Программа учебной дисциплины "Операционные системы"
Программа учебной дисциплины "Операционные системы"
Программа учебной дисциплины «Операционные системы» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования 09.02.03 (230115) Программирование в компьютерных системах, квалификация - техник-программист.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
основной профессиональной образовательной программы
дляспециальности
09.02.03 (230115) Программирование в компьютерных системах
Красногорск
2014 год
СОГЛАСОВАНО
на заседании отделения специальности
09.02.03 «Программирование в
компьютерных системах»
протокол от «____» ____ 2014г.
№_____
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по учебной работе
___________И.М. Рыжова
СОГЛАСОВАНО
на заседании Методического совета колледжа,
протокол от «____» ____ 2014г.
№_____
Программа учебной дисциплины «Операционные системы» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования 09.02.03 (230115) Программирование в компьютерных системах, квалификация - техник-программист.
Организация-разработчик: Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Московской области – Красногорский колледж
Разработчик: Прохоренкова Ирина Сергеевна – преподаватель специальных дисциплин
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
4
СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
6
условия реализации программы учебной дисциплины
17
Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины
19
1. паспорт ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Операционные системы
Область применения программы
Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы ГБОУ СПО МО «КК» по специальности СПО 09.02.03 (230115) Программирование в компьютерных системах, разработанной в соответствии с ФГОС СПО третьего поколения.
Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована на очной и заочной формах обучения и в дополнительном профессиональном образовании.
Место дисциплины в структуре основной профессиональной
образовательной программы:
дисциплина относится к общепрофессиональным учебным дисциплинам профессионального цикла.
1.3. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения
дисциплины:
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
управлять параметрами загрузки операционной системы;
выполнять конфигурирование аппаратных устройств;
управлять учетными записями, настраивать параметры рабочей среды пользователя;
управлять дисками и файловыми системами, настраивать сетевые параметры, управлять разделением ресурсов в локальной сети.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
основные понятия, функции, состав и принципы работы операционных систем;
архитектуры современных операционных систем;
особенности построения и функционирования семейств операционных систем «Unix» и «Windows»;
принципы управления ресурсами в операционной системе;
основные задачи администрирования и способы их выполнения в изучаемых операционных системах.
Техник-программист должен обладать общими компетенциями, включающими в себя способность:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.
ОК 10. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей).
Техник-программист должен обладать профессиональными компетенциями, соответствующими основным видам профессиональной деятельности:
ПК 1.3. Выполнять отладку программных модулей с использованием специализированных программных средств.
ПК 2.3. Решать вопросы администрирования базы данных.
ПК 3.2. Выполнять интеграцию модулей в программную систему.
ПК 3.3. Выполнять отладку программного продукта с использованием специализированных программных средств.
1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы
дисциплины:
максимальной учебной нагрузки обучающегося 144 часа, в том числе:
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Объем часов
Максимальная учебная нагрузка (всего)
144
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
96
в том числе:
лабораторные занятия
40
контрольные работы
2
лекции
54
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
48
В том числе:
Работа с литературными источниками
16
Написание рефератов
8
Подготовка докладов
8
Подготовка презентаций
8
Подготовка творческий проектов
4
Подготовка материалов к студенческим конференциям
4
Итоговая аттестация в форме экзамена
2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины «Операционные системы»
Наименование
разделов и тем
Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа
обучающихся, курсовая работа (проект)
Объем
часов
Уровень освоения
1
2
3
4
Введение
Организация ПК. Программное управление ПК
2
Раздел 1.
Понятие операционных систем
Тема 1.1.
Содержание учебного материала
2
1
Понятие операционных систем. Основные функции ОС
1
Лабораторная работа №1 Знакомства с ОС и их функциями
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка рефератов на темы:
Появление первых операционных систем
Появление мультипрограммных операционных систем для мэйнфреймов
Операционные системы и глобальные сети
Операционные системы мини-компьютеров и первые локальные сети
Развитие операционных систем в 80-е годы
Особенности современного этапа развития операционных систем
4
Тема 1.2.
Содержание учебного материала
2
1
Типы ОС
1
Лабораторная работа №2 Сравнительный анализ ОС
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка презентаций:
Операционные системы для автономного компьютера
ОС как виртуальная машина
ОС как система управления ресурсами
2
Раздел 2.
Машинно-зависимые свойства ОС
Тема 2.1.
