Опубликован: 24.08.2004 | Уровень: специалист | Доступ: платный | ВУЗ: Московский физико-технический институт
Основы операционных систем 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.
Цель: Курс предназначен для преподавателей и студентов вузов, специализирующихся в области информатики, а также специалистов, интересующихся проблемами операционных систем и системного программирования.
Необходимые знания: Знакомство с компьютером и его внутренним устройством на уровне пользователя и с алгоритмическим языком Си.

План занятий

ЗанятиеЗаголовок <<Дата изучения
-
Лекция 1
1 час 21 минута
Введение
В данной лекции вводится понятие операционной системы; рассматривается эволюция развития операционных систем; описываются функции операционных систем и подходы к построению операционных систем.
Оглавление
    -
    Тест 1
    9 минут
    -
    Лекция 2
    57 минут
    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.
    Оглавление
      -
      Тест 2
      9 минут
      -
      Лекция 3
      1 час 36 минут
      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.
      Оглавление
        -
        Тест 3
        9 минут
        -
        Лекция 4
        49 минут
        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).
        Оглавление
          -
          Тест 4
          9 минут
          -
          Лекция 5
          54 минуты
          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.
          Оглавление
            -
            Тест 5
            9 минут
            -
            Лекция 6
            40 минут
            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.
            Оглавление
              -
              Тест 6
              9 минут
              -
              Лекция 7
              38 минут
              Тупики
              В лекции рассматриваются вопросы взаимоблокировок, тупиковых ситуаций и "зависаний" системы
              Оглавление
                -
                Тест 7
                9 минут
                -
                Лекция 8
                50 минут
                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.
                Оглавление
                  -
                  Тест 8
                  9 минут
                  -
                  Лекция 9
                  41 минута
                  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.
                  Оглавление
                    -
                    Тест 9
                    9 минут
                    -
                    Лекция 10
                    1 час
                    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.
                    Оглавление
                      -
                      Тест 10
                      9 минут
                      -
                      Лекция 11
                      1 час 1 минута
                      Файлы с точки зрения пользователя
                      В настоящей лекции вводится понятие и рассматриваются основные функции и интерфейс файловой системы.
                      Оглавление
                        -
                        Тест 11
                        9 минут
                        -
                        Лекция 12
                        1 час 34 минуты
                        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.
                        Оглавление
                          -
                          Тест 12
                          9 минут
                          -
                          Лекция 13
                          1 час 38 минут
                          Система управления вводом-выводом
                          В лекции рассматриваются основные физические и логические принципы организации ввода-вывода в вычислительных системах.
                          Оглавление
                            -
                            Тест 13
                            9 минут
                            -
                            Лекция 14
                            1 час 39 минут
                            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.
                            Оглавление
                              -
                              Тест 14
                              9 минут
                              -
                              Лекция 15
                              45 минут
                              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.
                              Оглавление
                                -
                                Тест 15
                                9 минут
                                -
                                Лекция 16
                                51 минута
                                Защитные механизмы операционных систем
                                Решение вопросов безопасности операционных систем обусловлено их архитектурными особенностями и связано с правильной организацией идентификации и аутентификации, авторизации и аудита.
                                Оглавление
                                  -
                                  Тест 16
                                  9 минут
                                  -
                                  5 часов
                                  -
                                  Илья Ардов
                                  Илья Ардов

                                  Добрый день!

                                  Я записан на программу. Куда высылать договор и диплом?

                                  Татьяна Борисенко
                                  Татьяна Борисенко

                                  Изучила метериал лекции 1, но не могу перейти к тесту  1, на курс записана

                                  Сергей Пантелеев
                                  Сергей Пантелеев
                                  Россия, Москва
                                  Ахмет Арчаков
                                  Ахмет Арчаков
                                  Россия, Магас