Тема 1. Назначение, функции и архитектура операционных систем. Основные определения и понятия
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К выполнению контрольной работы по дисциплине
«Операционные системы, среды и оболочки»
Для студентов специальности
080801 «Прикладная информатика в экономике»
Новочеркасск 2010
УДК 681.3 (076.5)
Рецензент – к.т.н. А.И. Бондаренко
Составитель Беликова Н.В.
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Операционные системы, среды и оболочки» для студентов специальности 080801 «Прикладная информатика в экономике» »/Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2010. - 27 с.
Методические указания к выполнению контрольной работы содержат серию контрольных вопросов и практические задания, необходимые для усвоения материала по дисциплине «Операционные системы, среды и оболочки», а также информацию, необходимую для оформления контрольной работы, рекомендации по работе с литературой.
Указания подготовлены в соответствии с Государственным образовательным стандартом специальности 080801 «Прикладная информатика в экономике»
Предназначены для студентов всех форм обучения.
УДК 681.3(076.5)
© Беликова Н.В., 2010
© Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ), 2010
Предисловие
Развитие экономики и других сфер человеческой деятельности в наше время связано с применением вычислительной техники, созданием и использованием информационных систем различного назначения.
В дисциплине «Операционные системы, среды и оболочки» (ОССО) основное внимание уделяется изучению студентами основ построения и эксплуатации современных операционных систем, ознакомлению с основными принципами организации работы операционных сред и оболочек, тенденциями и перспективами развития операционных систем, сред и оболочек.
Дисциплина «Операционные системы, среды и оболочки» является для студентов направления «Прикладная информатика (в экономике)» важной составной частью теоретической подготовки специалиста и занимает существенное место в его будущей практической деятельности. Она обеспечивает возможность эффективной работы специалиста с любыми средствами вычислительной техники, начиная от персонального компьютера и локальных вычислительных сетей до больших корпоративных информационных систем и сетей.
Для успешного усвоения материала по дисциплине «Операционные системы, среды и оболочки» студентами должны быть прослушаны такие общеобразовательные и специальные дисциплины как: «Информатика и программирование», «Теория вероятностей, математическая статистика и случайные процессы», «Вычислительная математика», «Вычислительные сети, системы и телекоммуникации», «Информационные технологии», «Высокоуровневые методы программирования».
Изучение дисциплины предполагает знание студентами основ информатики и программирования, вычислительных систем и сетей телекоммуникаций и практическое умение работы на персональном компьютере (ПК). Необходимо знание структуры ПК и его составляющих, практическая работа в операционных системах MS DOS, Windows 95/98/Me/2000/ XP/ Vista/ 2007/ 2008 офисных пакетах MS Office (в том числе достаточно глубокое знание Excel), а также умение разрабатывать Windows-приложения на одном из следующих алгоритмических языков (Visual Basic, Pascal (Delphi), С, С++, С#).
Знания и навыки, получаемые студентами в результате изучения дисциплины, необходимы для подготовки к изучению следующих дисциплин: «Теория экономических информационных систем», «Информационные системы», «Проектирование баз данных», «Проектирование информационных систем», «Интеллектуальные информационные системы», «Информационная безопасность и защита информации», «Разработка и стандартизация программных средств и информационных технологий», «Технология работы с приложениями в архитектуре клиент-сервер», «Исследование операций в экономике», «Предметно-ориентированные экономические информационные системы», «Информационные технологии в банковском деле», «Информационные системы в рекламе и маркетинге».
Программой дисциплины «Операционные системы, среды и оболочки» предусмотрено чтение лекций и проведение лабораторных занятий в компьютерном классе, а также выполнение студентами заданий по самоподготовке в рамках подготовки к лекционным и лабораторным занятиям.
Целью курса является формирование у студентов целостного представления о современных операционных системах, средах и оболочках, получение теоретических знаний о принципах построения и архитектуре современных операционных систем и сред (в том числе распределенных), обеспечивающих организацию вычислительных процессов в корпоративных информационных системах экономического, управленческого, производственного, научного и др. назначения, а также практических навыков по созданию (настройке) вычислительной среды для реализации бизнес процессов в корпоративных сетях (интрасетях) предприятий.
