1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | Основными целями преподавания дисциплины являются: • обучение студентов принципам построения современных операционных систем (ОС); • обучение принципам построения защиты информации в ОС и анализа надежности защиты ОС. Основными задачами изучения дисциплины являются: дать основы: • устройства и принципов функционирования ОС различной архитектуры; • принципов построения подсистем защиты в ОС различной архитектуры; • средств и методов несанкционированного доступа (НСД) к ресурсам ОС. |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01.01 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ПК-3 | способностью администрировать подсистемы информационной безопасности объекта защиты |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | Виды ОС. Процессы. Алгоритмы и механизмы синхронизации. Тупики. Управления памятью. Файлы. Реализация файловой системы. Система управления вводом-выводом. Угрозы безопасности ОС. Требования к защите ОС. Разграничение доступа в ОС. Идентификация и аутентификация пользователей ОС. Аудит в ОС. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | Управлять процессами в операционных системах. Разграничивать доступ к процессам. Работать с системами ввода-вывода. Строить модель угроз для ОС. Работать с правами и привилегиями для пользователей. Проводить аудит ОС. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | Средствами управления процессами. Методами и средствами работы с файловой системой. Навыками работы с конфигурационными файлами ОС. Средствами разграничения доступа. Средствами управления политиками безопасности ОС. Системами логирования. |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Архитектура современных ОС. | ||||||
| 1.1. | Введение в операционные системы. Процессы. Алгоритмы и механизмы синхронизации. Тупики. | Лекции | 4 | 4 | ПК-3 | Л2.1, Л2.2, Л1.2, Л1.1 |
| 1.2. | Консольные приложение в Linux | Лабораторные | 4 | 4 | ПК-3 | Л1.2, Л1.1 |
| 1.3. | Управление памятью. Файловая система. Система ввода-вывода. | Лекции | 4 | 4 | ПК-3 | Л1.2, Л1.1 |
| 1.4. | Введение в операционные системы. Процессы. Алгоритмы и механизмы синхронизации. Тупики. Управления памятью. Файлы. Реализация файловой системы. Система управления вводом-выводом. | Сам. работа | 4 | 8 | ПК-3 | Л2.1, Л2.2, Л1.2, Л1.1 |
| 1.5. | Методы управления процессами | Лабораторные | 4 | 4 | ПК-3 | Л1.2, Л1.1 |
| 1.6. | Управление памятью. Файловая система. Система ввода-вывода. | Сам. работа | 4 | 8 | ПК-3 | Л2.1, Л1.2, Л1.1 |
| 1.7. | Механизмы синхронизации процессов и потоков | Лекции | 4 | 4 | ПК-3 | Л1.2, Л1.1 |
| 1.8. | Методы управления потоками | Лабораторные | 4 | 6 | ПК-3 | Л1.2, Л1.1 |
| 1.9. | Механизмы синхронизации процессов и потоков | Сам. работа | 4 | 8 | ПК-3 | Л1.2, Л1.1 |
| Раздел 2. Защита информации в современных ОС. | ||||||
| 2.1. | Угрозы безопасности ОС. Требования к защите ОС. Разграничение доступа в ОС. | Лекции | 4 | 4 | ПК-3 | Л2.1, Л2.2, Л1.2, Л1.1 |
| 2.2. | Механизмы межпроцессорного взаймодействия(общий сегмент памяти), | Лабораторные | 4 | 4 | ПК-3 | Л1.2, Л1.1 |
| 2.3. | Угрозы безопасности ОС. Требования к защите ОС. Разграничение доступа в ОС. | Сам. работа | 4 | 8 | ПК-3 | Л2.1, Л2.2, Л1.2, Л1.1 |
| 2.4. | Идентификация и аутентификация пользователей ОС. Аудит в ОС. | Лекции | 4 | 4 | ПК-3 | Л1.2, Л1.1 |
| 2.5. | Механизмы межпроцессорного взаймодействия(семафоры) | Лабораторные | 4 | 4 | ПК-3 | Л1.2, Л1.1 |
| 2.6. | Идентификация и аутентификация пользователей ОС. Аудит в ОС. | Сам. работа | 4 | 7 | ПК-3 | Л1.2, Л1.1 |
| Раздел 3. Экзамен | ||||||
| 3.1. | Экзамен | 4 | 27 | ПК-3 | Л1.2, Л1.1 | |
