Санкт-Петербургский государственный университет
Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Операционные системы UNIX
UNIX Operational System
Язык(и) обучения
русский
Трудоемкость в зачетных единицах: 2
Регистрационный номер рабочей программы: 025477
Раздел 1. Характеристики учебных занятий
1.1. Цели и задачи учебных занятий
Целью учебных занятий курса «Операционные системы Unix» является получение теоретического материала и приобретение навыков в использовании современных компьютерных высокопроизводительных систем
1.2. Требования подготовленности обучающегося к освоению содержания учебных занятий (пререквизиты)
Обучающийся должен иметь высшее образование по специальностям «Прикладная математика и информатика», «Прикладная математика и физика» и т.д.;
должен обладать навыками работы с компьютером в операционных системах семейства Unix и Linux; должен уметь работать с экранными текстовыми редакторами и командной строкой. Также, обучающийся должен иметь базовые навыки программирования на языках высокого уровня C/C++/Java/Fortran, иметь представление об особенностях высокопроизводительных вычислений в научных исследованиях, а также основные принципы параллельного программирования и их реализацию в проектах OpenMP, MPI и BLAS.
1.3. Перечень результатов обучения (learning outcomes)
Обучающийся должен знать об организации современного компьютера и операционных систем; особенностях построения кластерных систем, а также уметь использовать системы доступа к вычислительным ресурсам через систему очередей (PBS).
1.4. Перечень и объём активных и интерактивных форм учебных занятий
- Лекции; - Семинары
Раздел 2. Организация, структура и содержание учебных занятий
2.1. Организация учебных занятий
2.1.1 Основной курс
Трудоёмкость, объёмы учебной работы и наполняемость групп обучающихся
|
Код модуля в составе дисциплины,
практики и т.п.
|
Контактная работа обучающихся с преподавателем
|
Самостоятельная работа
|
Объём активных и интерактивных
форм учебных занятий
|
Трудоёмкость
|
лекции
|
семинары
|
консультации
|
практические
занятия
|
лабораторные работы
|
контрольные работы
|
коллоквиумы
|
текущий контроль
|
промежуточная
аттестация
|
итоговая аттестация
|
под руководством
преподавателя
|
в присутствии
преподавателя
|
сам. раб. с использованием
методических материалов
|
текущий контроль (сам.раб.)
|
промежуточная аттестация (сам.раб.)
|
итоговая аттестация
(сам.раб.)
|
|
|
ФАКУЛЬТАТИВНАЯ ТРАЕКТОРИЯ 1
|
очная форма обучения
|
1й год обучения
|
30
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
42
|
|
|
|
2
|
2
|
|
1-10
|
|
|
|
|
|
|
|
1-10
|
|
|
|
1-10
|
|
|
|
|
|
ИТОГО
|
30
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
42
|
|
|
|
|
2
|
Виды, формы и сроки текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
|
Код модуля в составе дисциплины, практики и т.п.
|
Формы текущего контроля успеваемости
|
Виды промежуточной аттестации
|
Виды итоговой аттестации
(только для программ итоговой аттестации и дополнительных образовательных программ)
|
Формы
|
Сроки
|
Виды
|
Сроки
|
Виды
|
Сроки
|
ФАКУЛЬТАТИВНАЯ ТРАЕКТОРИЯ 1
|
очная форма обучения
|
1й год обучения
|
|
|
зачёт, устно, традиционная форма
|
по графику промежуточной аттестации
|
|
|
2.2. Структура и содержание учебных занятий
Период обучения (модуль): Семестр 1
№ п/п
|
Наименование темы (раздела, части)
|
Вид учебных занятий
|
Количество часов
|
1
|
Современные процессоры, 32-64 разрядная адресация, регистры, кэш, реальный и защищенный режим, плавающая запятая, FPU, SIMD, SSE2/3/4, AVX-команды.
