Программа Операционные системы и среды
ПРОГРАММа УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОП.07 Операционные системы и среды
Энгельс 2016
Автор:
Силантьева Анна Юрьевна, преподаватель
Содержание
Паспорт программы учебной дисциплины
Структура и содержание учебной дисциплины
Условия реализации программы учебной дисциплины
Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины
1 Паспорт программы учебной дисциплины
«Операционные системы и среды»
1.1 Область применения программы
Программа учебной дисциплины является частью программы подготовки специалистов среднего звена по специальности среднего профессионального образования 09.02.01 Компьютерные системы и комплексы.
1.2 Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: цикл общепрофессиональных дисциплин.
1.3 Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать:
основные функции операционных систем;
машинно-независимые свойства операционных систем;
принципы построения операционных систем;
сопровождение операционных систем;
уметь:
использовать средства операционных систем и сред для решения практических задач;
использовать сервисные средства, поставляемые с операционными системами;
устанавливать различные операционные системы;
подключать к операционным системам новые сервисные средства;
решать задачи обеспечения защиты операционных систем
1.4 Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:
максимальной учебной нагрузки обучающегося 120 часов, в том числе: обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 80 часов.
2 Структура и примерное содержание учебной дисциплины
«Операционные системы и среды»
2.1 Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Количество часов
Максимальная учебная нагрузка (всего)
120
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
80
в том числе:
лабораторные работы
30
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
40
Итоговая аттестация в форме экзамена
2.2 Тематический план и содержание учебной дисциплины «Операционные системы и среды»
Наименование разделов и тем
Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работа (проект)
Объем часов
Уровень освоения
1
2
3
4
Раздел 1 Введение в операционные системы
6
Тема 1.1 Назначение и классификация операционных систем
Содержание учебного материала
2
1
История операционных систем. Назначение и классификация операционных систем. Серверные операционные системы. Многопроцессорные операционные системы. Операционные системы для персональных компьютеров. Операционные системы реального времени. Встроенные операционные системы.
2
Тема 1.2 Общие принципы построения операционных систем
Содержание учебного материала
2
1
Архитектура операционной системы. Многослойная структура операционной системы. Компоненты ядра. Основные подсистемы, их назначение и функции. Группы вспомогательных модулей.
2
Тема 1.3 Свойства операционных систем
Содержание учебного материала
2
1
Машинно-зависимые свойства операционных систем. Процессы и потоки. Устройства ввода-вывода. Прерывания. Виртуальная память. Машинно-независимые свойства операционных систем. Файловая система. Управление ресурсами. Планирование заданий.
2
1
2
3
4
Раздел 2 Машинно-зависимые свойства операционных систем
12
Тема 2.1 Обработка прерываний
Содержание учебного материала
2
1
Понятие прерывания. Назначение и типы прерываний: внешние, внутренние, программные. Механизм прерываний. Диспетчеризация прерываний. Приоритеты прерываний. Системные вызовы и схема их обработки. Синхронные и асинхронные системные вызовы.
2
Тема 2.2 Процессы и потоки
Содержание учебного материала
2
1
Модель процесса. Иерархия процессов. Состояния процессов. Реализация процессов. Модель потока. Использование потоков. Реализация потоков. Межпроцессное взаимодействие. Планирование в системах пакетной обработки данных. Планирование в интерактивных системах. Планирование в системах реального времени.
2
Тема 2.3 Управление памятью
Содержание учебного материала
4
1
Основное управление памятью. Однозадачная система без подкачки на диск. Многозадачность с фиксированными разделами. Моделирование многозадачности. Анализ производительности многозадачных систем. Настройка адресов и защита. Подкачка. Управление памятью с помощью битовых массивов. Управление памятью с помощью связных списков. Виртуальная память. Страничная организация памяти. Таблицы страниц. Алгоритмы замещения страниц. Оптимальный алгоритм. Политика распределения памяти: локальная и глобальная. Регулирование загрузки. Участие операционной системы в процессе подкачки страниц. Обработка страничного прерывания. Сегментация.
