Рабочая тетрадь

по выполнению самостоятельных работ

по учебной дисциплине

ОП.01 «Операционные системы»

Для студентов очной формы обучения

2 курса, группы 343

Специальность: 230115 Программирование в компьютерных системах

Наименование профиля: технический

Сургут 2015

Пояснительная записка

Методические рекомендации по выполнению внеаудиторной самостоятельной работы студентов при изучении учебной дисциплины ОП.01. «Операционные системы» предназначены для студентов  специальности 230115 Программирование в компьютерных системах.

Цель методических указаний: оказание помощи студентам в выполнении самостоятельной работы по ОП.01. «Операционные системы».

Настоящие методические указания содержат работы, которые позволят студентам самостоятельно овладеть фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по профилю подготовки, опытом творческой и исследовательской деятельности, и направлены на формирование следующих компетенций:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес

ОК 2. Организовать 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 информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития

ОК 5. Использовать информационно – коммуникационные технологии в профессиональной деятельности

ПК 1.3. Выполнять отладку программных модулей с использованием специализированных программных средств

ПК 2.3. Решать вопросы администрирования баз данных

ПК 3.2. Выполнять интеграцию модулей в программную среду

ПК 3.3. Выполнять отладку программного продукта с использованием специализированных программных средств        

Цели самостоятельных работ:

• систематизации и закрепления полученных теоретических знаний и практических умений студентов;
• углубления и расширения теоретических знаний;
• формирования умений использовать нормативную, правовую, справочную документацию и специальную литературу;
• развития познавательных способностей и активности студентов: творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;
• формирования самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации;
• развития исследовательских умений.

В результате выполнения самостоятельных работ по ОП.01. «Операционные системы» студенты должны расширить свои знания по основным разделам дисциплины путем поиска, овладеть навыками сбора, обработки, анализа и систематизации информации, а также овладеть навыками обработки информации с помощью различных программ.

Описание каждой самостоятельной работы содержит: тему, цели работы, задания,  порядок выполнения работы, формы контроля, требования к выполнению и оформлению заданий. Для получения дополнительной, более подробной информации по изучаемым вопросам, приведено учебно-методическое и информационное обеспечение.  

Перечень  видов самостоятельной работы представлен в таблице

Перед выполнением внеаудиторной самостоятельной работы преподаватель проводит инструктаж (консультацию) с определением цели задания, его содержания, сроков выполнения, основных требований к результатам работы, критериев оценки, форм контроля и перечня литературы.

Согласно требованиям государственных образовательных стандартов среднего профессионального образования и плана учебного процесса каждый студент обязан выполнить по каждой учебной дисциплине определенный объем внеаудиторной  самостоятельной   работы.

На выполнение внеаудиторной самостоятельной работы  рабочей программой учебной дисциплины ОП.01. «Операционные системы» отводится 51 час.

В качестве форм и методов контроля внеаудиторной самостоятельной работы  используется защита, рефератов, сообщений, выступление на занятиях, защита проектов, презентаций, оформление практических работ.

Методические рекомендации по выполнению различных видов самостоятельной внеаудиторной работы

Все типы заданий, выполняемых студентами в процессе самостоятельной работы, так или иначе, содержат установку на приобретение и закрепление определенного Федеральным Государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования объема знаний, а также на формирование в рамках этих знаний некоторых навыков мыслительных операций - умения оценивать, анализировать, сравнивать, комментировать и т.д. Результаты самостоятельной работы студенты заносят в рабочую тетрадь, выданную им вначале изучения дисциплины, раз в неделю показывают результат своей деятельности. Готовая рабочая тетрадь сдается в распечатанном варианте на последнем занятии. Подробное описание выполнения всех видов самостоятельной работы представлено в документе «Методические рекомендации по выполнению самостоятельных работ по учебной дисциплине «Операционные системы».

Литература

Основные источники:

1. Партыка, Т. Л., Попов, И. И. Операционные системы, среды и оболочки: учебное пособие. – 2-е изд./ Партыка, Т. Л., Попов, И. И. – М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2008. – 528 с.: ил.

1. Гордеев, А. В. Операционные системы: Учебник для вузов. 2-е изд. / Гордеев,А. В.— СПб.: Питер, 2010. — 416 с.: ил.
2. Замятин, А.В., Сидоров, Д.В.Лабораторный практикум по курсу «Операционные системы»/ Замятин, А.В., Сидоров, Д.В.– Томск: Изд-во. ТПУ, 2008. – 102 с.

