МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Операционные системы

рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедрой	Кафедра информатики
Направление подготовки	02.03.02. Фундаментальная информатика и информационные технологии
Профиль	Программирование и информационные технологии
Форма обучения	Очная
Общая трудоемкость	3 ЗЕТ
Учебный план	02_03_02_Фундаментальная информатика и информационные технологии_ПиИТ-2023

Часов по учебному плану	108
в том числе:
аудиторные занятия	42
самостоятельная работа	39
контроль	27

Виды контроля по семестрам
экзамены:	3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр)	2 (3)		Итого
Недель	15,5		Итого
Вид занятий	УП	РПД	УП	РПД
Лекции	14	14	14	14
Лабораторные	28	28	28	28
Сам. работа	39	39	39	39
Часы на контроль	27	27	27	27
Итого	108	108	108	108

Программу составил(и):
к.ф.-м.н., Доцент, Ласковец Екатерина Валерьевна

Рецензент(ы):
д.ф.-м.н., профессор, Родионов Евгений Дмитриевич

Рабочая программа дисциплины
Операционные системы

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования - бакалавриат по направлению подготовки 02.03.02 Фундаментальная информатика и информационные технологии (приказ Минобрнауки России от 23.08.2017 г. № 808)

составлена на основании учебного плана:
02.03.02 Фундаментальная информатика и информационные технологии
утвержденного учёным советом вуза от 26.06.2023 протокол № 4.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра информатики

Протокол от 29.06.2022 г. № 11
Срок действия программы: 2023-2024 уч. г.

Заведующий кафедрой
к.ф.-м.н. доцент Козлов Денис Юрьевич

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2023-2024 учебном году на заседании кафедры

Кафедра информатики

Протокол от 29.06.2022 г. № 11
Заведующий кафедрой к.ф.-м.н. доцент Козлов Денис Юрьевич

1. Цели освоения дисциплины

1.1.	Дисциплина «Операционные системы» обеспечивает приобретение знаний в соответствии с государственным образовательным стандартом, содействует фундаментализации образования и развитию логического мышления. Цель изучения дисциплины – формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков по использованию современных компьютеров и программных средств для решения широкого спектра задач в различных областях, а именно: ознакомить студентов с основами теории операционных систем; привить навыки работы с различными языками программирования для создания системных программ; изложить основные принципы организации системного программного обеспечения. Основными задачами изучения дисциплины «Операционные системы» являются: 1. овладение фундаментальными знаниями по операционным системам: целостное представление о науке и ее роли в развитии информационных технологий; владеть общими вопросами теории операционных систем; 2. овладение технологиями сбора, обработки, передачи и хранения информации; 3. приобретение практических навыков работы на персональном компьютере (основы работы в ОС семейств Windows, Unix, работа с архиваторами и антивирусными средства-ми, основы алгоритмизации и программирования)

1.1.

Дисциплина «Операционные системы» обеспечивает приобретение знаний в соответствии с государственным образовательным стандартом, содействует фундаментализации образования и развитию логического мышления.
Цель изучения дисциплины – формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков по использованию современных компьютеров и программных средств для решения широкого спектра задач в различных областях, а именно: ознакомить студентов с основами теории операционных систем; привить навыки работы с различными языками программирования для создания системных программ; изложить основные принципы организации системного программного обеспечения.
Основными задачами изучения дисциплины «Операционные системы» являются:
1. овладение фундаментальными знаниями по операционным системам: целостное представление о науке и ее роли в развитии информационных технологий; владеть общими вопросами теории операционных систем;
2. овладение технологиями сбора, обработки, передачи и хранения информации;
3. приобретение практических навыков работы на персональном компьютере (основы работы в ОС семейств Windows, Unix, работа с архиваторами и антивирусными средства-ми, основы алгоритмизации и программирования)