4
1
2
3
4
Тема 2.4 Ввод-вывод
Содержание учебного материала
4
1
Принципы аппаратуры ввода-вывода. Устройства ввода-вывода. Контроллеры устройств. Отображаемый на адресное пространство памяти ввод-вывод. Прямой доступ к памяти (DMA). Принципы программного обеспечения ввода-вывода. Задачи программного обеспечения ввода-вывода. Программный ввод-вывод. Обработчики прерываний. Драйверы устройств. Независимое от устройств программное обеспечение ввода-вывода. Диски. Аппаратная часть дисков. Форматирование дисков. Алгоритмы планирования перемещения головок. Обработка ошибок. Таймеры. Технические средства терминалов с интерфейсом RS-232. Программное обеспечение ввода и вывода. Графические интерфейсы пользователя. Аппаратное обеспечение клавиатуры, мыши и дисплея персонального компьютера. Сетевые терминалы.
4
Раздел 3 Машинно-независимые свойства операционных систем
10
Тема 3.1 Файловые системы
Содержание учебного материала
4
2
Файлы. Именование файлов. Структура файла. Типы файлов. Доступ к файлам. Атрибуты файла. Операции с файлами. Каталоги. Иерархические каталоговые системы. Имя пути. Операции с каталогами. Реализация файловой системы. Структура файловой системы. Совместно используемые файлы. Организация дискового пространства. Надежность файловой системы. Производительность файловой системы. Файловые системы CD-ROM, CP/M, MS-DOS, Windows, UNIX.
2
Лабораторные работы
2
1
Работа с файловым менеджером
1
2
3
4
Тема 3.2 Управление ресурсами
Содержание учебного материала
4
1
Выгружаемые и невыгружаемые ресурсы. Получение ресурса. Условия взаимоблокировки. Моделирование взаимоблокировок. Обнаружение и устранение взаимоблокировок. Безопасные и небезопасные состояния. Предотвращение взаимоблокировок. Тупики без ресурсов.
4
Тема 3.3 Средства защищённости и отказоустойчивости
Содержание учебного материала
2
1
Понятие безопасности. Классификация угроз. Механизмы и интерфейсы взаимодействия в современных операционных системах в рамках локальных и глобальных вычислительных сетей. Основы криптографии. Цифровые подписи. Аутентификация пользователей. Средства защиты операционных систем. Средства обеспечения отказоустойчивости операционных систем.
2
Раздел 4 Операционные системы семейства Windows
34
Тема 4.1 Свойства операционных систем семейства Windows
Содержание учебного материала
4
2
История Windows. MS-DOS. Windows 95/98/Me. Windows NT. Windows 2000. Windows XP. Windows 7. Windows 8. Windows Server 2000-2013. Интерфейс пользователя. Программирование в Windows. Программный интерфейс Win32 API. Реестр. Структура операционной системы.
4
Тема 4.2 Файловые системы операционных систем семейства Windows
Содержание учебного материала
2
2
Файловая система FAT. Логическое и физическое форматирование дисков. Управляющие области дисковой памяти. Кластеры. Файловая система NTFS. Структура тома NTFS. Системные файлы NTFS (файлы метаданных). Главная таблица файлов. Структура и атрибуты файлов NTFS. Хранение больших файлов. Каталоги NTFS. Точки соединений и монтирования томов. Квотирование дисков. Сжатие файлов и папок. Шифрование файлов.
2
1
2
3
4
Тема 4.3 Управление разделами и отказоустойчивостью жестких дисков
Содержание учебного материала
2
2
Типы разделов для базовых дисков. Основной и дополнительный раздел с логическими дисками. Системный и загрузочный разделы. Типы томов для динамических дисков. Простой, составной, зеркальный, чередующийся и RAID-5 тома. Обеспечение отказоустойчивости в Windows. Средства повышения надежности работы. Аппаратный и программный RAID. Зеркалирование и дублирование дисков. Внедрение RAID-систем. Восстановление данных после отказа диска. Резервное копирование. Обеспечение бесперебойного питания.