В ходе достижения цели решаются следующие задачи:
– рассмотрение теоретических принципов построения, назначения, структуры, функций и эволюционного развития операционных систем;
– ознакомление с основами классификации операционных систем;
– изучение основополагающих принципов построения операционных систем;
– получение общей информации о концепции мультипрограммирования, процессах и потоках;
– ознакомление с концепцией, моделями, стандартами и системами протоколов локальных и глобальных вычислительных сетей;
– получение сведений теоретического и практического плана о файловых системах, управлении памятью, вводом-выводом и устройствами;
– рассмотрение вопросов эффективности, безопасности, диагностики, восстановления, мониторинга и оптимизации операционных систем и сред;
– рассмотрение общих вопросов, связанных с защитой данных в операционных системах и средах;
– получение навыков настройки операционных систем и сред;
– освоение работы с современными операционными системами и средами;
– наработка навыков инсталляции и сопровождения операционных систем и сред;
– рассмотрение разработки программных моделей вычислительного процесса многопрограммных операционных систем с детализацией уровней задач, процессов, потоков и взаимоблокировок;
– выработка умения самостоятельного решения задач по выбору, установке и настройке операционных систем и сред, в зависимости от требований пользователя;
– изучение различных областей применения операционных систем и сред в современном обществе.
В результате изучения курса студент должен:
– знать принципы построения, назначение, структуру, функции и эволюцию операционных систем (в том числе сетевых), распределенных операционных сред и оболочек; концепцию мультипрограммирования, процессов и потоков; файловые системы, управление памятью, вводом-выводом и устройствами; вопросы эффективности, безопасности, диагностики, восстановления, мониторинга и оптимизации операционных систем и сред; концепции, модели, стандарты и системы протоколов локальных и глобальных вычислительных сетей;
– уметь проводить инсталляцию, конфигурирование и загрузку операционных систем, в том числе сетевых; диагностировать и восстанавливать операционные системы при сбоях и отказах; использовать программные средства мониторинга операционных средств и утилиты сетевых протоколов в интересах эффективности и оптимизации операционных систем и сред; использовать сетевые технологии для решения экономических задач; разрабатывать программные модели;
– иметь представление о мультимедийных операционных системах, тенденциях и перспективах развития распределенных операционных сред и новых направлениях сетевых технологий;
– обладать навыками инсталляции и сопровождения операционных систем и сред, разработки программных моделей вычислительного процесса многопрограммных операционных систем с детализацией уровней задач, процессов, потоков и взаимоблокировок.
Самостоятельная работа с учебной, научной информацией, периодическими изданиями, являясь дополнением к лекционному курсу и практическим работам, позволит расширить и углубить профессиональные знания по современному состоянию и перспективам развития операционных систем, сред и оболочек, а также выработать систему представлений об оптимальности их использования при разработке и использовании различных информационных систем и технологий в экономике. Использование поисковых систем и ресурсов Интернет формирует информационную культуру специалиста, развивает навыки самообразования.
Обучение студентов на таких формах как дистанционная и заочная в первую очередь связано с самообразованием. При аттестации по дисциплине «Операционные системы, среды и оболочки» для студентов данных форм обучения необходимо выполнение комплексного контрольного задания в соответствии с индивидуальным заданием студента.
Текущий контроль осуществляется на каждом лабораторном занятии преподавателем, проводящим эти занятия.
Изучение курса завершается экзаменом, который включает проверку теоретических знаний студента и приобретенных практических навыков работы.
Студент заочной, дистанционной форм обучения получает экзамен по дисциплине «Операционные системы, среды и оболочки» при условии зачтенных (с оценкой или без) реферата и эссе по темам, выбранным согласно индивидуального варианта, выполненных и защищенных лабораторных заданий, выполненного и защищенного комплексного контрольного задания, а также полученной положительной оценки по итоговому тесту.
Изучение дисциплины «Операционные системы, среды и оболочки» предполагает освоение предусмотренного программой теоретического материала и приобретение практических навыков в использовании современных операционных систем, сред и оболочек. В качестве основных выбраны операционные системы DOS, Windows и Linux.
Учебным планом дисциплины предусмотрено выполнение контрольной работы. Вариант выбирается по последней цифре шифра зачётной книжки. В контрольной работе должны быть НАПИСАНЫ ответы на вопросы и Раздела 1 в соответствии со своим вариантом. Например, шифр студента 09-5671, вариант №1. Необходимо дать ответы на вопросы девяти тем, номера которых оканчиваются цифрой 1, так в теме 1 это вопросы 1,11,21,31, в теме 2 соответственно 1,11,21,31 и т.д. Если контрольная работа выполнена верно, студент допускается к защите (собеседованию) в период экзаменационной сессии. Защищённые контрольные работы являются допуском к сдаче экзамена.
