ОПЕРАЦІЙНІ СИСТЕМИ - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)
Реквізити навчальної дисципліни
| Рівень вищої освіти | Перший (бакалаврський) |
|---|---|
| Галузь знань | 12 Інформаційні технології |
| Спеціальність | 126 Інформаційні системи та технології |
| Освітня програма | Інформаційні управляючі системи та технології; Інтегровані інформаційні системи |
| Статус дисципліни | Обов’язкова (нормативна) |
| Форма навчання | очна(денна) |
| Рік підготовки, семестр | 1 курс, осінній семестр |
| Обсяг дисципліни | 4 кредити / 120 годин |
| Семестровий контроль/ контрольні заходи | Залік/МКР |
| Розклад занять | http://rozklad.kpi.ua/ |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів |
Лектор: к.т.н., Ковальов Микола Олександрович, @Kovalyov_Nick, тел. 067-680-20-09 Практикум: к.т.н., доцент Ковальов Микола Олександрович, тел. 067-680-20-09; Ст. викл. Анікін Володимир Костянтинович, @vk_anikin |
| Розміщення курсу | Кампус, Google classroom |
Програма навчальної дисципліни
Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
Силабус освітнього компонента «Операційні системи» складено відповідно до освітніх програм підготовки бакалаврів «Інформаційні управляючі системи та технології» та «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 – Інформаційні системи та технології.
Метою навчальної дисципліни є формування та закріплення у студентів наступних компетентностей: (ЗК01) здатність до абстрактного мислення, аналізу і синтезу; (ЗК02) здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях; (ЗК03) здатність до розуміння предметної області та професійної діяльності; (ЗК05) здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями; (ЗК06) здатність до пошуку, оброблення та узагальнення інформації з різних джерел; (ЗК07) здатність розробляти та управляти проектами.
Навчальна дисципліна «Операційні системи» (ОС) покликана допомогти студенту отримати знання й основні поняття, методи, засоби, моделі та алгоритми організації та керування обчислювальними процесами, файлами, розподілом пам'яті, файловими системами; використання системного програмного забезпечення для методів планування та синхронізації процесів, їх взаємодії в ОС; застосування засобів ОС для організації та керування роботою користувачів та груп, формуванням дозволів до файлів та папок, встановлення дискових квот, параметрів безпеки, створення консолей та керування службами Windows.
Мета вивчення дисципліни – набуття фахових компетентностей, теоретичних знань і практичних навичок з керування, розробки, налагодження та вдосконалення системного та програмно-апаратного забезпечення ОС.
Предметом вивчення дисципліни є технології, методи та засоби керування в ОС.
Задачі вивчення дисципліни:
– оволодіння основними поняттями ОС;
– ознайомлення з новітніми інформаційними технологіями керування в ОС;
– набуття практичних навичок використання методів і засобів користування та налагодження ОС.
Компетентності
Інтегральна компетентність
Здатність розв'язувати складні спеціалізовані та практичні задачі у галузі функціонування й створення сучасних ОС.
