Рабочая программа по дисциплине операционные системы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО» АРЗАМАССКИЙ ФИЛИАЛ отделение среднего профессионального образования (Арзамасский политехнический колледж им. В.А. Новикова) РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебной дисциплины ОП. 02 Операционные системы специальности 09.02.04 Информационные системы Арзамас, 2014 2 Рабочая программа профессионального модуля разработана на основе Федерального государственного   образовательного   стандарта   по   специальности   среднего профессионального   образования   09.02.04   Информационные   системы   (базовой   и углубленной подготовки). Рассмотрен и одобрен на заседании методической  «Утверждаю» комиссии________________________ Директор  ________________________________ Арзамасского филиала ННГУ ________________________________ ________________________________. «___» _________________ 20____г. Председатель методической   «___» _________________ 20____г. комиссии__________/____________/ _________________/А.И. Малышев /                                           (ф.и.о.) Разработал: Пентегов Д.Ю. СОДЕРЖАНИЕ 1. Паспорт примерной программы учебной дисциплины 2. Структура   и   примерное   содержание   учебной дисциплины 3. Условия реализации  учебной дисциплины 4. Контроль   и   оценка   результатов   освоения   учебной 4 5 12 14 дисциплины 1. ПАСПОРТ ПРИМЕРНОЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Операционные системы и среды. 1.1. Область применения рабочей программы Рабочая программа учебной дисциплины ОП. 02 Операционные системы является частью примерной основной профессиональной образовательной программы в  соответствии с ФГОС по специальности 09.02.04 Информационные системы 1.2.   Место   учебной   дисциплины   в   структуре   основной   профессиональной образовательной программы:  дисциплина  входит  в профессиональный  цикл  и является общепрофессиональной дисциплиной (ОП. 02 Операционные системы). 1.3.   Цели   и   задачи   учебной   дисциплины   –   требования   к   результатам   освоения дисциплины: В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:  использовать средства операционных систем и сред для решения практических  задач;  использовать сервисные средства, поставляемые с операционными системами;  устанавливать различные операционные системы;  подключать к операционной системе новые сервисные средства;  решать задачи обеспечения защиты операционных систем. В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:  основные функции операционных систем ;  машинно­независимые свойства операционных систем;  принципы построения операционных систем;  сопровождение операционных систем; 1.4.   Рекомендуемое   количество   часов   на   освоение   примерной   программы   учебной дисциплины: максимальной учебной нагрузки обучающегося 105  обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 70 часов; самостоятельной работы обучающегося 24 часа.   часов, в том числе: 5 2. СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы Вид учебной работы Максимальная учебная нагрузка (всего) Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)  в том числе: Занятия на уроках Практические работы Лабораторные работы  Самостоятельная работа обучающегося (всего) Объем часов 105 70 30 20 20 24 Итоговая аттестация                                                        в форме   экзамена 6 2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины «Операционные системы и среды» Наименование разделов и тем Содержание учебного материала, лабораторные работы и Лабораторно­ практические занятия, самостоятельная работа обучающихся Объем часов Уровень освоения 1 Раздел 1. Основные функции  операционных систем.  Тема 1.1. Общие сведения об  операционных системах 4 1 2 3 2 Понятие операционной системы. Цели и задачи операционной системы. Основная классификация операционных систем. Общие сведения об операционных  системах. История развития операционных систем. Отличительные особенности  современных операционных систем (на примере DOS, Windows, Mac OS, Linux,  QNX OS/2.) Понятие интерфейсов пользователя. Виды интерфейсов. Архитектура операционных систем. Основные принципы построения  операционных систем. (принципы модульности, особого режима работы,  виртуализации, мобильности, совместимости, генерируемости, открытости,  обеспечение безопасности вычислений). Требования к современным  операционным системам реального времени (Real Time OS, RTOS) Общие сведения об операционных системемахWindows XP, Linux. Задачи в  операционной системы. Интерфейсы операционной системы. Оболочка. Утилиты  операционных систем. Структура ядра.  