Контрольная работа №1
Раздел 1
Вопросы к контрольной работе
Тема 1. Назначение, функции и архитектура операционных систем. Основные определения и понятия
1. Охарактеризуйте место операционной системы в программном обеспечении компьютеров, компьютерных систем и сетей.
2. В чем заключается основное назначение операционной системы?
3. Перечислите основные функции операционной системы.
4. Дайте понятие компьютерных ресурсов.
5. Дайте определение архитектуры операционных систем.
6. Перечислите поколения операционных систем.
7. Перечислите классификационные признаки операционной системы.
8. Охарактеризуйте виды интерфейсов операционных систем.
9. Опишите особенности эволюционных этапов операционных систем.
10. В чем заключается эффективность операционной системы?
11. Опишите особенности ОС MS DOS.
12. Опишите особенности ОС Windows 3.x.
13. Опишите особенности ОС Windows 9.x/Me/2000.
14. Опишите особенности ОС UNIX.
15. Опишите особенности ОС Linux.
16. Опишите особенности ОС OS/2.
17. Опишите особенности ОС Macintosh.
18. Опишите особенности MVS, MV.
19. Дайте определение операционной системы (ОС).
20. В чем заключается концепция многоуровневого виртуального компьютера?
21. Дайте определение операционной оболочки.
22. Дайте определение операционной среды.
23. Охарактеризуйте однопрограммные операционные системы.
24. Охарактеризуйте многопрограммные операционные системы.
25. Охарактеризуйте многопользовательские операционные системы.
26. Охарактеризуйте многопроцессорные операционные системы.
27. Опишите этапы процесса загрузки ОС.
28. В чем заключается работа загрузчика при установке ОС?
29. Охарактеризуйте опции загрузочного меню на примере Windows 9.x/Me/NT/2000.
30. Опишите процесс выбор аппаратного профиля на примере Windows 9.x/Me/NT/2000.
31. Опишите процесс загрузки драйверов и сервисов на примере Windows 9.x/Me/NT/2000.
32. Опишите процесс регистрации пользователя в ОС на примере Windows 9.x/Me/NT/2000.
33. Опишите процесс подготовки файлов config.sys в MS DOS.
34. Опишите процесс подготовки файлов autoexec.bat в MS DOS.
35. Опишите работу алгоритма загрузки ОС MS DOS.
Тема 2. Процессы и потоки. Планирование и синхронизация
1. В чем заключается суть концепции процессов и потоков?
2. Дайте определение модели.
3. Дайте определение процесса.
4. Что понимается под созданием и завершением процессов?
5. Опишите работу блока управления процессами.
6. Опишите процесс обработки прерываний.
7. Дайте определение ядра операционной системы.
8. Что понимается под всплывающим потоком (нитью).
9. Опишите возможности создания многопоточных программ.
10. В чем заключается суть концепции волокон.
11. Охарактеризуйте особенности параллельных асинхронных процессов.
12. Охарактеризуйте особенности межпроцессного взаимодействия.
13. Охарактеризуйте уровни параллелизма: задания, задачи, процессы, потоки.
14. Дайте определение тупика.
15. Дайте определение ресурса.
16. Опишите работу алгоритма разрешения тупиков.
17. Опишите работу по восстановлению после тупиков.
18. В чем заключается иерархия процессов?
19. Дайте определение модели потока.
20. Опишите процесс реализации потоков в пространстве пользователя.
21. Опишите процесс реализации потоков в ядре.
22. Опишите процесс реализации активации планировщика.
23. В чем заключается состояние состязания?
24. Дайте определение примитива.
25. Охарактеризуйте работу алгоритмов взаимоисключения.
26. Дайте определение семафора.
27. Дайте определение монитора.
28. Опишите процесс передачи сообщений.
29. В чем заключаются проблемы межпроцессного взаимодействия?
30. Выгружаемые и невыгружаемые ресурсы.
31. Приведите примеры тупиков при распределении ресурсов.
32. Опишите процесс обнаружения тупиков.
33. Опишите процесс предотвращение тупиков.
34. Поясните термины «задание», «задача», «процесс», «поток», «нить».
35. Может ли процесс в мультипрограммном режиме быть выполнен быстрее, чем в монопольном?
36. Какая многозадачность реализована в Windows 3.1?
37. Какая многозадачность реализована в Windows 98?
38. Зачем используются различные алгоритмы планирования процессов?