Загальні компетентності
| ЗК 1 | Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу |
|---|---|
| ЗК 2 | Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях |
| ЗК 3 | Здатність до розуміння предметної області та професійної діяльності |
| ЗК 4 | Здатність спілкуватися державною та іноземною мовами як усно, так і письмово |
| ЗК 5 | Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями |
Спеціальні (фахові, предметні) компетентності
| ФК02 | Здатність застосовувати стандарти в області інформаційних систем та технологій при розробці функціональних профілів, побудові та інтеграції систем, продуктів, сервісів і елементів інфраструктури організації. |
|---|---|
| ФК03 | Здатність до проектування, розробки, налагодження та вдосконалення системного, комунікаційного та програмно-апаратного забезпечення інформаційних систем та технологій, інтернету речей (IoT), комп’ютерно-інтегрованих систем та системної мережної структури, управління ними. |
| ФК04 | Здатність проектувати, розробляти та використовувати засоби реалізації інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій (методичні, інформаційні, алгоритмічні, технічні, програмні та інші) та інші) |
| ФК10 | Здатність вибору, проектування, розгортання, інтегрування, управління, адміністрування та супроводжування інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій, сервісів та інфраструктури організацій |
Програмні результати навчання
| ПРН 3 | Використовувати базові знання інформатики й сучасних інформаційних систем та технологій, навички програмування, технології безпечної роботи в комп'ютерних мережах, методи створення баз даних та інтернет-ресурсів, технології розроблення алгоритмів і комп’ютерних програм мовами високого рівня із застосуванням об’єктно-орієнтованого програмування для розв’язання задач проектування і використання інформаційних систем та технологій |
|---|---|
| ПРН 5 | Аргументувати вибір програмних та технічних засобів для створення інформаційних систем та технологій на основі аналізу їх властивостей, призначення і технічних характеристик з урахуванням вимог до системи і експлуатаційних умов; мати навички налагодження та тестування програмних і технічних засобів інформаційних систем та технологій |
| ПРН 7 | Обґрунтовувати вибір технічної структури та розробляти відповідне програмне забезпечення, що входить до складу інформаційних систем та технологій. |
Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)
На результатах навчання з даної дисципліни базуються такі дисципліни: комп’ютерні мережі; сучасні мобільні ОС; безпека інформаційних систем; теорія систем та системний аналіз; технології створення комплексів інтернету речей.
Зміст навчальної дисципліни
Тема 1. ПОНЯТТЯ ОС ТА ЇХ ЕВОЛЮЦІЯ
Тема 2. АРХІТЕКТУРНІ ОСОБЛИВОСТІ І КЛАСИФІКАЦІЯ ОС.
Тема 3. КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСАМИ
Тема 4. КЕРУВАННЯ ПАМ'ЯТЮ
Тема 5. ФАЙЛОВІ СИСТЕМИ
Тема 6. МУЛЬТИПРОЦЕСОРНІ ОС І ЗАСОБИ ВІРТУАЛІЗАЦІЇ
Навчальні матеріали та ресурси
Базова література:
Тарарака В.Д. Архітектура комп'ютерних систем: навчальний посібник / В.Д. Тарарака. – Житомир: ЖДТУ, 2018. – 383 с.
Шеховцов В. А. Операційні системи. – К.: Видавнича група BHV, 2005. – 576c.
Комп’ютерні системи реального часу, навчальний посібник [Електронний ресурс]: навч. посіб. для здобувачів ступеня магістра за освітньою програмою ”Системне програмування та спеціалізовані комп’ютерні системи” спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія»/ В. Г. Зайцев, Є. І. Цибаєв; КПІ ім. Ігоря Сікорського. - Електронні текстові дані (1 файл: 4 Мбайт). - Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. - 162 с.
Додаткова література
Практикум з системного програмного забезпечення. [навчальний посібник] / В.В. Смолій В.В., Савицька Я.А., Шкарупило В.В., Чичикало Н.І. (Перевидання) // - K.:НУБіП України, 2020.- 265с.
Рамський Ю.С., Олексюк В.П., Балик А.В. Адміністрування комп’ютерних мереж та систем. Навч.посіб. / Ю.С. Рамський, В.П. Олексюк, А.В. Балик - Навчальна книга - Богдан, 2010. - 196 с.
Габрусєв В.Ю., Лапінський В.В., Нестеренко О.В. Основи операційних систем: ядро, процес, потік. / В.Ю. Габрусєв, В.В. Лапінський, О.В. Нестеренко - Навчальна книга - Богдан, 2007. – 96 с.