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.О.05

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-3	Способен понимать и применять в научно-исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат, основные законы естествознания, современные языки программирования и программное обеспечение; операционные системы и сетевые технологии
ПК-3.1	Знает основные методы решения прикладных задач, современные методы информационных технологий концептуального проектирования.
ПК-3.2	Умеет корректно оформить результаты научного труда в соответствии с современными требованиями.
ПК-3.3	Имеет практический опыт использования сети Интернет, аннотирования, реферирования, библиографического разыскания и описания, опыт работы с научными источниками.
ПК-3.4	Владеет методикой выбора, обоснования и защиты выбранного варианта концептуальной архитектуры.
ПК-5	Способен к оценке качества, надежности и эффективности информационной системы в конкретной профессиональной сфере
ПК-5.1	Знает методику анализа требований и вариантов реализации информационных систем.
ПК-5.2	Умеет оценивать качество, надежность и эффективность информационной системы.
ПК-5.3	Имеет практический опыт разработки вариантов реализации информационных систем.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.	Знать:
3.1.1.	- структуру персонального компьютера; - принципы устройства различных семейств операционных систем. - принципы устройства компьютерных сетей.
3.2.	Уметь:
3.2.1.	применять полученные знания при работе с различными семействами операционных систем.
3.3.	Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.	- навыки работы с прикладными пакетами ПО; - умение работать с программными продуктами ПО; - навыки программирования на структурированный языках.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия	Наименование разделов и тем	Вид занятия	Семестр	Часов	Литература
Раздел 1. Работа в операционной системе Windows
1.1.	Файловая система	Лекции	3	4	Л1.1
1.2.	Файловая система	Лабораторные	3	6	Л1.1
1.3.	Файловая система	Сам. работа	3	10	Л1.1
Раздел 2. Работа в операционной системы UNIX
2.1.	Файловая система	Лекции	3	2	Л1.1
2.2.	Файловая система	Лабораторные	3	4	Л1.1
2.3.	Файловые менеджеры	Сам. работа	3	2	Л2.1, Л1.1
2.4.	Основные утилиты UNIX для работы с файлами	Сам. работа	3	2	Л2.1
2.5.	Процессы	Лабораторные	3	4	Л2.1
2.6.	Основные утилиты UNIX для управления процессами	Сам. работа	3	4	Л2.1
2.7.	Пользователи системы	Лабораторные	3	2	Л2.1
2.8.	Пользовательская среда UNIX	Лекции	3	2	Л2.1
2.9.	Пользовательская среда UNIX	Лабораторные	3	2	Л2.1
2.10.	Система управления заданиями	Сам. работа	3	4	Л2.1
Раздел 3. Среда программирования UNIX
3.1.	Программный интерфейс UNIX. СОздание и выполнение программ в ОС UNIX	Лекции	3	2	Л1.1
3.2.	Программный интерфейс UNIX. СОздание и выполнение программ в ОС UNIX	Лабораторные	3	2	Л2.1, Л1.1
3.3.	Работа с файлами	Лабораторные	3	2	Л2.1
3.4.	Процессы. Создание и управление процессами	Лекции	3	2	Л1.1
3.5.	Процессы. Создание и управление процессами	Лабораторные	3	2	Л2.1
3.6.	Процессы. Сигналы.	Лекции	3	2	Л2.1
3.7.	Процессы. Сигналы.	Лабораторные	3	2	Л2.1
3.8.	Процессы. Группы и сеансы	Лабораторные	3	2	Л2.1
3.9.	Взаимодействие между процессами. FIFO	Сам. работа	3	5	Л2.1
3.10.	Взаимодействие между процессами. PIPE	Сам. работа	3	6	Л2.1, Л1.1
3.11.	Взаимодействие между процессами. SOCKET	Сам. работа	3	6	Л2.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

Оценочные материалы для текущего контроля по разделам и темам дисциплины в полном объеме размещены в онлайн-курсе на образовательном портале «Цифровой университет АлтГУ» – https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=6329.

ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-3:
Способен понимать и применять в научно-исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат, основные законы естествознания, современные языки программирования и программное обеспечение; операционные системы и сетевые технологии

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА
Вопрос 1. Что из нижеперечисленного не является операционной системой?
а. Ubuntu.
б. OpenGL.
в. Linux.
ОТВЕТ: б

Вопрос 2. Какая из операционных систем не принадлежит семейству Linux?
а. Debian.
б. Ubuntu.
в. Gentoo.
г. MacOS.
ОТВЕТ: г

Вопрос 3. Какая команда Unix предназначена для отображения строки текста?
а. echo.
б. data.
в. pwd.
г. man.
ОТВЕТ: а

Вопрос 4. Для чего может быть использована команда Unix grep?
а. Для отображения строки текста.
б. Для поиска переданной строки в указанном файле.
в. Для отображения руководства по командам.
ОТВЕТ: б

Вопрос 5. Какая команда выводит историю командной строки?
а. history.
б. man.
в. echo.
ОТВЕТ: а

Вопрос 6. С помощью какой команды можно создать директорию в Unix?
а. mkdir.
б. grep.
в. echo.
ОТВЕТ: а

Вопрос 7. С помощью какой команды можно изменять директорию в Unix?
а. mkdir.
б. man.
в. cp.
ОТВЕТ: в

Вопрос 8. Какая из перечисленных операционных систем является однопользовательской?
а. Linux.
б. Windows XP.
в. MS-Dos.
ОТВЕТ: в

Вопрос 9. Исполняемый экземпляр пользовательской программы это:
а. Процесс.
б. Поток.
в. Мьютекс.
ОТВЕТ: а

Вопрос 10. Процесс вызова функции ядра, из приложение пользователя это:
а. Процесс.
б. Поток.
в. Системный вызов.
ОТВЕТ: в

