Операційні системи

Мета вивчення дисципліни: формування комплексу знань основ операційних систем — багатозадачність, віртуальна пам'ять, управління пристроями і набуття практичних навичок використання можливостей операційних систем.
Практичне значення та використання отриманих знань: вивчення загальних положень щодо принципів побудови та функціонування сучасних операційних систем; отримання навичок встановлення, настроювання та адміністрування операційних систем; отримання навичок створення системних утиліт.
Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. 1Історія операційних систем. Функції операційної системи. Архітектура операційних систем.
Лекція 2. Поняття процесу. Стани процесу. Операції над процесами. Переключення контексту. Потоки. Категорії засобів обміну інформацією між процесами. Особливості передачі інформаціями за допомогою ліній зв’язку. Надійність засобів зв’язку.
Лекція 3. Поняття дії. Достатні умови Бернстайна визначення детермінованості набору дій. Поняття критичної секції.
Лекція 4. Заборона переривань. Змінна-замок. Суворе чергування. Прапори готовності. Алгоритм Петерсона. Алгоритм булочної.
Лекція 5. Задача виробника і споживача. Семафори. М’ютекси. Монітори. Повідомлення.
Лекція 6. Задачі алгоритму планування. Параметри планування.
Лекція 7. Планування в пакетних системах. Планування в інтерактивних системах. Планування в системах реального часу.
Лекція 8. Ієрархія пам’яті комп’ютера. Функції системи управління пам'яттю.
Лекція 9. Схема з фіксованими розділами. Оверлейна структура. Способи відстеження використання пам'яті.
Лекція 10. Способи обслуговування дуже великих віртуальних адресних просторів. Розмір сторінки. Стратегії управління сторінковою пам'яттю.
Лекція 11. Основні вимоги до довготривалого сховища інформації. Структура файлу. Каталоги. Загальна структура файлової системи.
Лекція 12. Методи виділення дискового простору. Розміщення з використанням зв'язаного списку. Таблиця відображення файлів. Індексні вузли.
Лекція 13. Структура контролеру пристрою. Логічні принципи організації введення-виведення. Функції базової підсистеми введення-виведення.
Лекція 14. Буферізація та кешування. Spooling та захват пристроїв. Виняткові ситуації та системні виклики. Обробка переривань та помилок.
Лекція 15. Побудова жорсткого диску. Обробка помилок. Алгоритми планування запитів до жорсткого диска. RAID-системи.
Практичні заняття
Практичне заняття №1. Розробка простих програм для виконання адміністративних дій. Об'єднання програм у ланцюг.
Мета заняття: Оволодіти методикою адміністрування операційної системи Лінукс за допомогою скриптів.
Практичне заняття №2. Створення багатороцесних програм для підвищення швидкодії, підвищення надійності або зменшення складності алгоритмів
Мета заняття: Оволодіти технологіями та отримати навички розділення програми на кілька незалежних процесів
Практичне заняття №3-4. Створення програм для взаємодії процесів за допомогою односторонніх каналів
Мета заняття: Опанувати технології та отримати навички міжпроцесної взаємодії з передачею даних у вигляді потоку
Практичне заняття №5. Побудова протоколу взаємодії на основі окремих повідомлень. Планування протоколу взаємодії “кілька до одного”
Мета заняття: Опанувати технології та отримати навички міжпроцесної взаємодії з передачею даних у вигляді окремих повідомлень.
Практичне заняття №6-7. Виконання введення-виведення за допомогою бібліотеки мови Сі
Мета заняття: Відновити та систематизувати знання з файлового вводу-виведення, отриманих в дисципліні “Основи програмування”
Практичне заняття №8. Побудова програм для обробки сигналів операційної системи
Мета заняття: в Опанувати технології та отримати навички генерації та обробки сигналів
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. Робота в CLI операційної системи Linux
Мета заняття: Підготувати на домашньому комп'ютері середовище розроблювача для виконання подальших лабораторних робіт з дисципліни «Операційні системи». Вивчити на практиці технологію роботи віртуальних машин і процес установки операційної системи (ОС) Linux.