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=1394 ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-3: способностью администрировать подсистемы информационной безопасности объекта защиты ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ Вопрос 1. К основным функциям операционных систем относятся: А. Прием от пользователя (или от оператора системы) заданий, или команд, сформулированных на соответствующем языке, и их обработка. Б. Запуск программ В. Обслуживание всех операций ввода-вывода Г. Перевод естественного языка в машинный код Ответ: А, Б, В Вопрос 2. Современные операционные системы должны отвечать следующим требованиям: А. Расширяемость Б. Переносимость В. Безопасность. Г. Красочность Ответ: А, Б, В Вопрос 3. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся: А. Многозадачные и однозадачные Б. Сложные и простые Ответ: А Вопрос 4. По числу одновременно работающих пользователей ОС можно разделить на: А. Однопользовательские Б. Многопользовательские В. Индивидуальные Г. Коллективные Ответ: А, Б. Вопрос 5. К структурным элементам операционной системы относятся: А. Ядро Б. Модули, выполняющие вспомогательные функции ОС В. Файл Ответ: А, Б. Вопрос 6. Вспомогательные модули ОС обычно подразделяются на следующие группы: А. утилиты Б. библиотеки процедур различного назначения В. системные обрабатывающие программы Г. принтеры Ответ: А, Б, В. Вопрос 7. Для обеспечения безопасности операционной системы, аппаратура компьютера должна поддерживать минимум: А. 2 режима работы Б. 5 режимов работы В. 10 режимов работы Ответ: А. Вопрос 8. Переключение из пользовательского режима в привилегированный осуществляется с помощью: А. Системных вызовов Б. С помощью кнопки power Ответ: А. Вопрос 9: Главным недостатком микроядерной архитектуры является: А. Занимаемое место на диске Б. Низкая производительность Ответ: Б. Вопрос 10: Блокирующие переменные используются для: А. Синхронизации работы процессов и ограничения доступа к критической секции Б. Для блокировки пользователей в сети. Ответ: А. Вопрос 11: Семафоры могут принимать значения: А. 1 Б. 5 В. -100 Ответ: А, Б. Вопрос 12: Безопасность проверки критической секции обеспечивается: А. Неделимостью операций проверки и исполнения Б. Правами root пользователя Ответ: А. Вопрос 13: При распределении памяти фиксированными разделами: А. Вся память разделяется на разделы определённого объёма, которые неизменны в течении всего времени работы ОС. Б. Вся память отводится для выполнения одного процесса. Ответ: А. Вопрос 14: Фрагментация — это: А. процесс разбиения данных на фрагменты Б. наличие большого числа несмежных участков свободной памяти очень маленького размера (фрагментов). Ответ: Б. Вопрос 15: К алгоритмам распределения памяти у которых не возникает фрагментации, относятся: А. Перемещаемые разделы Б. Динамическое разделы В. Фиксированные разделы. Ответ А. КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ: Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание выполненных заданий в целом: • «зачтено» – верно выполнено более 50% заданий; «не зачтено» – верно выполнено 50% и менее 50% заданий; • «отлично» – верно выполнено 85-100% заданий; «хорошо» – верно выполнено 70-84% заданий; «удовлетворительно» – верно выполнено 51-69% заданий; «неудовлетворительно» – верно выполнено 50% или менее 50% заданий. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Не предусмотренно |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Промежуточная аттестация заключается в проведении в конце семестра экзамена (для обучающихся, не получивших экзамен по результатам текущей успеваемости) по всему изученному курсу. Экзамен проводится в устной форме по билетам. В билет входит 3 вопроса: 2 вопроса теоретического характера и 1 вопрос практико-ориентированного характера. ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА 1. Архитектура ОС. Режим ядра. Режим пользователя. 2. Многослойная структура ОС. 3. Микроядерная архитектура. 4. Мультипрограммирование в системах пакетной обработки. Мультипрограммирование в системах разделения времени. Мультипрограммирование в системах реального времени. 5. Понятия «процесс» и «поток». 6. Синхронизация процессов и потоков. Гонки. 7. Блокирующие переменные. 8. Семафоры. 9. Алгоритмы распределения памяти. 10. Распределение памяти фиксированными разделами. 11. Распределение памяти динамическими разделами. 12. Перемещаемые разделы. 13. Виртуальная память. Свопинг. 14. Страничное распределение. 15. Физическая организация файловой системы. 