Дополнительные источники:

2. Келли-Бутл, Стен. Введение в UNIX. — М.: «Лори», 1995. — 600 с.
3. Столлингс, В. Операционные системы, 4-е издание.: Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2012. — 848 с.: ил.
4. Иртегов, Д. В. Введение в операционные системы. — СПб.: БХВ-Петербург, 2010. — 624 с.: ил.
5. Олифер, В. Г, Олифер, Н. А. Сетевые операционные системы / Олифер, В. Г,Олифер, Н. А. — СПб.: Питер, 2012. — 544 с.: ил.

Электронные ресурсы:

1. http://cph.phys.spbu.ru/documents/ 
2. http://elib.tolgas.ru/publ/ 
3. http://intuit.ru/
4. http://life-prog.ru/
5. http://www.moodle.ipm.kstu.ru/course/view.php?id=3/lit/sos.zip
6. http://www.myshared.ru/slide/454203/#

Приложение 1

Пример решения задачи по теме

«Защита ресурсов с помощью файловых систем»

Формулировка задачи

Изучить антивирусную защиту домашнего компьютера при помощи Антивируса Касперского. В первой части работы необходимо изучить системные требования антивируса и сравнить их с параметрами компьютера, на который он будет устанавливаться. Это обязательная процедура перед установкой любой программы и антивируса в том числе. Второе задание полностью посвящено процедуре инсталляции Антивируса Касперского, которая включает в себя непосредственно установку и следующую за ней первоначальную настройку продукта. Каждый шаг работы должен быть проиллюстрирован.

Решение

1. Системные требования

1. В этом задании нужно сравнить системные требования Антивируса Касперского 6.0 с конфигурацией Вашего компьютера и убедиться, что установка этого приложения возможна.

2. Узнайте версию операционной системы, в которой Вы работаете.

3. Для этого найдите иконку Мой компьютер, выведите ее контекстное меню (щелкнув на ней правой кнопкой мыши) и выберите пункт Свойства

4. Открывшееся окно Свойства системы содержит основные сведения о компьютере и установленной на нем операционной системе. На первой закладке, Общие, представлена сводная информация, в том числе название и версия операционной системы. На картинке это Microsoft Windows XP Professional с установленным Service Pack 2. Запомните название и версию Вашей операционной системы

5. Теперь необходимо найти системные требования, предъявляемые Антивирусом Касперского при работе на компьютере под управлением Вашей операционной системы. Соберите воедино все требования, предъявляемые к Вашей системе и заполните столбец "Требования Антивируса Касперского" следующей таблицы:

6. Далее необходимо убедиться, что конфигурация системы позволяет установить Антивирус Касперского. Для этого вернитесь к окну Свойства системы (см. пункты 1 и 2 этого задания). В разделе Компьютер можно получить информацию и о процессоре, и об объеме оперативной памяти. В примере это Intel(R) Celeron(R) 1,70 ГГц и 192 МБ оперативной памяти

7. Внесите полученные данные в третий столбец "Параметры системы" таблицы пункта 5

8. Проверьте наличие свободного места на диске. Для этого откройте папку Мой компьютер и задержите на пару секунд курсор мыши над иконкой системного диска. В появившемся сообщении будет указан объем свободного пространства на нем и общий объем диска. На рисунке это локальный диск С: общей емкостью 3,99 ГБ, на котором свободно 1,38 ГБ. Занесите полученные Вами данные в общую таблицу в строку "Свободное место на диске"

9. Узнайте версию установленного на Вашем компьютере браузера. Браузер Internet Explorer встроен в любую операционную систему семейства Microsoft Windows, однако версия его может отличаться от требуемой1В действительности используемые в этой лабораторной работе операционные системы заведомо содержат Internet Explorer версии не ниже 5.5. Однако убедиться в этом все же стоит . Запустите браузер, откройте меню Справка и выберите пункт О программе

10. В открывшемся окне найдите версию Internet Explorer, в данном случае это 6.0.2900. Внесите это значение в таблицу из пункта 5 (графа "Браузер") и закройте приложение

11. Проанализируйте заполненную таблицу и сделайте выводы о возможности установки Антивируса Касперского 6.0 на Ваш компьютер

