Information

Автор: Московский физико-технический институт
Форма обучения:
дистанционная
Стоимость самостоятельного обучения:
бесплатно
Доступ:
свободный
Документ об окончании:
 
Уровень:
Специалист
Длительность:
19:18:00
Студентов:
25381
Выпускников:
9304
Качество курса:
4.37 | 4.06
В курсе описаны фундаментальные принципы проектирования и реализации операционных систем.
Курс базируется на семестровом курсе «Введение в операционные системы», читаемом авторами в МФТИ и может рассматриваться как учебник для студентов, специализирующихся в области информатики. Курс включает теоретические главы, а также обширный иллюстрационный материал, позволяющий ознакомиться с отдельными аспектами функционирования операционных систем на практике. Теоретическая часть состоит из 16 лекций. Она имеет традиционное построение и содержит следующие разделы: введение, понятие и реализация процессов, взаимодействие процессов, проблемы взаимоблокировок, организация памяти, структура файловой системы, описание системы ввода-вывода, сети и безопасность операционных систем. Большинство разделов состоит из нескольких тематически связанных глав. В курсе много иллюстраций. В конце каждой теоретической главы перечисляются наиболее важные концепции и идеи, приводятся наборы тестов, которые могут быть использованы для самоконтроля. Материалы практических занятий дополняют лекционный курс и используются для иллюстрации реализации теоретических положений на примере операционной системы UNIX. На практике рассматриваются организация процессов, различные способы их взаимодействия, устройство файловой системы, системы ввода-вывода, начала сетевого программирования. Текст, размещенный в практической части курса, содержит многочисленные ссылки на лекционный материал.
ISBN: 978-5-9556-0044-4
 

План занятий

Занятие
Заголовок <<
Дата изучения
Лекция 1
1 hour 21 minute
Введение
В данной лекции вводится понятие операционной системы; рассматривается эволюция развития операционных систем; описываются функции операционных систем и подходы к построению операционных систем.
Contents
    -
    Лекция 2
    57 minutes
    Процессы
    В лекции описывается основополагающее понятие процесса, рассматриваются его состояния, модель представления процесса в операционной системе и операции, которые могут выполняться над процессами операционной системой.
    Contents
      -
      Лекция 3
      1 hour 36 minutes
      Планирование процессов
      В этой лекции рассматриваются вопросы, связанные с различными уровнями планирования процессов в операционных системах. Описываются основные цели и критерии планирования, а также параметры, на которых оно основывается. Приведены различные алгоритмы планирования.
      Contents
        -
        Лекция 4
        49 minutes
        Кооперация процессов и основные аспекты ее логической организации
        Одной из функций операционной системы является обеспечение санкционированного взаимодействия процессов. Лекция посвящена основам логической организации такого взаимодействия. Рассматривается расширение понятия процесс – нить исполнения (thread).
        Contents
          -
          Лекция 5
          54 minutes
          Алгоритмы синхронизации
          Для корректного взаимодействия процессов недостаточно одних организационных усилий операционной системы. Необходимы определенные внутренние изменения в поведении процессов. В настоящей лекции рассматриваются вопросы, связанные с такими изменениями, приводятся программные алгоритмы корректной организации взаимодействия процессов.
          Contents
            -
            Лекция 6
            40 minutes
            Механизмы синхронизации
            Для повышения производительности вычислительных систем и облегчения задачи программистов существуют специальные механизмы синхронизации. Описание некоторых из них – семафоров Дейкстры, мониторов Хора, очередей сообщений – приводится в этой лекции.
            Contents
              -
              Лекция 7
              38 minutes
              Тупики
              В лекции рассматриваются вопросы взаимоблокировок, тупиковых ситуаций и "зависаний" системы
              Contents
                -
                Лекция 8
                50 minutes
                Организация памяти компьютера. Простейшие схемы управления памятью
                В настоящей лекции рассматриваются простейшие способы управления памятью в ОС. Физическая память компьютера имеет иерархическую структуру. Программа представляет собой набор сегментов в логическом адресном пространстве. ОС осуществляет связывание логических и физических адресных пространств.
                Contents
                  -
                  Виртуальная память. Архитектурные средства поддержки виртуальной памяти
                  Рассмотрены аппаратные особенности поддержки виртуальной памяти. Разбиение адресного пространства процесса на части и динамическая трансляция адреса позволили выполнять процесс даже в отсутствие некоторых его компонентов в оперативной памяти. Следствием такой стратегии является возможность выполнения больших программ, размер которых может превышать размер оперативной памяти.
                  Contents
                    -
                    Аппаратно-независимый уровень управления виртуальной памятью
                    Большинство ОС используют сегментно-страничную виртуальную память. Для обеспечения нужной производительности менеджер памяти ОС старается поддерживать в оперативной памяти актуальную информацию, пытаясь угадать, к каким логическим адресам последует обращение в недалеком будущем.
                    Contents
                      -
                      Лекция 11
                      1 hour 1 minute
                      Файлы с точки зрения пользователя
                      В настоящей лекции вводится понятие и рассматриваются основные функции и интерфейс файловой системы.
                      Contents
                        -
                        Лекция 12
                        1 hour 34 minutes
                        Реализация файловой системы
                        Реализация файловой системы связана с такими вопросами, как поддержка понятия логического блока диска, связывания имени файла и блоков его данных, проблемами разделения файлов и управления дисковым пространством.
                        Contents
                          -
                          Лекция 13
                          1 hour 38 minutes
                          Система управления вводом-выводом
                          В лекции рассматриваются основные физические и логические принципы организации ввода-вывода в вычислительных системах.
                          Contents
                            -
                            Лекция 14
                            1 hour 39 minutes
                            Сети и сетевые операционные системы
                            В лекции рассматриваются особенности взаимодействия процессов, выполняющихся на разных операционных системах, и вытекающие из этих особенностей функции сетевых частей операционных систем.
                            Contents
                              -
                              Основные понятия информационной безопасности
                              Рассмотрены подходы к обеспечению безопасности информационных систем. Ключевые понятия информационной безопасности: конфиденциальность, целостность и доступность информации, а любое действие, направленное на их нарушение, называется угрозой. Основные понятия информационной безопасности регламентированы в основополагающих документах. Существует несколько базовых технологий безопасности, среди которых можно выделить криптографию.
                              Contents
                                -
                                Защитные механизмы операционных систем
                                Решение вопросов безопасности операционных систем обусловлено их архитектурными особенностями и связано с правильной организацией идентификации и аутентификации, авторизации и аудита.
                                Contents
                                  -
                                  1 hour 40 minutes
                                  -