16. Файловые системы. 17. Процедуры идентификации и аутентификации пользователей в ОС. 18. Методы аутентификации. 19. Особенности парольных систем аутентификации. 20. Методы разграничение доступа. 21. Архитектура ОС Linux. 22. Управление физической памятью в ОС Linux. 23. Управление вводом/выводом в ОС Linux. 24. Управление процессами в Linux. 25. Управление паролями в Linux. 26. Разграничение доступа в Linux. 27. Архитектура ОС Windows NT. 28. Управление паролями в WindowsNT. ВОПРОСЫ ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ХАРАКТЕРА 1. Какому трёхзначного числу, заданному в восьмеричной системе исчисления, соответствуют следующие права доступа в ОС Linux владелец файла может читать и исполнять файл, группа только читать, остальные читать и писать в файл? 2. Какому трёхзначного числу, заданному в восьмеричной системе исчисления, соответствуют следующие права доступа в ОС Linux все имеют право только на чтение и запись файла? 3. Какому трёхзначного числу, заданному в восьмеричной системе исчисления, соответствуют следующие права доступа в ОС Linux полный доступ, включая запуск для выполнения, имеющийся у любого пользователя? 4. Какому трёхзначного числу заданному в восьмеричной системе исчисления соответствуют следующие права доступа в ОС Linux rwx r-- r--? 5. Какому трёхзначного числу, заданному в восьмеричной системе исчисления, соответствуют следующие права доступа в ОС Linux rwx rw- r-x? 6. Какому трёхзначного числу, заданному в восьмеричной системе исчисления, соответствуют следующие права доступа в ОС Linux: владелец файла имеет право читать и записывать в файл информацию, у группы есть право читать файл, у остальных есть право читать и выполнять файл? 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 семинарских 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. Решил предложенные практические задания с небольшими неточностями. «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 и решении практических заданий. «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. Решение практических заданий не выполнено. Студент не способен ответить на вопросы даже при дополнительных наводящих вопросах преподавателя. |
| Приложения |
|
Приложение 1.
Б1.Б.06.01-ФОС_Безопасность операционных систем.docx
|
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Гостев И.М. | ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ 2-е изд., испр. и доп. Учебник и практикум для академического бакалавриата: Гриф УМО ВО | М.:Издательство Юрайт ЭБС Юрайт, 2018 | biblio-online.ru |
| Л1.2 | Астапчук В. А., Терещенко П. В. | КОРПОРАТИВНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ: ТРЕБОВАНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для вузов: | М.:Издательство Юрайт ЭБС Юрайт, 2018 | biblio-online.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Гордеев А.В. | Операционные системы: учеб. для вузов | СПб.[и др.]: Питер, 2007 | |
| Л2.2 | Синицын С.В., Батаев А.В., Налютин Н.Ю. | Операционные системы: учебник | М.: Академия, 2010 | |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Государственная публичная научно-техническая библиотека. | www.gpntb.ru/ | ||
| Э2 | Российская национальная библиотека. | www.nlr.ru/ | ||
| Э3 | Национальная электронная библиотека. | www.nns.ru/ | ||
| Э4 | Российская государственная библиотека. | www.rsl.ru/ | ||
| Э5 | Образовательный сайт | www.intuit.ru/ | ||
| Э6 | Библиотека учебной и методической литературы | www.window.edu.ru/ | ||
| Э7 | Журнал «Открытые системы» | www.osp.ru/ | ||
| Э8 | Курс в Modle "Безопасность операционных систем" | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| 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 | ||||
| Профессиональные базы данных: 1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com); 2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); 3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru) | ||||
