Операційні системи

Анотація навчальної дисципліни

Мета дисципліни:
формування комплексу знань основ операційних систем — багатозадачність, віртуальна пам'ять, управління пристроями і набуття практичних навичок використання можливостей операційних систем.

Завдання дисципліни:
вивчити загальні положення щодо принципів побудови та функціонування сучасних операційних систем;
отримати навички встановлення, настроювання та адміністрування операційних систем;
отримати навички створення системних утиліт.

Основні результати навчання

Аналізувати, цілеспрямовано шукати і вибирати необхідні для вирішення професійних завдань інформаційно-довідникові ресурси і знання з урахуванням сучасних досягнень науки і техніки.

Знати і застосовувати відповідні математичні поняття, методи доменного, системного і об’єктно-орієнтованого аналізу та математичного моделювання для розробки програмного забезпечення.

Знати і застосовувати на практиці фундаментальні концепції, парадигми і основні принципи функціонування мовних, інструментальних і обчислювальних засобів інженерії програмного забезпечення.

Знати, аналізувати, вибирати, кваліфіковано застосовувати засоби забезпечення інформаційної безпеки (в тому числі кібербезпеки) і цілісності даних відповідно до розв'язуваних прикладних завдань та створюваних програмних систем.

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять

Л – лекційні заняття; ЛЗ – лабораторні заняття; ПР – практичне заняття; СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.

Тематика та види навчальних занять

1    тиждень

Л1. Історія операційних систем. Функції операційної системи. Архітектура операційних систем.
ПР1. Програмування мовою SHELL.
СРС. К.

2    тиждень

Л2. 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.
ЛЗ1. Робота в CLI операційної системи Linux.
СРС. К.

3    тиждень

Л3. Поняття дії. Достатні умови Бернстайна визначення детермінованості набору дій. Поняття критичної секції.
ПР2. Програмування процесів.
СРС. К.

4    тиждень

Л4. Програмні алгоритми організації взаємодії процесів.
ЛЗ2. Обробка помилок у програмі. Аргументи командного рядка й ключі
СРС. К.

5    тиждень

Л5. Задача виробника і споживача. Семафори. М’ютекси. Монітори. Повідомлення.
ПР3. Програмування каналів.
СРС. К.

6    тиждень

Л6. Задачі алгоритму планування. Параметри планування.
ЛЗ3. Робота c файлами.
СРС. К.

7    тиждень

Л7. Планування в пакетних системах. Планування в інтерактивних системах. Планування в системах реального часу.
ПР4. Програмування обробників сигналів.
СРС. К.

8    тиждень

Л8. Ієрархія пам’яті комп’ютера. Функції системи управління пам'яттю..
ЛЗ4. Взаємодія процесів. Потік вводу-виводу. Частина 1.
МКР1. СРС. К.

9    тиждень

Л9. Схема з фіксованими розділами. Оверлейна структура. Способи відстеження використання пам'яті. Віртуальна пам'ять. Стратегії управління сторінковою пам'яттю.
ПР5. Програмування черги повідомлень.
СРС. К.

10    тиждень

Л10. Способи обслуговування дуже великих віртуальних адресних просторів. Розмір сторінки. Стратегії управління сторінковою пам'яттю. 
ЛЗ5. Взаємодія процесів. Потік вводу-виводу. Частина 2.
СРС. К.

11    тиждень

Л6. Основні вимоги до довготривалого сховища інформації. Структура файлу. Каталоги. Загальна структура файлової системи.
ПР6. Програмування файлового введення-виводу.

СРС. К.

12    тиждень

Л12. Методи виділення дискового простору. Розміщення з використанням зв'язаного списку. Таблиця відображення файлів. Індексні вузли.
ЛЗ6. Сигнали в UNIX.
СРС. К.

13    тиждень

Л13. Структура контролеру пристрою. Логічні принципи організації введення-виведення. Функції базової підсистеми введення-виведення.
ПР7. Програмування складного файлового введення-виводу
СРС. К.

