Посещение сайта
Благодарность: Школа StartUp.
)

Операционные системы Содержание дисциплины

Операционные системы Содержание дисциплины

Операционные системы Содержание дисциплины

Раздел 1. Введение в теорию ОС.

Тема 1.1 Введение

Введение. Цель и задачи дисциплины.

Общая компоненты и функционирование компьютерной системы, роль в ней ОС.  Понятие и основные функции и цели работы операционной системы. 

Тема 1.2  История развития (эволюция) операционных систем

История, эволюция ОС, зарождение структурного подхода. Первая и вторая фазы развития ОС, настоящее и будущее ОС. Функции ОС.

ОС как менеджер (система управления) ресурсов. ОС как менеджер безопасности

Основные понятия и определения в  операционных системах. Основополагающие понятия в теории ОС: процессы и потоки, управление памятью, безопасность, планирование и управление ресурсами, структура системы.

 

Тема 1.3 Классификация операционных систем

Классификация операционных систем.

ОС разделяются по

  • особенностям реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами);

— многозадачные и однозадачные;

— многопользовательские и однопользовательские;

— системы, поддерживающие многоуровневую обработку и не поддерживающие ее;

— многопроцессорные и однопроцессорные системы.

  • типами аппаратных платформ;
  • областями использования;

— системы пакетной обработки,

— системы разделения времени,

— системы реального времени.

особенностями использованных методов проектирования ОС – монолитное ядро и микроядро.

Скачать лекцию «Понятие и Классификация ОС»

Скачать тест «Классификация ОС»

Раздел 2. Архитектура ОС

Тема 2.1 Архитектура операционных систем

Архитектура операционных систем. Монолитные, микроядерные, гибридные архитектуры. Исследовательские направления — экзоядра, наноядра.

Состав ОС. Архитектура операционных систем.

Архитектура ядра ОС:

  1. Монолитное ядро (преимущества, недостатки, примеры работы, ОС MS-DOS),
  2. Поуровневый подход (особенности работы, достоинства, недостатки, ядро ОС Unix, понятие циклической зависимости),
  3. Микроядро (структура, использование механизма обмена сообщениями, функциональность)
  4. Модули ядра (понятие модуля ядра, преимущества применения модульного подхода в построении ядра ОС)

Особенности построения ядер ОС Linux, ОС WindowsNT. Критерии выбора ОС.Особенности методов построения ОС.

Тема 2.2 Виртуализация

Виртуализация. Принципы работы виртуальной машины. Архитектура, поддерживающая виртуальные машины. Виртуальная машина — приложение в ОС, преимущества использования в компьютере, запуск на одном ПК нескольких ОС. Обеспечение контроля безопасности.

Тема 2.3 Многопроцессорные и многоядерные ОС

Многопроцессорность (изменения в архитектуре). Сложности многопроцессорной архитектуры -реентабельность ядра, синхронизация, планирование, надежность и устойчивость к сбоям.

Многоядерные процессоры, особенности работы и построение ОС.

Скачать лекцию «Архитектура ОС»

Скачать тест «Архитектура ОС»

Раздел 3. Однозадачные операционные системы

Тема 3.1  Организация файловой системы MS DOS

Пользовательский интерфейс в MS DOS. Файловая система MS DOS. Этапы загрузки MS DOS. Конфигурирование и настройка MS DOS

История появления MS DOS

Тема 3.2. Команды MS DOS

Внутренние и внешние команды MS DOS. Общесистемные команды. Команды для работы с файлами и дисками. Команды для работы с каталогами. Синтаксис, ключи.

Лабораторная работа № 1 Общесистемные команды и работа с файлами

Лабораторная работа № 2 Иерархическая  структура  каталогов, работа с файлами

Лабораторная работа № 3 Создание и редактирование bat -файлов

Тема 3.3. Архивирование файлов в MS DOS. Файловый менеджер

Программа архивирования файлов ARJ. Создание архива, извлечение файлов из архива, просмотр оглавления архива, проверка архива на целостность. Возможности программы  ARJ.

Возможности программы и работа с архиватором Zip

Лабораторные работа № 4 Архивирование файлов в MS-DOS

Лабораторная работа № 5 Программа-оболочка Far Manager

Скачать материалы по ОС MS-DOS

Раздел 4. Процессы и потоки

Тема 4.1 Процессы и потоки

Понятие процесса в операционной системе, физическое представление процесса. Структура управления процессами в ОС. Блок управления процессом РСВ.

Модель состояний процесса. Планирование процессов, очереди. Очередь задач Windows. Управление процессами. Переключение контекста.

Этапы создания процессов. Иерархия процессов на примере ОС Unix, Windows — различия реализации в UNIX и NT подобных системах.