2
Тема 4.4 Сетевая архитектура операционных систем семейства Windows
Содержание учебного материала
4
2
Сетевые операционные системы. Компоненты сети. Выделенные и специализированные серверы. Организация файлового сервера. Работа в сети. Средства защиты информации в сети. Сетевая файловая система NFS. Именование сетевых ресурсов. Сетевые подключения. Поддержка сетевых протоколов. Драйверы файловой системы. Управление сетевыми функциями и службами. Управление сервером удаленного доступа. Сетевая файловая система Windows.
4
1
2
3
4
Тема 4.5 Администрирование операционных систем семейства Windows
Содержание учебного материала
22
2
Модель рабочей группы. Защита сетевых ресурсов в одноранговой сети Microsoft. Доменная модель Windows. Система доменных имен DNS. Служба каталога ActiveDirectory. Управление объектами каталога. Защита локальных и сетевых ресурсов. Средства коммуникации в локальных и глобальных сетях.
4
Лабораторные работы
18
1
Установка операционной системы Windows
2
Установка драйверов устройств в ОС Windows
3
Командная строка в ОС Windows
4
Работа с консолью управления в ОС Windows
5
Работа с учетными записями пользователей, их профилями и группами
6
Назначение прав доступа к ресурсам в ОС Windows
7
Настройка резервного копирования и восстановления в ОС Windows
8
Работа с сетевыми ресурсами в ОС Windows
9
Мониторинг и оптимизация ОС Windows
Раздел 5 Операционные системы семейства Linux
18
Тема 5.1 Архитектура операционных систем семейства Linux
Содержание учебного материала
8
2
История Linux. Обзор системы Linux. Задачи Linux. Интерфейсы системы Linux. Оболочка Linux. Утилиты Linux. Структура ядра. Процессы в системе Linux. Системные вызовы управления процессами в Linux. Реализация процессов в Linux. Загрузка Linux. Управление памятью в Linux. Реализация управления памятью в Linux. Ввод-вывод в системе Linux. Реализация ввода-вывода в системе Linux. Потоки данных. Файловая система Linux. Реализация файловой системы Linux. Файловая система NFS. Безопасность в Linux. Реализация безопасности в Linux.
4
Лабораторные работы
4
1
Установка операционной системы Linux
2
Командная строка в ОС Linux
1
2
3
4
Тема 5.2 Администрирование операционных систем семейства Linux
Содержание учебного материала
10
2
Командная строка. Системные программы администрования. Управление пользователями, группами и привлегиями. Установка, обновление и сборка программ. Работа в сети. Сетевые службы. Система безопасности.
4
Лабораторные работы
6
1
Работа с пользователями и группами в ОС Linux
2
Назначение прав доступа к ресурсам в ОС Linux
3
Мониторинг и оптимизация системы Linux
Самостоятельная работа: - Систематическая проработка конспектов занятий, учебной и специальной технической литературы (по вопросам к параграфам, главам учебных пособий, составленным преподавателем). - Подготовка к лабораторным работам с использованием методических рекомендаций преподавателя, оформление отчетов по лабораторным работам и подготовка к их защите. - Работа с информационными ресурсами в сети Интернет. Поиск информации.
40
Всего
120
3 Условия реализации программы дисциплины
«Операционные системы и среды»
3.1 Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация программы учебной дисциплины требует наличия лаборатории «Операционных систем и сред».
Оборудование рабочих мест лаборатории «Операционных систем и сред»:
персональные компьютеры (IBM-совместимые), объединенные в локальную сеть, с доступом в сеть Интернет;
компьютер-сервер (IBM-совместимый, операционная система – «MS Windows Server 2012», поддержка технологии виртуализации);
коммутатор (скорость передачи данных - 1000Mbps);
мультимедиа-проектор, экран;
принтер;
сканер;
программное обеспечение общего и профессионального назначения (операционная система – «MS Windows 7», офисный пакет «MS Office 2013»);
комплект учебно-методической документации.
3.2 Информационное обеспечение обучения
Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы.