14    тиждень

Л14. Буферізація та кешування. Spooling та захват пристроїв.  Виняткові ситуації та системні виклики. Обробка переривань та помилок.
ЛЗ7. Взаємодія процесів за допомогою черг повідомлень. 
МКР2.СРС. К.

15    тиждень

Л15. Побудова жорсткого диску. обробка помилок. Алгоритми планування запитів до жорсткого диска.  RAID-системи.
ПР7. Програмування складного файлового введення-виводу
СРС. К.

Процедура оцінювання

Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних, практичних та лабораторних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи, КР.
Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі

Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів:
Модульна робота складається з теоретичної частини  та практичної частини - задач. 

Кількість тестових запитань теоретичної частини модульної роботи  – 5 питань. Кожна правильна відповідь оцінюється 2 бали. Кількість запитань теоретичної частини с відкритою відповіддю модульної роботи  – 1 питання. Правильна відповідь оцінюється в 5 балів.
Кількість задач модульної роботи  – 3. Правильне розв’язання першої задачі оцінюється в 5 балів.. Правильне розв’язання другої задачі оцінюється в 15 балів.
Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач за всі виконані види робіт – 100 балів. 

Підсумковим контролем з дисципліни є письмовий екзамен, білет до якого складається з теоретичної частини (2 запитання) та практичної частини (3 задач). За бездоганну відповідь на кожне теоретичне питання студент отримує – 20 балів. За бездоганне виконання кожного завдання практичної частини студент отримує – 20 балів. 
Максимальна оцінка за правильні відповіді на всі питання екзаменаційного білету становить 100 балів.

Семестровий модуль № 1

ЛЗ1- ЛЗ4. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін виконання – 1-8 тиждень. 
ПР1- ПР3. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін виконання – 1-8 тиждень. 
МК1. Модульна контрольна робота – 30 балів (8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.

Семестровий модуль № 2

ЛЗ5- ЛЗ7. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін виконання – 9-15 тиждень. 
ПР4- ПР7. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін виконання – 9-15 тиждень. 
МК2. Модульна контрольна робота – 30 балів (14 тиждень).

Умови допуску до підсумкового контролю

До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж на 60 %.

Екзамен відбувається за всіма тематичними (змістовними) модулями дисципліни.

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності.

Виконаний не свій варіант завдання здобувачем не оцінюється.

Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.

Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0». 
Складання/перескладання екзаменів – за встановленим деканатом розкладом.

Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.

Заборонено використання будь-яких підручників, посібників, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних контролів та екзамену з дисципліни.

Документи (файли), що додаються: Робоча програма навчальної дисципліни.

Література
1.    Зайцев В. Г., Дробязко І. П. Операційні системи: навч. посіб.  – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. – 240 с.
2.    Авраменко В. С., Авраменко А. С. Основи операційних систем. Навчальний посібник. – Черкаси: ЧНУ імені Богдана Хмельницького, 2018. – 524 с.

Методична література
1.    Зіноватна С.Л. Конспект лекцій з дисципліни «Операційні системи» для студентів спеціальності 121 - «Інженерія програмного забезпечення», - Одеса: ОНПУ, 2019. -106 с. (КЛ11082)
2.    Зіноватна, С.Л. Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни «Операційні системи» для студентів напрямку підготовки 121 - Інженерія програмного забезпечення. – Одеса: ОНПУ, 2021. - 54 с. (МВ10120)
3.    Зіноватна, С.Л. Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни «Операційні системи» для студентів напрямку підготовки 121 - Інженерія програмного забезпечення. – Одеса: ОНПУ, 2021. - 45 с. (МВ10120)

Додаткова література
1.    Tanenbaum A. S., Bos H. Modern Operating Systems (4th Edition). – 2014. – 1136 p. 
2.    Бондаренко, М. Ф. , Качко, О.Г. Операційні системи : навч. посібник. - Х. : Компания СМІТ, 2008. - 432 с. 
3.    Шеховцов, В. А. Операційні системи : Підручник для ВНЗ. - К. : Вид. група ВНV, 2005. - 576 с. 
4.    Карпов В.Е., Коньков К.А. Операционные системы М.: Интернет-университет информационных технологий, 2005. — 536 с.