Структура каталогов операционной  системы. Лабораторно­практические занятия 1.Исследование порядка запуска компьютера. 2.Программный интерфейс и файловая система ОС Windows 3.Процесс загрузки операционной системы 4.Настройка компьютерной системы средствами программы SETUP. Самостоятельная работа обучающихся Выполнение творческих заданий(Составление схемы ПО с примерами ПО). Выполнение тестовых заданий по теме «Интерфейс прикладного  программирования», «Основные понятия ОС». Создание глоссария. Подготовка к выполнению и защите лабораторных работ. 7 3 2 2 8 2 2 2 2 4 2 2 Тема 1.2. Файлы и каталоги.  Управление правами доступа Файловые системы. Цели и задачи файловой системы. Структура файловой  системы. Иерархическая структура файловой системы. Типы файлов. Имена  файлов. Атрибуты файлов.  Работа с файлами и каталогами. Основные операции  при работе с каталогами (создание, удаление, рекурсивное удаление,  переименование, копирование).  Основные операции при работе с файлами (создание, удаление, переименование,  копирование, создание жесткой ссылки, вывод содержимого файла, вывод  содержимого файла в соответствии с заданными условиями).  Реализация поиска в операционных системах. Команда поиска файлов в системе  каталогов. Задание логических условий поиска. Логические операторы задания  условий.  Управление правами доступа. Категории пользователей в операционных  системах. Атрибуты защиты файла/каталога. Изменение кодов защиты для  файлов/каталогов. Основные операторы задания прав доступа.  Лабораторно­практические занятия 5. Графический интерфейс Windows. 6. Файловые системы. 7. Исследование файловых систем и управления файлами в ОС Windows. 8. Файловый менеджер Far Manager. 9. Управление доступом к файловым ресурсам. Самостоятельная работа обучающихся Файловая система FAT 16/32 Файловая система NTFS Файловая система UNIX. Традиционная файловая система Ext2, Ext3 Физическая организация файловой системы Логическая организация файловой системы Раздел 2. Принципы построения  операционных систем Тема 2.1. Процессы и потоки.  Управление процессами Процессы. Создание процесса. Завершение процесса. Иерархии процессов.  Состояния процессов. Контекст и дескриптор процесса. 8 2 2 3 2 2 2 10 2 2 2 2 2 4 2 2 2 Тема 2.2. Управление в  операционных системах Потоки. Определение. Классическая модель потоков. Реализация потоков в  пользовательском пространстве. Реализация потоков в ядре. Гибридная  реализация. Всплывающие потоки. Планирование. Введение в планирование. Категории алгоритмов  планирования.  Планирование в пакетных системах. Планирование в  интерактивных системах. Планирование в системах реального времени. Политика и механизмы. Алгоритмы планирования процессов. Алгоритмы основанные на  квантовании. Алгоритмы, основанные на приоритетах. Смешанные алгоритмы  планирования. Вытесняющие и не вытесняющие алгоритмы планирования. Лабораторно­практические занятия 10.Процессы. 11.Потоки. 12. Управление процессами. Самостоятельная работа обучающихся Типы процессов в операционных системах Взаимодействие между процессами Тупики  Управление памятью в операционных системах. Системные вызовы управления  памятью. Реализация управления памятью.    Ввод – вывод информации в операционных системах. Фундаментальные  концепции. Конвейеры и фильтры. Работа с сетью. Системные вызовы ввода­  вывода в операционных системах. Реализация ввода­вывода в операционных  системах. Взаимоблокировка (deadlock). Ресурсы. Выгружаемы  и невыгружаемые ресурсы.  Условия возникновения ресурсных взаимоблокировок.  Моделирование взаимоблокировок при помощи графов. Предотвращение  взаимоблокировок. Атака условия взаимного исключения, атака условия  удержания и ожидания, атака условия невыгружаемости, атака условия  циклического ожидания. Лабораторно­практические занятия 13. Структура операционной системы Windows XP. 14. Изучение средств управления Windows. 