Вопрос 11. Posix это:
а. системный вызов для чтения файлов.
б. операционная система.
в. стандарт, описывающий интерфейс между операционной системой и прикладной программой.
ОТВЕТ: в

Вопрос 12. Что из нижеперечисленного не является состоянием процесса?
а. Готов.
б. Заблокирован в режиме ожидания.
в. Выполняется.
г. Удален.
ОТВЕТ: г

Вопрос 13. Уникальный номер, по которому различают процессы это:
а. Статус.
б. Идентификатор.
в. Счетчик.
ОТВЕТ: б

Вопрос 14. Какое число не использовалось в нумерации операционной системы Windows?
а. 7.
б. 8.
в. 9.
ОТВЕТ: в

Вопрос 15. Каким символом в bash обозначается логическое ИЛИ?
а. ||.
б. %%.
в. &&.
ОТВЕТ: а

ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-5:
Способен к оценке качества, надежности и эффективности информационной системы в конкретной профессиональной сфере

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА
Вопрос 1. Права на какие действия пользователя определяются кодом доступа к файлу?
а. Чтение, запись, удаление.
б. Чтение, запись, выполнение.
в. Чтение, выполнение, удаление.
ОТВЕТ: б

Вопрос 2. Какой группы пользователей, для которых можно устанавливать права доступа, не существует в Unix?
а. Администратор.
б. Владелец.
в. Группа владельца.
ОТВЕТ: а

Вопрос 3. Пусть строка rwxr----x задает разрешение файлу. Каким правом обладает группа владельца файла?
а. Чтение.
б. Запись.
в. Исполнение.
ОТВЕТ: а

Вопрос 4. Пусть строка rwxr----x задает разрешение файлу. Каким правом обладает группа прочих пользователей?
а. Чтение.
б. Запись.
в. Исполнение.
ОТВЕТ: в

Вопрос 5. Каким символом в bash обозначается логическое ИЛИ?
а. ||.
б. %%.
в. &&.
ОТВЕТ: а

Вопрос 6. С помощью какой команды можно создать директорию в Unix?
а. mkdir.
б. grep.
в. echo.
ОТВЕТ: а

Вопрос 7. С помощью какой команды можно изменять директорию в Unix?
а. mkdir.
б. man.
в. cp.
ОТВЕТ: в

Вопрос 8. С помощью какой команды можно изменять права доступа в Unix?
а. chmod.
б. man.
в. ls.
ОТВЕТ: а

Вопрос 9. С помощью какой команды можно узнать права доступа в Unix?
а. chmod.
б. echo.
в. ls.
ОТВЕТ: в

Вопрос 10. Уникальный номер, по которому различают процессы это:
а. Статус.
б. Идентификатор.
в. Счетчик.
ОТВЕТ: б

Вопрос 11. Пусть строка rwx--x--x задает разрешение файлу. Каким правом обладает группа владельца файла?
а. Чтение.
б. Запись.
в. Исполнение.
ОТВЕТ: в

Вопрос 12. Какая из перечисленных операционных систем является однопользовательской?
а. Linux.
б. Windows XP.
в. MS-Dos.
ОТВЕТ: в

Вопрос 13. Какая из перечисленных операционных систем не является многопользовательской?
а. Linux.
б. MS-Dos.
в. Windows XP.
ОТВЕТ: б

Вопрос 14. Что из нижеперечисленного не является состоянием процесса?
а. Готов.
б. Заблокирован в режиме ожидания.
в. Выполняется.
г. Удален.
ОТВЕТ: г

Вопрос 15. Уникальный номер, по которому различают процессы это:
а. Статус.
б. Идентификатор.
в. Счетчик.
ОТВЕТ: б

5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)