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| 414К | лаборатория сетей и систем передачи информации, лаборатория программно-аппаратных средств обеспечения информационной безопасности, лаборатория в области технологий обеспечения информационной безопасности и защищенных информационных систем - учебная аудитория для проведения занятий семи-нарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консуль-таций, текущего контроля и промежуточной аттеста-ции | Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; Рабочие места на базе вычислительной техники / средства вычислительной техники: компьютеры: марка КламаС модель Компь-ютер КламаС Офис 3,1 ГГц/DDR3 4Гб/500 ГБ/DVD RW/КМ/Acer 23'' TFT TN - 16 единиц; Стенды сетей передачи информации с коммутацией пакетов и коммутацией каналов, структурирован-ной кабельной системой / сетевое обру-дование: маршрутизатор уровня малого офиса/филиала Cisco 2911R – 2 единицы; управляемый коммутатор Ethernet 2 уровня D-Link DES-3200-28/C1 – 7 единиц; управляемый коммутатор Ethernet 2 уровня Cisco Catalyst 2950; маршрутизатор уровня малого офиса/филиала Cisco 2911/K9 c модулем интерфейсов E1 (VWIC3-2MFT-T1/E1) – 2 единицы; межсетевые экраны D-Link DSA-3110 – 2 единицы; межсетевые экраны D-Link DSR-500 – 2 единицы; абонентские устройства D-Link DIR-300 – 3 единицы; беспроводная IP-камера D-Link DCS-2130 – 3 единицы; IP-телефон D-Link DPH-150S – 2 единицы. Аппаратно-программный комплекс обнаружения компьютерных атак "Аргус"v.1.5; Аппаратно-программный комплекс шифрования АПКШ «Континент» Версия 3.6 криптографический шлюз IPC-100. Стойки с телекоммуникационным обо-рудованием, системой питания и венти-ляции - 3 единицы; беспроводная IP-камера D-Link DCS-2130 – 3 единицы; IP-телефон D-Link DPH-150S – 2 едини-цы; межсетевые экраны D-Link DSA-3110 – 2 единицы; межсетевые экраны D-Link DSR-500 – 2 единицы; абонент-ские устройства D-Link DIR-300 – 3 еди-ницы. Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя. Комплекс проекционного оборудования для преподавателя - презентационная LCD-панель Samsung 50" UE50F5000AK; проектор мультимедиа "BenQ MP626 DLP". |
| 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 |
| 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, мультимедийное оборудование стационарное или переносное) |
| 001вК | склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования | Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032 |
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| Рекомендации по подготовке к лекционным занятиям - перед очередной лекцией необходимо просмотреть по конспекту материал предыдущей лекции. - бегло ознакомиться с содержанием очередной лекции по основным источникам литературы в соответствии с рабочей программой дисциплины; - обратить особое внимание на сущность и графическое сопровождение основных рассматриваемых теоретических положений. Рекомендации по подготовке к лабораторным работам - руководствоваться графиком лабораторных работ РПД; - накануне перед очередной работой необходимо по конспекту или в методических указаниях к работе просмотреть теоретический материал работы; - на лабораторном занятии, выполнив разработку алгоритма и реализовав задание на языке высокого уровня, необходимо проанализировать окончательные результаты и убедится в их достоверности; - обратить внимание на оформление отчета, в котором должны присутствовать: цель работы, описание алгоритма, журнал опытных данных, реализация в опыте, цели работы, необходимые графические зависимости (при их наличии) и их анализ, результаты работы и выводы; - при подготовке к отчету руководствоваться вопросами, приведенными в методических указаниях к данной работе, тренажерами программ на ЭВМ по отчету работ и компьютерным учебником. Рекомендации по подготовке к самостоятельной работе - руководствоваться графиком самостоятельной работы; - выполнять все плановые задания, выдаваемые преподавателем для самостоятельного выполнения, и разбирать на семинарах и консультациях неясные вопросы; - подготовку к экзамену необходимо проводить по экзаменационным теоретическим вопросам - при подготовке к экзамену параллельно прорабатываете соответствующие теоретические и практические разделы курса, все неясные моменты фиксируйте и выносите на плановую консультацию. |