изложения дисциплины и при условии
выполнения государственных требования к уровню подготовки выпускников.
Рабочая программа должна рассматриваться предметной (цикловой) комиссией и утверждаться
заместителем директора по учебной работе.
Для проверки знаний студентов в рабочей программе рекомендуется указывать, по окончании изучения
каких разделов следует проводить рубежный контроль.
Форму и срок проведения контроля по дисциплине определяет образовательное учреждение.
Кроме специальности 2203 Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных
систем, где на дисциплину отводится 120 часов, в том числе 50 часов – на практические занятия.
1
ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Количество аудиторных
часов при очной форме
обучения
2200,
2203
кроме 2203
в т.ч.
в т.ч.
Всего практ. Всего практ.
заняти
заняти
й
й
Наименование разделов и тем
1
2
Введение
3
4
5
2
2
Раздел 1. Основы теории операционных систем
6
6
Тема 1.1. Общие сведения
системах
2
2
Тема 1.2. Интерфейс пользователя
2
2
Тема 1.3. Операционное окружение
2
2
свойства
20
24
Тема 2.1. Архитектурные особенности модели
микропроцессорной системы (по выбору
образовательного учреждения)
2
4
Тема 2.2. Обработка прерываний
2
2
Тема 2.3. Планирование процессов
4
6
Тема 2.4. Обслуживание ввода-вывода
4
4
Тема 2.5. Управление реальной памятью
4
4
Тема 2.6. Управление виртуальной памятью
4
4
Раздел 3. Машинно-независимые
операционных систем
14
16
Тема 3.1. Работа с файлами
8
10
Тема 3.2. Планирование заданий
2
2
Тема 3.3. Распределение ресурсов
2
2
Тема 3.4. Защищенность и отказоустойчивость
операционных систем
2
2
Раздел 4. Работа в операционных системах и
средах (по выбору образовательного
учреждения)
58
40
72
50
Тема 4.1. Структура операционной системы
4
2
8
4
Тема 4.2. Интерфейс пользователя
10
6
14
10
Тема 4.3. Организация хранения данных
10
8
14
10
Тема 4.4. Средства управления и обслуживания
14
10
14
10
Тема 4.5. Утилиты операционной системы
14
10
14
10
6
4
8
6
100
40
120
50
об
операционных
Раздел 2. Машинно-зависимые
операционных систем
Тема 4.6. Поддержка
приложений
операционных систем
Всего по дисциплине:
свойства
других
ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ВВЕДЕНИЕ
Студент до л же н:

иметь представление:
об общих принципах архитектуры операционных систем.
Роль и место знаний по дисциплине «Операционные системы и среды» при освоении смежных
дисциплин по выбранной специальности; в сфере профессиональной деятельности.
Современный уровень и перспективы развития операционные систем и сред.
Раздел 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Студент до л же н:





знать:
понятие, назначение и основные функции операционных систем;
типы операционных систем;
виды языков взаимодействия пользователя с операционной системой;
понятие операционного окружения;
услуги, предоставляемые операционным окружением.
Тема 1.1 Общие сведения об операционных системах
Понятие операционной системы. Назначение и функции операционной системы.
взаимодействие основных компонентов операционной системы. Типы операционных систем.
Состав,
Тема 1.2 Интерфейс пользователя
Понятие программного интерфейса, его назначение. Виды интерфейсов. Языки взаимодействия
пользователя с операционной системой. Стандартные сервисные программы поддержки интерфейса.
Тема 1.3 Операционное окружение
Понятие операционного окружения, состав, назначение. Стандартные сервисные программы
поддержки операционного окружения. Понятие базовой машины, расширенной машины. Режим
пользователя, режим супервизора.
Раздел 2. МАШИННО-ЗАВИСИМЫЕ СВОЙСТВА
ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Студент до л же н:








знать:
архитектуру рассматриваемой типовой микроЭВМ;
принципы обработки прерываний;
состояния процессов и алгоритмы обработки процессов;
способы организации ввода-вывода;
алгоритмы управления вводом-выводом;
механизмы управления реальной памятью;
средства и способы защиты реальной памяти;
общие методы реализации виртуальной памяти.
Тема 2.1 Архитектурные особенности модели микропроцессорной
системы (по выбору образовательного учреждения)
Упрощенная архитектура типовой микроЭВМ. Структура оперативной памяти. Адресация. Основные
регистры. Форматы данных и команд. Операционная система как средство управления ресурсами типовой
микроЭВМ.
Тема 2.2 Обработка прерываний
Понятие прерывания. Последовательность действий при обработке прерываний. Классы прерываний.
Рабочая область прерываний. Вектор прерывания. Стандартные программы обработки прерываний.
Приоритеты прерываний. Вложенные прерывания.
Тема 2.3 Планирование процессов
Понятия: задание, процесс, планирование процесса. Состояния существования процесса.
Диспетчеризация процесса. Блок состояния процесса. Алгоритм диспетчеризации. Способ выбора процесса
для диспетчеризации. Понятие события. Блок состояния события. Механизм установления соответствия
между процессом и событием.
Тема 2.4 Обслуживание ввода-вывода
Организация побайтного ввода-вывода. Организация ввода-вывода с использованием каналов вводавывода. Последовательность операций, выполняемых каналом ввода-вывода. Канальная программа.
Вовлечение операционной системы в управление вводом-выводом. Рабочая область канала ввода-вывода.
Очередь запросов на ввод-вывод. Алгоритм обработки прерываний по вводу-выводу. Пример управления
вводом-выводом.
Тема 2.5 Управление реальной памятью
Механизм разделения центральной памяти. Разделение памяти на разделы. Распределение памяти с
разделами фиксированного размера. Распределение памяти с разделами переменного размера. Аппаратные и
программные средства защиты памяти. Способы защиты памяти. Проблема фрагментации памяти и способы
ее разрешения.
Тема 2.6 Управление виртуальной памятью
Понятие виртуального ресурса. Отображение виртуальной памяти в реальную. Общие методы
реализации виртуальной памяти. Размещение страниц по запросам. Страничные кадры. Таблица
отображения страниц. Динамическое преобразование адресов. Сегментная организация памяти.
Раздел 3. МАШИННО-НЕЗАВИСИМЫЕ СВОЙСТВА
ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Студент до л же н:








знать:
задачи ОС по управлению файлами и устройствами;
логическую организацию файловой системы;
физическую организацию файловой системы;
способы организации файловых операций;
способы организации контроля доступа к файлам;
принципы планирования заданий;
принципы распределения ресурсов;
способы организации защищенности и отказоустойчивости операционных систем.
Тема 3.1 Работа с файлами
Файловая система. Типы файлов. Иерархическая структура файловой системы. Логическая организация
файловой системы. Физическая организация файловой системы. Файловые операции, контроль доступа к
файлам. Примеры файловых систем.
Тема 3.2 Планирование заданий
Введение в планирование. Категории алгоритмов планирования. Задачи алгоритмов планирования.
Планирование в системах пакетной обработки данных. Планирование в интерактивных системах.
Планирование в системах реального времени.
Тема 3.3 Распределение ресурсов
Взаимоблокировки. Обнаружение и устранение взаимоблокировок. Избежание взаимоблокировок.
Предотвращение взаимоблокировок.
Тема 3.4 Защищенность и отказоустойчивость
операционных систем
Основные понятия безопасности. Классификация угроз. Базовые технологии безопасности.
Аутентификация, авторизация, аудит.
Отказоустойчивость файловых и дисковых систем. Восстанавливаемость файловых систем.
Избыточные дисковые подсистемы RAID.
Раздел 4. РАБОТА В ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ И СРЕДАХ
(ПО ВЫБОРУ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ)
Студент до л же н:









знать:
особенности работы в конкретной операционной системе;
организацию файловой структуры различных операционных систем;
стандартные программы операционной системы;
способы организации поддержки приложений других операционных систем;
способы организации поддержки устройств;
понятие, функции и способы использования программного интерфейса операционной системы, виды
пользовательского интерфейса;
уметь:
работать в разных операционных системах и средах;
настраивать операционные системы;
устанавливать операционные системы.
Тема 4.1 Структура операционной системы
Структура различных видов операционных систем (например, MS-DOS, Windows 98, Windows 2000,
Linux и т.п.). Загрузка операционных систем.
Практическое занятие. Изучение структуры операционной системы.
Тема 4.2 Интерфейс пользователя
Интерфейс пользователя. Приглашение системы. Ввод команд. Запуск и выполнение команд.
Практические занятия. Изучение работы с командами в операционной системе (на примере
различных видов операционных систем по выбору образовательного учреждения).
Тема 4.3 Организация хранения данных
Работа с файлами и каталогами. Работа с дисками.
Практические занятия. Работа с файлами и каталогами в различных видах операционных систем (по
выбору образовательного учреждения).
Практические занятия. Работа с дисками в различных видах операционных систем (по выбору
образовательного учреждения).
Практическое занятие. Монтирование файловых систем различных типов.
Тема 4.4 Средства управления и обслуживания
Пакетные командные файлы. Конфигурирование системы.
Практическое занятие. Работа с пакетными файлами.
Практическое занятие. Конфигурирование файлов autoexec.bat и config.sys.
Практическое занятие. Управление процессами в операционной системе.
Тема 4.5 Утилиты операционной системы
Работа с текстовым редактором. Работа с операционной оболочкой
учреждения).
(по выбору образовательного
Практическое занятие. Работа с текстовым редактором.
Практическое занятие. Работа с архиваторами.
Практическое занятие. Работа с операционными оболочками (по выбору образовательного
учреждения).
Тема 4.6 Поддержка приложений других операционных систем
Совместное использование программ. Эмуляторы операционных систем.
Практические занятия. Изучение эмуляторов операционных систем.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ*
Тема 4.1
Тема 4.2
Тема 4.3
Тема 4.3
Тема 4.3
Тема 4.4
Тема 4.4
Тема 4.4
Тема 4.5
Тема 4.5
Тема 4.5
Тема 4.6
Изучение структуры операционной системы
Изучение работы с командами в операционной системе
(на примере различных видов операционных систем по
выбору образовательного учреждения).
Работа с файлами и каталогами в различных видах
операционных систем (по выбору образовательного
учреждения)
Работа с дисками в различных видах операционных
систем (по выбору образовательного учреждения)
Монтирование файловых систем различных типов
Работа с пакетными файлами
Конфигурирование файлов autoexec.bat и config.sys
Управление процессами в операционной системе
Работа с текстовым редактором
Работа с архиваторами
Работа с операционными оболочками (по выбору
образовательного учреждения)
Изучение эмуляторов операционных систем
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. — СПб.: Издательство «Питер», 2001.
Таненбаум Э. Современные операционные системы. – 2-е изд. – СПб.: Питер, 2002.
Андреев А., Беззубов Е., Емельянов М. Windows 2000 Professional в подлиннике (русская версия).
– СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 2000.
Зубков С.В. Linux. Русские версии. – ДМК, 2000.
Стахнов А. Linux в подлиннике. – BHV, 2002.
Водолазкий В. Путь к Linux. – (3-е изд.) – Питер, 2002.
Образовательное учреждение имеет право выбирать темы практических занятий из предложенного
перечня, а также вносить изменения в предложенный перечень, не нарушая логики изложения дисциплины.
*
СОДЕРЖАНИЕ
Пояснительная записка……………………………………………...
3
Примерный тематический план учебной дисциплины…………….
5
Примерное содержание учебной дисциплины……………………..
7
Примерный перечень практических занятий……………………..
13
Рекомендуемая литература …………………………………………
14
Примерная программа учебной дисциплины
«Операционные системы и среды»
для специальностей группы
2200 Информатика и вычислительная техника
среднего профессионального образования
(базовый уровень)
Подписано в печать …………….
Формат 60x90/16. Печать офсетная. Объем …… п.л.
Тираж ……. экз.
Институт проблем развития среднего профессионального образования
109316, Москва, Волгоградский пр-т, 43
Компьютерная верстка: О.В. Вартапетов
Отпечатано в отделе оперативного тиражирования ИПР СПО
107066, г. Москва, ул. Ольховская, 14