12. Далее необходимо ознакомиться со списком установленных на компьютер программ и убедиться, что среди них нет других антивирусов2На самом деле Мастер установки Антивируса Касперского 6.0 разрешает установить приложение поверх ряда более ранних версий Антивируса Касперского, а также самостоятельно обнаруживает наиболее распространенные антивирусные программы . Для этого вызовите Панель управления (Пуск / Настройка / Панель управления)

13. В Панели управления найдите элемент Установка и удаление программ и откройте его

14. Ознакомьтесь со списком установленных на компьютере программ и убедитесь, что среди них нет других антивирусов

15. Обратите внимание на системную дату, установленную на Вашем компьютере. Для этого задержите на пару секунд курсор мышки над системным временем в правом нижнем углу экрана. Системная дата должна соответствовать реальной дате, это будет необходимо для корректной активации продукта

16. На этом подготовительный этап окончен и можно переходить непосредственно к установке.

2. Установка и настройка

1. Откройте папку с дистрибутивом Антивируса Касперского. Ее расположение можно узнать у преподавателяЕсли лабораторная работа выполняется самостоятельно, дистрибутив можно загрузить с сайта Лаборатории Касперского, воспользовавшись ссылкой  

2. Найдите файл setup.exe и запустите егоДистрибутив Антивируса Касперского может также поставляться в запакованном виде. В этом случае можно запустить на выполнение сам архив (файл вида kav6.0.2.614ru.exe ) - тогда после окончания распаковки программа установки setup.exe запустится автоматически

3. Если система удовлетворяет всем необходимым Антивирусу Касперского требованиям, запустится Мастер установки. В первом окне он поприветствует Вас и сообщит, что собирается сделать. Внимательно прочтите предложенный текст, выполните указание закрыть все сторонние открытые приложения (если таковые имеются) и нажмите кнопку Далее для перехода к следующему окну Мастера

4. На втором шаге Мастера необходимо ознакомиться с Лицензионным соглашением между Вами и Лабораторией Касперского, производителем Антивируса Касперского. В нем описаны все права и обязанности обоих сторон, в том числе ответственность за нарушение авторских прав и самостоятельное изготовление копий антивируса. Внимательно прочтите его. Установку можно продолжить только согласившись со всеми положениями, для этого нужно отметить пункт Я принимаю условия Лицензионного соглашения и нажать ставшую активной кнопку Далее

5. На следующем шаге нужно определить директорию, куда будут скопированы основные системные файлы антивируса. По умолчанию предлагается использовать C:\Program Files\Kaspersky Lab\Kaspersky Anti-Virus 6.0\. Если она по каким-то причинам не подходит, с помощью кнопки Обзор всегда можно выбрать другую. Для продолжения установки и перехода к следующему окну тут и в дальнейшем используйте кнопку Далее

6. Далее нужно выбрать тип установки: полную или выборочную. Полная означает установку всех компонентов Антивируса Касперского, а выборочная позволяет некоторые из них отключить. Выберите Выборочную, нажав на квадратную кнопку слева от описания этого типа установки

7. В следующем окне можно указать какие компоненты Антивируса Касперского необходимо установить, а какие пропустить. На рисунке изображен вид этого окна по умолчанию, соответствующий полной установке. Будет ли установлен тот или иной компонент символизирует иконка слева от него:- устанавливать,- нетБолее подробную информацию о возможностях выборочной установки можно получить воспользовавшись кнопкой Справка, кнопка Сброс позволяет вернуть установки по умолчанию, а Диск - вывести текущую информацию о наличии свободного места на жестком диске .

8. Далее Мастер проверяет наличие на компьютере других антивирусных программ, полный список которых можно найти в файле release_notes.txt в разделе " Установка ". Если такие найдутся, то пользователю будет выведено соответствующее уведомление с предложением их удалить. Но в нашем случае компьютер чист и этот этап в интерфейсе никак не отображается

На следующем этапе нужно подтвердить намерение установить программу, нажав Установить. После этого начнется непосредственное копирование файлов и регистрация программы в реестре, и вернуться к предыдущим окнам Мастера установки будет невозможно.