9 2 2 6 2 2 2 4 2 2 2 2 2 6 2 2 2 2 3 2 2 2 3 15. Управление памятью и вводом/выводом в ОС. Самостоятельная работа обучающихся Подготовка реферата по теме «Машинно­зависимые свойства операционных  систем». Подготовка к выполнению и защите лабораторных работ. Подготовка к текущему контролю.  Повторение материала. Подготовка к контрольной работе. Работа по составлению глоссария. 2 4         2      2 Сетевые и распределенные операционные системы. Классические и современные сетевые коммуникационные протоколы. Лабораторно­практические занятия 16. Установка виртуальной компьютерной сети на основе  операционных систем  Windows. Ознакомление с сетевыми функциями операционной системы.  Установка и настройка протокола TCP/IP. Самостоятельная работа обучающихся Подготовка презентаций «Сетевые функции ОС» Поиск информации в справочной системе Windows, Linux. Составление презентации по системному программному обеспечению «Утилиты  ОС». Создание и редактирование текстовых файлов. Команды режима ввода текста.  Команды удаления текста. Команды отмены произведенных изменений. Команды копирования. Команды вставки. Команды изменения. Команды поиска. 10 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 Раздел 3.  Сети и сетевые структуры Тема 3.1. Сетевые структуры Раздел 4. Сопровождение  операционных систем.  Сервисные средства операционных систем. Тема 4.1. Сервисные средства  операционных систем Тема 4.2. Установка и настройка  операционных систем Архиваторы. Общие сведения. Несжатый архив. Основные опции. Создание  нового архива. Добавление файлов в существующий архив. Модификация архива. Удаление членов архива. Вывод списка членов архива.      Сжатый архив. Команда создание сжатого архива. Команда извлечения  файлов сжатого архива. Лабораторно­практические занятия 17. Практическая работа «Архивирование файлов». «Разархивирование файлов.  «Дефрагментация, архивирование и форматирование дисков». Самостоятельная работа обучающихся Изучение служебного программного обеспечения. Исследовательская работа: Локальные и глобальные компьютерные сети, сетевые те6хнологии обработки информации; Подготовка сообщения по теме «Эволюция  ОС Windows» Безопасность в операционных системах. Основные типы угроз. Основные типы  вредоносных программ. Основные средства защиты: брандмауэры, антивирусные технологии,  электронная подпись программ. Установка и настройка антивирусных программ. Лабораторно­практические занятия 19. Система безопасности Windows XP. Распределение прав пользователя.  Внутренняя политика безопасности Windows XP 20. Основные признаки присутствия на компьютере вредоносных программ. .  Работа с реестром. Самостоятельная работа обучающихся Составление схемы «Классификация угроз безопасности информации»; Подготовка реферата по теме «Базовые технологии безопасности»; Подготовка к выполнению и защите лабораторных работ. 2 2 2 4 2 2 2 4 2           2 2 2 2 3 2 3                             Экзмен                                                                                                                  Всего: 11 Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения: 1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);  2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством) 3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач) 12 3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ. 3.1.   Требования   к   минимальному   материально­техническому обеспечению   Реализация   программы   дисциплины   требует   наличия   лаборатории «Информационных технологий». Оборудование лаборатории и рабочих мест лаборатории: – посадочные места с компьютерами по количеству обучающихся; – рабочее место преподавателя с компьютером; – комплект учебно­наглядных пособий «Операционные системы». Оборудование учебного кабинета: ­посадочные места по количеству обучающихся; ­рабочее место преподавателя, компьютер с мультимедиапроектором; Технические средства обучения: – компьютер с мультимедиапроектором; – лицензионное программное обеспечение (Linux  Ubuntu,  Microsoft  Virtual PC, VMware Workstation). Программное обеспечение: –  1.Программа эмуляции Microsoft Virtual PC 2007.  – 2. Файл­образ загрузочной дискеты Windows 98. – 3.  