Содержание учебного материала
2
1
Обработка прерываний
2
Лабораторная работа №3 Принудительная передача управления в ПО
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка докладов на темы:
Функциональные компоненты операционной системы автономного компьютера
Управление процессами
Управление памятью
Управление файлами и внешними устройствами
Защита данных и администрирование
Интерфейс прикладного программирования
Пользовательский интерфейс
2
Тема 2.2.
Содержание учебного материала
2
1
Планирование процессов
2
Лабораторная работа №4 Управление настройками ПО
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка докладов на конференцию на темы:
Сетевые операционные системы
Сетевые и распределенные ОС
Два значения термина «сетевая ОС»
Функциональные компоненты сетевой ОС
Сетевые службы и сетевые сервисы
Встроенные сетевые службы и сетевые оболочки
2
Тема 2.3.
Содержание учебного материала
2
1
Обслуживание ввода-вывода
1
Лабораторная работа №5 Настройка параметров BIOS
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Составление конспекта на темы:
Одноранговые и серверные сетевые операционные системы
ОС в одноранговых сетях
ОС в сетях с выделенными серверами
Требования к современным операционным системам
2
Тема 2.4.
Содержание учебного материала
2
1
Управление памятью
3
Лабораторная работа №6 Управление файлом подкачки
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Составление сводных таблиц на темы:
Функции ОС по управлению памятью
Типы адресов
Алгоритмы распределения памяти
Распределение памяти фиксированными разделами
Распределение памяти динамическими разделами
Перемещаемые разделы
Свопинг и виртуальная память
Страничное распределение
Сегментное распределение
Сегментно-страничное распределение
Разделяемые сегменты памяти
Кэшировение данных
Иерархия запоминающих устройств
Кэш-память
Принцип действия кэш-памяти
Проблема согласования данных
Способы отображения основной памяти на кэш
Схемы выполнения запросов в системах с кэш-памятью
2
Раздел 3.
Машинно-независимые свойства ОС
Тема 3.1.
Содержание учебного материала
2
1
Работа с файлами
2
Лабораторная работа №7 ОС Windows. Рабочий стол. Работа с окнами приложений и документов
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка творческих проектов на темы:
Ядро и вспомогательные модули ОС
Ядро в привилегированном режиме
Многослойная структура ОС
Аппаратная зависимость и переносимость ОС
Типовые средства аппаратной поддержки ОС
Машинно-зависимые компоненты ОС
Переносимость операционной системы
Микроядерная архитектура
Концепция
Преимущества и недостатки микроядерной архитектуры
Совместимость и множественные прикладные среды
Двоичная совместимость и совместимость исходных текстов
Трансляция библиотек
Способы реализации прикладных программных сред
2
Тема 3.2.
Содержание учебного материала
2
1
Планирование заданий
2
Лабораторная работа №8 ОС Windows. Приемы работы с объектами. Работа с файлами и каталогами
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка плакатов на темы:
Мультипрограммирование
Мультипрограммирование в системах пакетной обработки
Мультипрограммирование в системах разделения времени
Мультипрограммирование в системах реального времени
Мультипроцессорная обработка
2
Тема 3.3.
Содержание учебного материала
2
1
Распределение ресурсов
3
Лабораторная работа №9 ОС Windows. Настройка параметров системы
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка презентаций:
Модели сетевых служб и распределенных приложений
Способ разделения приложений на части
Двухзвенные схемы
Трехзвенные схемы
Механизм передачи сообщений в распределенных системах
Синхронизация
Буферизация в примитивах передачи сообщений
Способы адресации
Надежные и ненадежные примитивы
Механизм Sockets ОС UNIX
Вызов удаленных процедур
Концепция удаленного вызова процедур
Генерация стабов
Формат сообщений RPC
Связывание клиента с сервером
Особенности реализации RPC на примере систем Sun RPC и DCE RPC
2
Тема 3.4.
Содержание учебного материала
2
1
Защищенность и отказоустойчивость ОС
2
Контрольная работа на тему: «Влияние вирусов на целостность платформы ОС»
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка рефератов на темы:
Специальные файлы и аппаратные драйверы
Специальные файлы как универсальный интерфейс
Структурирование аппаратных драйверов
Структура драйвера Windows NT
Структура драйвера UNIX
Отображаемые в память файлы
Дисковый кэш
Традиционный дисковый кэш
Дисковый кэш на основе виртуальной памяти
Отказоустойчивость файловых и дисковых систем
Восстанавливаемость файловых систем
Избыточные дисковые подсистемы RAID
Обмен данными между процессами и потоками
Конвейеры
Именованные конвейеры
Очереди сообщений
Разделяемая память
4
Тема 3.5.