Навчальний контент
Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
| № з/п | Назва теми лекції та перелік основних питань (перелік дидактичних засобів, посилання на літературу та завдання на СРС) |
|---|---|
| Тема 1. ПОНЯТТЯ ТА ЕВОЛЮЦІЯ ОС | |
| 1 | Поняття архітектури комп’ютерної системи. Операційна система. Основні визначення. |
| 2 | Історія розвитку ОС. Основні функції ОС. Особливості сучасного етапу розвитку ОС. |
| Тема 2. АРХІТЕКТУРНІ ОСОБЛИВОСТІ І КЛАСИФІКАЦІЯ ОС | |
| 3 | Архітектурні особливості ОС. Монолітне ядро. Мікроядерна архітектура. |
| 4 | Багаторівневі системи. Віртуальні машини. Змішана система. |
| 5 | Класифікація ОС. |
| Тема 3. КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСАМИ | |
| 6 | Мультипрограмування. Мультипрограмування у системах пакетної обробки. Мультипрограмування в системах розподілу часу. Мультипрограмування у системах реального часу. Мультипрограмування під час мультипроцесорної обробки. Роль переривань при мультипрограмуванні. |
| 7 | Планування процесів та потоків. Поняття процесу та потоку. Створення процесів та потоків. Керуючі структури процесів та потоків. Стан процесу. Критерії планування. Цілі та властивості алгоритмів планування. Види планування. Алгоритми планування. |
| 8 | Взаємодія та синхронізація процесів та потоків. Незалежні та взаємодіючі обчислювальні процеси. Цілі та засоби синхронізації. Приклад необхідності синхронізації. Механізми синхронізації. Проблеми синхронізації. Механізми міжпроцесної взаємодії. |
| Тема 4. КЕРУВАННЯ ПАМ'ЯТЬЮ | |
| 9 | Основні положення. Завдання з управління пам'яттю. Типи адресації. Розподіл пам'яті. Загальні принципи управління пам'яттю в однопрограмних ОС. Особливості організації управління пам'яттю в мультипрограмних ОС. |
| 10 | Розподіл фіксованими розділами. Розподіл динамічними розділами. Розподіл розділами, що переміщуються. |
| 11 | Сегментний розподіл. Сторінковий розподіл. Особливості ефективного використання таблиць сторінок. Сегментно-сторінковий розподіл. |
| Тема 5. ФАЙЛОВІ СИСТЕМИ | |
| 12 | Фізична організація жорсткого диска. Принципи побудови файлової системи. |
| 13 | Особливості завантаження ОС. Файли та файлова система. |
| 14 | Особливості організації деяких файлових систем. Дискові масиви RAID. |
| Тема 6. МУЛЬТИПРОЦЕСОРНІ ОС І ЗАСОБИ ВІРТУАЛІЗАЦІЇ | |
| 15 | Організація мультипроцесорних ОС. |
| 16 | Комунікаційні засоби багатомашинних систем рівня користувача. |
| 17 | Засоби віртуалізації. |
| 18 | Сучасні архітектури розподілених систем. Кластерні системи. Grid-системи. |
| № з/п | Назва комп’ютерного практикуму | Кількість ауд. годин |
|---|---|---|
| 1 | Користувачі і паролі | 2 |
| 2 | Дозволи файлів і папок | 2 |
| 3 | Дискові квоти | 2 |
| 4 | Служби Windows | 4 |
| 5 | Управління параметрами безпеки | 4 |
| 6 | Робота з протоколом TCP/IP | 4 |
Самостійна робота студента
| № з/п | Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання | Кількість годин СРС |
|---|---|---|
| 1 | Визначення та основні особливості систем реального часу. | 2 |
| 2 | Планування і диспетчеризація в системах реального часу. | 4 |
| 3 | Обмін інформацією між процесами. | 4 |
| 4 | Планування задач. | 4 |
| 5 | Короткий огляд поширених ОС реального часу. | 4 |
| 6 | Особливості програмування у реальному часі. | 4 |
| 7 | Асинхронна і синхронна обробка даних. | 4 |
| 8 | Підготовка до самостійних тестів | 5 |
| 9 | Виконання комп’ютерних практикумів. | 10 |
| 10 | Підготовка до контрольних робіт. | 10 |
| 11 | Підготовка до заліку. | 15 |
| В підсумку | 66 |
Політика та контроль
Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Система вимог, які викладач ставить перед студентом:
кодекс честі: http://kpi.ua/code;
правила внутрішнього розпорядку: http://kpi.ua/admin-rule;
положення про організацію освітнього процесу в КПІ ім. Ігоря Сікорського: https://kpi.ua/regulations.