Файл­образ  загрузочного  диска  Windows XP (Microsoft Windows XP Professional Edition Service  Pack 2  Russian      Corporate). – 4. Файл­образ загрузочного диска Linux. 3.2. Информационное обеспечение обучения Литература Основная: 1. Партыка, Т.Л., Попов И.И.   Операционные системы, среды и  оболочки: учебное пособие  Т.Л. Партыка, ­ 2­е изд., испр. и доп.. ­ М.:  Форум, 2011.­ 528 с. 2. Гордеев, А.В. Операционные системы: Учебник для вузов. ­ 2­е  издание. ­ СПб.: Питер, 2010.­ 416 с.: ил. 3. Олифер, В.Г. , Н.А. Олифер.  Сетевые операционные системы:  Учебник для вузов, ­ 2­е издание. ­ СПб.: Питер, 2010.­ 669 с.: ил. 4. Э.С.Спиридонов, М.С.Клыков и др. Практикум по операционным  системам, Книжный дом «ЛИБРОКОМ», Москва, 2010 Дополнительная: 1.Руссинович   М.,   Соломон   Д   Внутреннее   устройство   Microsoft Windows:   Windows   Server   2003,   Windows   XP   и   Windows   2000   , Издательско­торговый дом "Русская редакция"; СПб.: Питер, 2010 2.Карпов   В.Е.,   Коньков   К.А   Основы   операционных   систем Издательство "Интуит.ру". 2011 г.– 2­е издание 3.Таненбаум   Э.   Современные   операционные   системы.   СПб.:   Питер, 2010. 1116 с. 4.Столлингс В. Операционные системы. М.: Вильямс, 2010. 848 с 13 5.Назаров С.В., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Операционные системы. Практикум 2010. 464 с. Интернет ресурсы и источники: http://www.ict.edu.ru/catalog/index.php  http://artishev.com/texnologii/setevaya­os.html http://inoblogger.ru/2010/03/31/operacionnaya­sistema­interneta/ http://www.tver.mesi.ru/e­lib/res/648/14/1.html  1. 2. 3. 4.   5.   http://www.dnf.su/college/index.php/labrabos 14 4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований. Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные  знания) 1 Умения:  управлять параметрами загрузки  операционной системы;  Коды формируемых профессиональных и общих  компетенций 2 ОК 1.   Понимать   сущность   и   социальную значимость   своей   будущей   профессии,   проявлять   к ней устойчивый интерес. выполнять конфигурирование  аппаратных устройств; управлять учетными записями,  настраивать параметры рабочей  среды пользователя;  управлять дисками и файловыми  системами, настраивать сетевые  параметры, управлять разделением  ресурсов в локальной сети; ОК 2.   Организовывать собственную деятельность,   выбирать   типовые   методы   и   способы выполнения   профессиональных   задач,   оценивать   их эффективность и качество.   ОК 3. Принимать   решения   в   стандартных   и нестандартных   ситуациях   и   нести   за   них ответственность. ОК 4. Осуществлять   поиск   и   использование   необходимой   для   эффективного задач, информации, выполнения   профессионального и личностного развития. профессиональных   ОК 5. Использовать информационно­ коммуникационные   технологии   в   профессиональной деятельности.   Знания: ОК 6. Работать   в   коллективе   и   в   команде, эффективно   общаться   с коллегами,   руководством, 15 Формы и методы контроля  и оценки результатов  обучения  3 Текущий контроль: ­индивидуальный и  фронтальный опрос в ходе  аудиторных занятий; ­тестирование по каждой  теме; ­контрольная работа в конце  3 семестра; Экспертная оценка защиты  лабораторных работ Экспертная оценка  выполнения индивидуальных  заданий. ­индивидуальный и  фронтальный опрос в ходе  аудиторных занятий; ­тестирование по каждой  теме; ­контрольная  работа в конце  3 семестра; Экспертная оценка защиты  лабораторных работ Экспертная оценка  выполнения индивидуальных  заданий. основных понятий, функций,  состава и принципов работы  операционных систем;  архитектуры современных  операционных систем; особенностей построения и  функционирования семейств  операционных систем Unix и  Windows;  принципов управления ресурсами в операционной системе;    потребителями. ОК 7. Брать на себя ответственность за работу   за   результат членов   команды   (подчиненных), выполнения заданий. ОК 8. Самостоятельно   определять   задачи профессионального   и   личностного   развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации. ОК 9. Ориентироваться   в   условиях   частой смены технологий в профессиональной деятельности. ОК 10. Исполнять   воинскую   обязанность,   в   с   применением   полученных том   числе Итоговый контроль:      экзамен 16