Лабораторне заняття №2. Обробка помилок у програмі
Мета заняття: Навчитися звертатися в програмі до аргументів командного рядка й ключів; навчитися обробляти можливі помилки в програмі.
Лабораторне заняття №3-4. Взаємодія процесів. Потік вводу-виводу
Мета заняття: Навчитися працювати з потоками вводу-виводу при взаємодії процесів.
Лабораторне заняття №5. Взаємодія процесів за допомогою черг повідомлень
Мета заняття: Оволодіти технологією взаємодії між процесами на основі повідомлень.
Лабораторне заняття №6. Робота c файлами
Мета заняття: Навчитися виконувати операції над файлами, читати та писати дані у файли.
Лабораторне заняття №7. Сигнали в UNIX
Мета заняття: Навчитися генерувати й обробляти сигнали.
Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. Поняття процесу. Стани процесу. Операції над процесами. Категорії засобів обміну інформацією між процесами. Критичні секції. Механізми синхронізації
Лекція 2. Планування процесів. Система керування пам’яттю. Віртуальна пам'ять. Основні поняття файлової системи. Система керування введенням-виведенням.
Практичні заняття
Практичне заняття №1. Створення програм для взаємодії процесів.
Мета заняття: Опанувати технології та отримати навички міжпроцесної взаємодії з передачею даних різними засобами.
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. Взаємодія процесів. Потік вводу-виводу
Мета заняття: Навчитися працювати з потоками вводу-виводу при взаємодії процесів.
Лабораторне заняття №2. Взаємодія процесів за допомогою черг повідомлень
Мета заняття: Оволодіти технологією взаємодії між процесами на основі повідомлень.
Індивідуальна робота
Для здобувачів очної форми здобуття освіти індивідуальна робота відсутня за планом
Для заочної форми здобуття освіти
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 3 теоретичних питання, 2 практичних завдань та звіт з лабораторних робіт.
Обсяг відповіді на кожне теоретичне питання не менше, ніж 1 сторінки машинописного тексту. Текст відповіді має бути виконаний самостійно, а не скопійованим з конспекту лекцій.
Практичні завдання наведені в текстовій формі і присвячені питанням роботи процесів в операційній системі.
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не менше, ніж за місяць до початку сесії.
Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1) 4-х індивідуальних поточних завдань для практичних занять. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв’язуванні типових задач відповідно до мети та завдань практичних занять. Бездоганне виконання кожного індивідуального поточного завдання оцінюється у 5 бали;
2) 6-ми індивідуальних поточних завдань для лабораторних робіт. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв’язуванні типових задач відповідно до мети та завдань лабораторних занять. Бездоганне виконання кожного завдання оцінюється у 5 балів;
3) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у формі написання програми з коментарями відносно прийнятих рішень. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 25 балів.
Підсумковий контроль – іспит. Підсумковий контроль з дисципліни складається з двох частин: теоретичної та практичної. Мінімальна кількість балів, що зараховується як позитивний результат, дорівнює 60 (за 100-бальною шкалою).
Бали розподіляються наступним чином: 40 балів – теоретична частина та 60 балів – практична.
Екзаменаційний білет містить 2 теоретичних питання рівної складності, практична – 6 питань рівної складності.
За бездоганну відповідь на кожне теоретичне питання здобувач отримує – 20 балів. При цьому відповідь вважається бездоганною, якщо здобувач повністю розкрив суть питання, послідовно і логічно його доповів, навів приклади. Кожне завдання практичної частини іспиту вважається виконаним бездоганно, якщо при його розв’язанні коректно виконано розрахунки показників у відповідності до завдання.
Для заочної форми здобуття освіти
Захист контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 50 балів. Під час її захисту здобувач може отримати до 50 балів.
Підсумковий контроль – іспит. Іспит усний. Максимальна оцінка, яку можу отримати здобувач – 100 балів.