Содержание учебного материала
2
1
Принципы построения ОС
1
2
Резидентные программы
Лабораторная работа №10 Создание файлов, конфигурирующих систему и их использование
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка докладов на темы:
Основные понятия безопасности
Конфиденциальность, целостность и доступность данных
Классификация угроз
Системный подход к обеспечению безопасности
Политика безопасности
Базовые технологии безопасности
Шифрование
Аутентификация, авторизация, аудит
Технология защищенного канала
Технологии аутентификации
Сетевая аутентификация на основе многоразового пароля
Аутентификация с использованием одноразового пароля
Аутентификация на основе сертификатов
Аутентификация информации
Система Kerberos
Первичная аутентификация
Получение разрешения на доступ к ресурсному серверу
Получение доступа к ресурсу
2
Тема 3.6.
Содержание учебного материала
2
1
Понятие, функции и способы использования программного интерфейса ОС
2
Лабораторная работа №11 Работа с файлами и каталогами
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка докладов на конференцию по темам:
Задачи ОС по управлению файлами и устройствами
Организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора ..
Согласование скоростей обмена и кэширование данных
Разделение устройств и данных между процессами
Обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами
и остальной частью системы
Поддержка широкого спектра драйверов и простота включения
нового драйвера в систему
Динамическая загрузка и выгрузка драйверов
Поддержка нескольких файловых систем
Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода
2
Промежуточная
аттестация
Зачет
2
Раздел 4.
Особенности работы в OC Linux
Тема 4.1.
Содержание учебного материала
4
1
Операционная система на базе ядра Linux
1
2
Модульный состав ОС Linux
Лабораторная работа №12 Работа с командами Linux общего назначения
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка сводной таблицы: Организация контроля доступа в ОС Linux
4
Тема 4.2.
Содержание учебного материала
4
1
Загрузка системы.
3
2
Распределение памяти
Лабораторная работа №13 Работа с командами Linux. Файлы. Директории
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка презентаций:
Файловые операции
Два способа организации файловых операций
Открытие файла
Обмен данными с файлом
Блокировки файлов
Стандартные файлы ввода и вывода, перенаправление вывода
2
Тема 4.3.
Содержание учебного материала
2
1
Команды ОС Linux. Основные программы
3
Лабораторная работа №14 Работа с внешними и внутренними командами
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Составление конспекта на темы:
Механизм передачи сообщений в распределенных системах
Синхронизация
Буферизация в примитивах передачи сообщений
Способы адресации
Надежные и ненадежные примитивы
Механизм Sockets
2
Тема 4.4.
Содержание учебного материала
2
1
Удаленный доступ. Работа в режиме консоли
2
Лабораторная работа №15 Работа с командами ОС Linux с помощью удаленного доступа. Основные текстовые редакторы
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка докладов на темы:
Вызов удаленных процедур
Концепция удаленного вызова процедур
Генерация стабов
Формат сообщений RPC
Связывание клиента с сервером
Особенности реализации RPC на примере систем Sun RPC и DCE RPC
2
Тема 4.5.
Содержание учебного материала
2
1
Конфигурирование системы
2
Лабораторная работа №16 Работа с файлами и каталогами
2
Контрольная работа № 1 Особенности работы в OC Linux
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка плакатов на темы:
Модель ISO/OSI
Физический уровень
Канальный уровень
Сетевой уровень
Транспортный уровень
Сеансовый уровень
Уровень представления
Прикладной уровень
4
Раздел 5.
Виртуализация ОС
Тема 5.1.
Содержание учебного материала
2
1
Основы технологии виртуализации
2
Лабораторная работа №17 Виртуализация работы на базе ПО Oracle Virtual Box
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовить проект: Создание виртуальной машины на одном персональном компьютере.
2
Тема 5.2.
Содержание учебного материала
2
1
Управление ресурсами
2
Лабораторная работа №18 Продвинутая настройка ресурсов виртуальной машины
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Создание презентаций:
Подготовка жесткого диска к установке операционной системы
Надежные операционные системы
Анализ архитектур ядер операционных систем
Множественные прикладные среды. Методы и средства организации
Средства аппаратной поддержки операционных систем
Тенденции рынка операционных систем
2
Тема 5.3.
Содержание учебного материала
4
1
Установка операционных систем на платформе виртуализации
2
Лабораторная работа №19 Установка ОС Windows и прикладных пользовательских программ
2
Семинар: «Особенности установки различных типов операционных систем»
2
Тема 5.4.