Расположенный в центре окна флаг Включить защиту модулей до начала установки рекомендуется оставить включенным. Но в дальнейшем, при повторной инсталляции этой же версии Антивируса Касперского его следует очищать. Он отвечает за сохранность сделанных во время установки настроек, они могут потребоваться в дальнейшем для восстановления Антивируса Касперского в случае повреждения его программных модулей

9. Нажмите кнопку Установить и проследите за действиями Мастера. Они описываются непосредственно над индикатором процесса установки

10. По окончании инсталляции Мастер установки выводит информационное окно. Вам необходимо ознакомится с расположенным в нем текстом и запустить Мастер настройки приложения. Для этого нажмите Далее

11. На первом этапе настройки нужно активировать приложение. Это можно сделать одним из четырех предложенных вариантов:

• Используя код активации, коммерческий или пробный. Такой код может быть выдан при покупке через Интернет, в этом случае активация происходит также через Интернет
• Активировать используя полученный ранее ключевой файл - именно этот способ будет использован в этой лабораторной работе
• Активировать позже - если ключевого файла нет, то можно установить антивирус в пробном режиме, но в этом случае не будет доступно обновление антивирусных баз и следовательно, надежную защиту получить не получится

Выберите вариант Использовать полученный ранее лицензионный ключ и нажмите Далее

12. В следующем окне нужно указать путь к лицензионному файлу. Для этого нажмите кнопку Обзор

13. Перейдите к указанной преподавателем папке с ключевым файлом, выделите его и нажмите Открыть

14. После открытия выбранного файла, в окне Мастера появится информация о нем. Ознакомьтесь с ней и нажмите Далее

15. На этапе перехода к следующему окну проводится проверка открытого лицензионного ключа. Если он действителен, то происходит его активация. Для продолжения настройки нажмите Далее

16. После активации начинается этап первоначальной настройки антивируса. Мастер установки предлагает настроить только основные параметры работы приложения и все сделанные в ходе инсталляции настройки впоследствии можно будет легко изменить с помощью графического интерфейса. Первое окно предлагает выбрать режим интерактивной защиты. Прочитайте описание различий между этими двумя режимами, оставьте выбранную по умолчанию Базовую защиту и нажмите Далее

17. Далее предлагается определить режим обновления, по умолчанию выбран пункт Автоматически.

18. В следующем окне можно задать настройки и расписание запуска проверки на наличие вирусов объектов автозапуска, критических областей и полной проверки компьютера.

19. Антивирус Касперского позволяет поставить защиту паролем на ряд операций: изменения настроек, выгрузки антивируса или остановки работы компонентов и задач поиска вирусов. Если такая защита установлена, то при попытке совершить защищенную операцию будет предложено ввести пароль. Это может быть полезно, если компьютер используется несколькими пользователями и кому-то из них нельзя доверять.

20. На последнем этапе Мастер настройки проводит анализ Вашей системы и собирает данные об установленных программах. В дальнейшем эта информация пригодится для контроля целостности приложений, дополнительного компонента антивирусной защиты.

Дождитесь окончания сбора сведений о системе

21. Следующее окно информирует, что установка завершена, но требует перезагрузки. Без перезагрузки установка Антивируса Касперского не может считаться завершенной. Поэтому убирать отметку с флага Перезагрузить компьютер можно только в исключительных случаях. В данном случае это не требуется. Оставьте отмеченным флаг Перезагрузить компьютер и нажмите Готово

22. Дождитесь завершения перезагрузки компьютера и войдите в систему под своей учетной записью. Обратите внимание, что после перезагрузки в правом нижнем углу экрана появилось сообщение о необходимости провести полную проверку компьютера на вирусы. О том, как настраивать такие уведомления, пойдет речь в одной из следующих лабораторных работ

3. Начало работы с Антивирусом Касперского

В этом задании изучается интерфейс Антивируса Касперского 6.0 и выполняется проверка ПК на наличие вредоносного программного обеспечения.

Фактически антивирус состоит из четырех окон:

• Главного окна, в котором можно управлять задачами и компонентами антивируса. В нем также расположены ссылки на остальные окна
• Окна настроек, предназначенного для настройки задач и компонентов
• Окна статистики и отчетов, в котором можно получить данные о результатах работы антивируса
• Окна справочной системы

В ходе выполнения задания нужно будет поочередно вызвать все четыре окна интерфейса Антивируса Касперского 6.0 и ознакомиться с их внешним видом. Каждый этап работы также должен быть проиллюстрирован.

Приложение 2

Варианты заданий по теме

«Проблема тупиков и методы борьбы с ними»

Приложение 3

Пример решения задачи

по теме «Проблема тупиков и методы борьбы с ними»

Формулировка задачи

Определить наличие тупика при определенной последовательности запросов процессами устройств. Определить опасные и безопасные состояния методом банкира. Исходные данные к задаче находятся в таблице 1.