Переключение между процессами

Потоки — нити выполнения процессов. Применение. Многопоточность. Два способа создания потоков: на уровне ядра, на уровне пользователя

Скачать лекцию «Процессы и потоки»

Скачать тест «Процессы и потоки»

Тема 4.2 Синхронизация

Синхронизация. Понятие критической секции, примеры, атомарной операции. Проблема синхронизации доступа разных процессов и потоков к ресурсам на простом примере -Функции снятия денег со счета фирмы в банке (код на СИ).

Низкоуровневые примитивы синхронизации:

1) Запрет прерываний достоинства, недостатки, применение в ОС.

2) Работа алгоритма Петерсона(код на СИ).

3) Блокировщики /защелки (locks) — замок

4) Спинлок (защелка), код на СИ

Высокоуровневые методы синхронизации

5) Семафоры, два типа, проблемы семафоров

6)Монитор – поддержка синхронизации внутри языка программирования

7) Тупиковые ситуации — (взаимной блокировки) и различные способы недопущения и разрешения тупиковых ситуаций.

Скачать лекцию «Синхронизация»

Скачать тест «Синхронизация»

Тема 4.3. Планирование процессов

Планирование процессов

Классы планировщиков: пакетный, интерактивный, реального времени. Уровни планирования.

Метрики планирования:

  • FIFO,
  • Кратчайшая работа следующей,
  • Планирование с приоритетами,
  • Round-robin,
  • Многоуровневая очередь,
  • Многоуровневая очередь с обратной связью

Скачать лекцию «Планирование процессов»

Скачать тест «Планирование процессов»

Раздел 5. Управление памятью

Тема 5.1 Управление памятью в операционных системах

Основы управления памятью в операционных системах.

Инструменты управления памятью: регистры база-предел, своп, страницы, сегменты, страничное прерывание.

Внутренняя и внешняя фрагментация памяти. Эволюция памяти. Понятие свопинг, мультипрограммирование. Виртуальное адресное пространство. Метод фиксированных разделов. Страничная, сегментная и странично-сегментная организация памяти.

Трансляция адресов.

Своппинг, Страничная виртуальная память.

Алгоритмы работы с памятью:

  • Pagefault-страничное прерывание,
  • Загрузка по требованию,
  • Механизм замещения страниц,
  • Алгоритм Belady и аномалия Билэди,
  • FIFO,
  • алгоритм LRU(Lastrecentlyused) и его аппроксимации,
  • часовой алгоритм.

Распределение фреймов физической памяти между процессами,  рабочее множество и его размер. Пробуксовка.

Скачать лекцию «Управление памятью в ОС»

Скачать тест «Управление памятью в ОС»

Раздел 6. Операционная система Windows NT 

Тема 6.1 Операционная система Windows NT, введение

ОС Windows

ОС Windows

Операционная система Windows NT — Введение. История создания операционной системы Windows NT, предпосылки к проектированию её архитектуры, изменения в новых версиях. Сравнение с UNIX-подходом.

Ядро и менеджер объектов операционной системы Windows NT . Особенности ядра и особенности модели ядра ОС: режим пользователя и режим ядра. Функции ядра. Модули KEи EX. Абстракции. Работа менеджера объектов – унифицированный механизм управления. Дерево объектов Windows потоки и их планирование. Вод/вывод и управление памятью.

Файловая организация WindowsNT,

Упрощённая архитектура ядра, ключевые моменты её реализации, объектно-ориентированный подход и менеджер объектов. Компоненты системы ядра, микроядро. Типы объектов в ОС Windows NT. Подсистемы ОС.

Обзор инструментов для изучения внутреннего устройства Windows NT / ReactOS, наглядная демонстрация работы некоторых из них.

Достоинства и недостатки Windows NT, мотивация к созданию новой операционной системы, а также сравнение разработки операционной системы с разработкой обычного программного обеспечения, со всеми вытекающими сложностями и нюансами.

Скачать лекцию по ОС Windows NT

Скачать тест по ОС Windows NT

Итоговый тест экзамена по «Операционным системам» (для подготовки)

Итоговый тесть экзамена по «Операционным системам» (для экзамена)

Лекции по Операционным системам

Скачать Курс лекций по ОС (преподаватель Богомолов)

Скачать Курс лекций по ОС

Скачать Презентации к курсу лекций по ОС

Литература по Операционным системам

Таненбаум Э. — Современные операционные системы (Классика Computer Science) — 2010г

Иртегов Д.В. — Введение в операционные системы (Учебное пособие) — 2008г

Современные операционные системы — Таненбаум — 2002 2 — е изд — 1040с

Скачать Книги по операционным системам

 

Понравилась статья, рекомендуйте Вашим друзьям!

Давайте дружить!

Оставить комментарий