Содержание учебного материала
2
1
Автоматизированная виртуализация на примере Parallels OpenVZ.
2
Лабораторная работа №20 Установка и настройка Parallels OpenVZ
2
Самостоятельная работа обучающихся:
Подготовка докладов: Виртуальные машины и их операционные системы, Средства виртуализации основных компаний-разработчиков операционных систем, Объектно-ориентированные технологии в разработке операционных систем, Операционные системы Интернет-серверов, Программные инструментальные средства анализа и оптимизации операционных систем, Настройка и оптимизация производительности операционных систем, Особенности построения сетевых операционных систем
2
Всего:
144
3. условия реализации программы дисциплины
3.1. Требования к минимальному материально-техническому
обеспечению
Реализация программы дисциплины требует наличия учебного кабинета
и лабораторий ТСО.
Оборудование учебного кабинета:
посадочные места по количеству обучающихся;
компьютерный стол, интерактивная доска (или проектор) для преподавателя.
Технические и программные средства обучения:
персональные компьютеры, IBM-совместимые;
ОС с графическим интерфейсом пользователя;
OC с режимом командной строки;
программы архиваторы;
программы-оболочки;
программа имитатор установки Windows;
мультимедиа проектор;
экран;
видеоматериалы.
Оборудование лаборатории и рабочих мест лаборатории:
компьютерные столы;
пластиковая доска;
оборудование локальной сети;
3.2. Информационное обеспечение обучения
Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов,
дополнительной литературы
Основные источники:
Для преподавателей
Windows Vista и не только. Актуальное руководство: К. К. Ковалев — Москва, НТ Пресс, 2011 г.- 352 с.
Windows Vista. Просто и быстро: К. К. Ковалев — Санкт-Петербург, НТ Пресс, 2012 г.- 352 с.
Операционная система Windows XP: А. А. Гвоздев, Н. А. Дьяков — Санкт-Петербург, АСТ, Астрель-СПб, 2011 г.- 224 с.
Первые шаги с Windows Vista. Руководство для начинающих (+ CD-ROM): А. В. Поляк-Брагинский — Санкт-Петербург, БХВ-Петербург, 2007 г.- 288 с.
Современный самоучитель работы на компьютере: Сергей Топорков — Санкт-Петербург, ДМК Пресс, 2010 г.- 336 с.
Установка и настройка Windows 7: Василий Леонов — Москва, Эксмо, 2010 г.- 192 с.
Для студентов
Операционная система Windows XP: А. А. Гвоздев, Н. А. Дьяков — Санкт-Петербург, АСТ, Астрель-СПб, 2010 г.- 224 с.
Первые шаги с Windows Vista. Руководство для начинающих (+ CD-ROM): А. В. Поляк-Брагинский — Санкт-Петербург, БХВ-Петербург, 2010 г.- 288 с.
Современный самоучитель работы на компьютере: Сергей Топорков — Санкт-Петербург, ДМК Пресс, 2011 г.- 336 с.
Установка и настройка Windows 7: Василий Леонов — Москва, Эксмо, 2011 г.- 192 с.
Дополнительные источники:
Для преподавателей
Таненбаум Э.: «Современные операционные системы», 2-е издание СПб.: «Питер», 2009. – 624 с.
Таненбаум Э., Вудхалл А. «Операционные системы: Разработка и Реализация». - СПб.: Питер, 2011. - 454 с.
Олиффер В.Г., Олиффер Н.А. «Сетевые операционные системы»- СПб.:2009.-544 с.
4. Контроль и оценка результатов освоенияДисциплины
Контрольи оценка результатов освоения дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и 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
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
управлять параметрами загрузки операционной системы;
выполнять конфигурирование аппаратных устройств;
управлять учетными записями, настраивать параметры рабочей среды пользователя;
управлять дисками и файловыми системами, настраивать сетевые параметры, управлять разделением ресурсов в локальной сети.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
основные понятия, функции, состав и принципы работы операционных систем;
архитектуры современных операционных систем;
особенности построения и функционирования семейств операционных систем «Unix» и «Windows»;
принципы управления ресурсами в операционной системе;
основные задачи администрирования и способы их выполнения в изучаемых операционных системах.
защита лабораторных работ, тестовый контроль.
промежуточная аттестация, выполнение контрольных и практических работ, фронтальный опрос, тестовый контроль, проверка тематических докладов.