Відвідування лекцій та установчих комп’ютерних практикумів є обов’язковим за винятком поважних причин (хвороби, форс-мажорні обставини).
Протягом семестру студенти:
- виконують та захищають комп’ютерні практикуми у відповідні терміни;
- пишуть модульну контрольну роботу;
- повинні позитивно закрити 2 атестації.
По закінченні навчального процесу студенти складають залік.
Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)
Рейтинг студента з кредитного модуля складається з балів, що він отримує за:
– виконання 6 комп’ютерних практикумів.
– виконання контрольної робот;
– активну роботу на заняттях.
1. Виконання комп’ютерних практикумів.
6 комп’ютерних практикумів оцінюється так: «1»-«3» 8; «4»-«6» 12. Максимальна кількість балів за усі виконані комп’ютерні практикуми дорівнює 60 балів. Оцінювання практикумів:
– якщо виконаний невчасно знімається 20-40% від максимальної кількості балів в залежності від терміну запізнення;
– якщо виконаний не самостійно або не у відповідності з варіантом, не зараховується.
Максимальна кількість балів за практикум зменшується, якщо:
студент не володіє теоретичним матеріалом –1..–2 бали;
не виконано попередню підготовку до роботи –1..–3 бали;
Обов’язкові терміни виконання практикумів:
«1» – «3» – до 1-о календарного контролю;
«4» та «5» – до 2-о календарного контролю;
«6» – до кінця семестрових занять.
Рейтинг студента з кредитного модуля складається з балів, що він отримав за:
– виконання 6 комп’ютерних практикумів.
– виконання контрольної роботи;
– активну роботу на заняттях.
2. Критерії нарахування балів.
Модульна і залікова контрольні роботи оцінюється в 40 балів. Завдання цих робіт складаються з 2-х питань із списку, якій попередньо надає викладач.
3. Умовою позитивної 1-ї атестації є здача мінімум перших 3-х практикумів, другої – 5.
4. Сума рейтингових балів, отриманих студентом протягом семестру, за умови зарахування контрольних робіт, переводиться до підсумкової оцінки згідно з таблицею (п.6).
Якщо сума балів менша за 60, але модульна контрольна робота зарахована, студент виконує залікову контрольну роботу.
5. Студент, який у семестрі отримав, бажаючи підвищити свій результат, має право написати залікову контрольну роботу. У цьому разі остаточний результат складається із балів, що отримані за виконання практикумів та залікової контрольної роботи.
- Для отримання студентом відповідних оцінок рейтингова оцінка студента переводиться згідно таблиці:
| Бали | Оцінка |
| 95 - 100 | Відмінно |
| 85 - 94 | Дуже добре |
| 75 - 84 | Добре |
| 65 - 74 | Задовільно |
| 60 - 64 | Достатньо |
| Менше 60 | Незадовільно |
| контрольні не зараховано | Не допущено |
Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)
Якщо студент переведений з іншого навчального закладу (або кафедри), де вивчав дисципліну з відповідною програмою та успішно її захистив, тоді можливий перезалік дисципліни через подання заяви в деканаті й узгодження з викладачем.
Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено: доц. кафедри ІСТ ФІОТ, к.т.н, Ковальов Микола Олександрович
Ухвалено кафедрою ІСТ ФІОТ (протокол № 16 від 12.06.2024)
Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 10 від 21.06.2024 р.)