Основные источники:
Учебники и учебные пособия:
Партыка Т. Л., Попов И. И. Операционные системы, среды и оболочки: учеб. пос. для студентов СПО – М.: Форум, 2010. – 544 с.
Синицын С. В. Операционные системы : учебник для студ. учреждений высш. проф. образования / С. В. Синицын, А. В. Батаев, Н.Ю.Налютин. 2-е изд., испр. М. : Издательский центр «Академия», 2012. 304 с.
Михеева Е.В. Информационные технологии в профессиональной деятельности: учебное пособие для студ. сред. проф. образования / Е.В. Михеева. 7-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 384с.
Таненбаум Э. Современные операционные системы – СПб.: Питер, 2010. – 1120 с.
Олифер Н. А., Олифер В. Г. Сетевые операционные системы: учеб. для вузов. – СПб.: Питер., 2005
Дополнительные источники:
Учебники и учебные пособия:
Белью Джоули Официальный курс Microsoft. Поддержка пользователей и диагностика настольных приложений в операционной системе Microsoft Windows XP (70-272) (+ CD-ROM) – ЭКОМ Паблишерз, 2007. – 376 с.
Станек Уильям Windows 7 для продвинутых. Настройка, работа и администрирование – Спб.: Питер, 2010. – 576 с.
Холме Дэн, Рест Нельсон, Рест Даниэль Настройка Active Directory. Windows Server 2008 (+ CD-ROM) – Русская Редакция, 2009. – 960 с.
Linux: сетевая архитектура. Структура и реализация сетевых протоколов в ядре / Клаус Вейрле, Франк Пэльке, Хартмут Риттер, Даниэль Мюллер, Марк Бехлер – КУДИЦ-Образ, 2006. – 656 с.
Адельштайн Т., Любанович Б. Системное администрирование в Linux – СПб.: Питер, 2009. – 288 с.
Интернет-ресурсы:
Microsoft Windows.: сайт [Электронный ресурс]. Дата обновления: 01.06.2016. – URL: http://windows.microsoft.com/ru-RU/windows/home (дата обращения: 01.06.2016)
Ubuntu по-русски.: сайт [Электронный ресурс]. Дата обновления: 01.06.2016. – URL: http://ubuntu.ru (дата обращения: 01.06.2016)
Операционные системы (системное программное обеспечение).: сайт [Электронный ресурс]. Дата обновления: 01.06.2016. – URL: http://window.edu.ru/catalog?p_rubr=2.2.75.6.12 (дата обращения: 01.06.2016)
4 Контроль и оценка результатов освоения дисциплины
«Операционные системы и среды»
Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляются преподавателем в процессе проведения лабораторных работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований.
Результаты обучения
(освоенные умения,
усвоенные знания)
Формы и методы контроля и оценки результатов обучения
усвоенные знания:
основные функции операционных систем
тестирование
машинно-независимые свойства операционных систем
тестирование
принципы построения операционных систем
тестирование
сопровождение операционных систем
тестирование
освоенные умения:
использовать средства операционных систем и сред для решения практических задач
экспертная оценка защиты
лабораторной работы
использовать сервисные средства, поставляемые с операционными системами
экспертная оценка защиты
лабораторной работы
устанавливать различные операционные системы
экспертная оценка защиты
лабораторной работы
подключать к операционным системам новые сервисные средства
экспертная оценка защиты
лабораторной работы
решать задачи обеспечения защиты операционных систем
экспертная оценка защиты
лабораторной работы
Оценка знаний, умений и навыков по результатам текущего и итогового контроля производится в соответствии с универсальной шкалой (таблица).
Процент
результативности
(правильных ответов)
Качественная оценка индивидуальных
образовательных достижений
балл (отметка)
вербальный аналог
90 ч 100
5
отлично
80 ч 89
4
хорошо
70 ч 79
3
удовлетворительно
менее 70
2
не удовлетворительно
13PAGE 15
13PAGE 14215
13 PAGE \* MERGEFORMAT 14115
Заголовок 115