Решение

1. Тупиком, клинчем или дедлоком (deadlocks) в операционной системе называется ситуация в которой два или более процессов взаимно блокируют друг друга при обращении к критической секции или разделяемым ресурсам. Проблема тупиков включает в себя следующие задачи:  предотвращение тупиков, распознавание тупиков, восстановление системы после тупиков.
2. Предотвращение тупиков («Алгоритм банкира»). Схема предотвращения основана на точке зрения, что систему нельзя допускать до опасного состояния. Поэтому, когда какой-нибудь процесс делает запрос,  который может привести к тупику,  система принимает меры к тому,  чтобы избежать опасного состояния: либо не удовлетворяет этот запрос, либо отбирает ресурс у  другого процесса, чтобы избежать возможного попадания в тупик. Преимущество этого  метода состоит в том, что он всегда предотвращает тупиковые ситуации. Однако ресурсы часто присваивают, поскольку запросы на имеющиеся в распоряжении системы ресурсы отклоняются иногда с целью предотвратить попадание в опасное состояние.

Определение опасных и безопасных состояний

3. Пусть в какой-то период времени 3 процесса разделяют 5 устройств одного типа. Факты запроса процессами устройств представим в виде таблицы 1:

4. Исходными данными являются:

• Система S, содержащая N процессов и  К устройств.
• РАСПРЕД - назначении ресурсов процессами, блокированных при попытке обращения к ресурсу (БЛК).
• Для каждого процесса  i  задано:
• МАХ  (i)  - максимальная потребность i – процесса в устройствах;
• ВЫД  (i)  -  число устройств выделенных i-му  процессу.

5. Определение опасных и безопасных состояний
6. Для предотвращения тупиков необходимо определить МАХ (i):  МАХ (1) = 2, МАХ(2) =  4  и т.д. Общее число устройств  (ОБЩУСТР) равно 5  и все они одного типа.
7. На обслуживание принимаются процессы, которым необходимо не более  ОБЩУСТР устройств и для каждого из них определяются остатки   (ОСТ(i)). В первый момент времени 1-й процесс запросил 1 устройство, 2-й процесс – 1, 3-й процесс – 1.
8. Если им  выделить эти  3 устройства, то получим:

9. С точки зрения вероятности тупика  худший случай из всех возможных -  это если каждый процесс запросит все, что ему еще полагается. Если  при таких обстоятельствах все процессы  могут окончиться,  то рассматриваемое состояние для системы безопасно.
10.  В нашем случае система имеет  в резерве 2  устройства  5  и может «рассчитаться» с каждым из процессов (сначала с  первым или третьим, а затем  со вторым). Поэтому состояние системы – безопасное.
11.  В следующий момент времени второй процесс запрашивает 2 устройства. Если ему их выделить, то получим:

12.  В резерве у системы нет одного устройства и, очевидно, состояние – опасное. Заметим, что по условию задачи процессы  не отдают предоставленные им ресурсы.   Во второй момент времени второй процесс блокируется,  и  ресурсы ему не выделяются.   В третий момент времени первый процесс запрашивает устройство. Если его ему выделить, то получим:

13.  В резерве – одно устройство, а после окончания процесса 1  -  он освободит 2 устройства и можно будет рассчитаться с процессом 2. Таким образом, и это состояние – безопасное. Легко показать, что в  четвертый момент времени – состояние  также будет безопасным, а в пятый момент времени – опасный.

Определение тупиковой ситуации

14.  В моменты времени t1 и t2 все запрашиваемые устройства свободны, следовательно нет опасности возникновения тупика.
15.  В третий момент времени Р1 запрашивает У1, которое принадлежит  процессу  Р3 (К=РАСПРЕДЕЛ (1)=3).
16.  Так как  J≠К, а также  БЛК (3) = «  » - тело цикла в алгоритме не выполняется и БЛК (1) = 1.
17.  В четвертый момент времени  Р3 запрашивает У2. Получаем : К = 2, J= 3  и  БЛК (2) = «  »
18.  Поэтому: БЛК (3) = 2.
19.  В пятый момент времени Р2 запрашивает У3, которым владеет процесс Рi  (К = 1). Вто же время процесс Р1 ожидает момента времени, когда освободится устройство У1, которым владеет процесс 3. В свою очередь процесс 3 ожидает освобождения устройства У2, которым владеет процесс Р2 (J = К). Таким образом, система попала в тупик в пятый момент времени.
20. Таблица  распределения  ресурсов /РАСПРЕД/  

21. Таблица  блокированных   процессов /БЛК/