Не предусматриваются

5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации

Промежуточная аттестация заключается в проведении в конце семестра зачета по всему изученному курсу. Зачет проводится в устной форме по билетам. В билет входит 2 вопроса теоретического характера.
1. Понятие операционной системы и ее основные функции.
2. История развития операционных систем, основные периоды.
3. Классификация операционных систем. Типы операционных систем.
4. Понятия операционных систем: процесс, адресное пространство, файл, каталог, канал. Управление безопасностью в ОС на примере UNIX-систем.
5. Эволюция инструментов для автоматизации работы в Microsoft Windows (оболочка командной строки cmd.exe, сервер сценариев Windows Script Host, командная оболочка Microsoft PowerShell)
6. Инструменты автоматизации работы в. Оболочка командной строки Microsoft Windows. Интерпретатор cmd.exe (команды, перенаправления, конвейеризация и группировка команд).
7. Инструменты автоматизации работы в. Оболочка командной строки Microsoft Windows. Интерпретатор cmd.exe (командные файлы, переменные и параметры командной строки).
8. Понятие и механизм (этапы) работы системного вызова.
9. Основные системные вызовы POSIX.
10. Оболочка Unix-систем. Создание скриптов.
11. Структуры операционных систем: монолитные и многоуровневые системы.
12. Структуры операционных систем: микроядра, клиент-серверная модель.
13. Структуры операционных систем: виртуальные машины, экзоядра.
14. Создание операционной системы: язык С, заголовочные файлы и большие программные проекты.
15. Понятие и модель процесса. Псевдопараллелизм и многозадачный режим работы.
16. События, приводящие к созданию и завершению процессов.
17. Состояния процессов и переходы между ними.
18. Моделирование режима многозадачности на центральном процессоре.
19. Понятие потока. Применение потоков.
20. Реализация потоков в пользовательском пространстве: схема, плюсы и минусы.
21. Реализация потоков в ядре: схема, плюсы и минусы.
22. Активация планировщика. Всплывающие потоки. Переход от однопоточного кода к многопоточному.
22. Взаимодействие процессов: состязательная ситуация и критические области. Условия параллельного взаимодействия процессов с критическими областями.
23. Взаимное исключение с активным ожиданием: запрещение прерываний, блокирующие переменные, строгое чередование.
24. Взаимное исключение с активным ожиданием: алгоритм Петерсона и использование команды TSL.
25. Приостановка и активация.
26. Семафоры.
27. Мьютексы и фьютексы.
28. Мониторы.
29. Передача сообщений.
КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ:
«Отлично» (зачтено): студентом дан полный, в логической последовательности развернутый ответ на поставленные вопросы, где он продемонстрировал знания предмета в полном объеме учебной программы, достаточно глубоко осмысливает дисциплину, самостоятельно, и исчерпывающе отвечает на дополнительные вопросы, приводит собственные примеры по проблематике поставленного вопроса, решил предложенные практические задания без ошибок.
«Хорошо» (зачтено): студентом дан развернутый ответ на поставленный вопрос, где студент демонстрирует знания, приобретенные на лекционных и лабораторных занятиях, а также полученные посредством изучения обязательных учебных материалов по курсу, дает аргументированные ответы, приводит примеры, в ответе присутствует свободное владение монологической речью, логичность и последовательность ответа. Однако допускаются неточности в ответе.
«Удовлетворительно» (зачтено): студентом дан ответ, свидетельствующий в основном о знании процессов изучаемой дисциплины, отличающийся недостаточной глубиной и полнотой раскрытия темы, знанием основных вопросов теории, слабо сформированными навыками анализа явлений, процессов, недостаточным умением давать аргументированные ответы и приводить примеры, недостаточно свободным владением монологической речью, логичностью и последовательностью ответа. Допускается несколько ошибок в содержании ответа.
«Неудовлетворительно» (не зачтено): студентом дан ответ, который содержит ряд серьезных неточностей, обнаруживающий незнание процессов изучаемой предметной области, отличающийся неглубоким раскрытием темы, незнанием основных вопросов теории, неумением давать аргументированные ответы. Выводы поверхностны. Студент не способен ответить на вопросы даже при дополнительных наводящих вопросах преподавателя.

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
	Авторы	Заглавие	Издательство, год	Эл. адрес
Л1.1	Пахмурин Д. О.	Операционные системы ЭВМ: учебное пособие	ТУСУР, 2013	biblioclub.ru
6.1.2. Дополнительная литература
	Авторы	Заглавие	Издательство, год	Эл. адрес
Л2.1	Г. В. Курячий, К. А. Маслинский.	Операционная система Linux. Курс лекций :	М.: Издательсктй дом ДМК-пресс, ЭБС «Лань», 2010	e.lanbook.com
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
	Название		Эл. адрес
Э1	Дистрибутив		linuxmint.com
Э2	Единый образовательный портал, курс "Операционные системы"		portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
VirtualBox ОС семейства Unix Microsoft Office 7-Zip AcrobatReader Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно)
6.4. Перечень информационных справочных систем
СПС КонсультантПлюс (инсталлированный ресурс АлтГУ или http://www.consultant.ru/); Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com); Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru); Портал исследовательской деятельности учащихся (www.researcher.ru); Российская национальная библиотека (http://www.nlr.ru:8101/ ); Научная библиотека МГУ им. М.В. Ломоносова (http://uwh.lib.msu.su/ ).

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория	Назначение	Оборудование
Учебная аудитория	для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик	Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
Помещение для самостоятельной работы	помещение для самостоятельной работы обучающихся	Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

В течение семестра предполгается сдача лабораторных работ и индивидуальных заданий непосредственно в ходе проведения занятий. В лабораторных работах 1-8 задания выполняются согласно варианту студента. Прием лабораторных работ сопровождается дополнительными вопросами по соответствующей теме.