Организация компьютера: общая шина, процессор, порты, ПДП.
|
Контактная работа
|
4
|
по методическим материалам
|
4
|
2
|
Стандарты ОС – UNIX(SUS). Linux(LSB), Windows.
Состав ОС (Ядро, подсистемы файлы, процессы, память).
|
Контактная работа
|
2
|
по методическим материалам
|
2
|
3
|
Типы ядер (микро, монолитные, гибридные).
Отличие файловых систем ext, Reiser, Fat32, NTFS. RAID(0-6). Стандарт иерархии файловой системы (FHS).
|
Контактная работа
|
2
|
по методическим материалам
|
2
|
4
|
Управление памятью, файл подкачки.
Основные этапы включения машины (mbr, grub, ядро, rc).
|
Контактная работа
|
2
|
по методическим материалам
|
2
|
5
|
Интерпретаторы командной строки (sh, bash, tcsh). Основные команды и утилиты (ps, top, awk, kill, grep, chmod, less).
Позиционные ключи компиляции.
|
Контактная работа
|
6
|
по методическим материалам
|
10
|
Период обучения (модуль): Семестр 2
№ п/п
|
Наименование темы (раздела, части)
|
Вид учебных занятий
|
Количество часов
|
6
|
Графическая подсистема X-Windows; оболочки gnome, kde.
|
Контактная работа
|
2
|
по методическим материалам
|
4
|
7
|
Сетевые протоколы TCP/IP, уровни OSI. Firewall и его реализация iptable. Сокеты, сетевые службы и порты.
|
Контактная работа
|
4
|
по методическим материалам
|
8
|
8
|
Системы шифрования (симметричные и несимметричные): crypt, md5, sha. Сертификаты, их подписание, использование в системах GRID и протоколе https.
|
Контактная работа
|
2
|
по методическим материалам
|
4
|
9
|
Архитектура современного кластера высокопроизводительных вычислений. Основные сетевые протоколы (NFS, SSH, LDAP). Организация беспарольного доступа.
Организация систем очередей на примере пакета torque. Состав (сервер, шедулер, mom). Постановка задания в очередь.
|
Контактная работа
|
6
|
по методическим материалам
|
6
|
Раздел 3. Обеспечение учебных занятий
3.1. Методическое обеспечение
3.1.1 Методические указания по освоению дисциплины
Лекции, семинары, самостоятельная работа
3.1.2 Методическое обеспечение самостоятельной работы
нет
3.1.3 Методика проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации и критерии оценивания
Для получения зачета в конце всего курса обучающемуся достаточно пропустить несколько тестовых программ на кластере высокопроизводительных вычислений ПМ-ПУ или Вычислительного Центра СПбГУ с использованием систем очередей. Программы должны быть распараллелены по стандартам MPI или OpenMP.
3.1.4 Методические материалы для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации (контрольно-измерительные материалы, оценочные средства)
Вопросы для проверки
Какие существуют стандарты на представление чисел с плавающей запятой.
Как в процессоре реализуются арифметические операции с плавающей и фиксированной точкой.
Что такое общая шина.
Основные составляющие операционных систем.
Задачи межсетевого экрана (firewall).
Задача интерпретатора командной строки (shell).
Почему существует несколько уровней в сетевой модели OSI.
Чем TCP отличается от IP.
Как осуществляется удаленный доступ к рабочему столу компьютера.
Что такое сетевая файловая система.
Что такое DNS.
Какие основные сетевые протоколы используются в кластерных системах.
Для чего применяются системы очередей. Их состав.
Основные этапы прохождения задания через систему очередей.
3.1.5 Методические материалы для оценки обучающимися содержания и качества учебного процесса
Анкета-отзыв.
По каждому вопросу проставьте Ваши оценки от 1 до 5 (обведите контуром свой балл). При необходимости дополните свою оценку дополнительным комментарием. 1. Насколько могут быть полезными полученные знания для формирования целостной картины о природе и особенностях динамических конфликтов, а также о методах их разрешения?
1 2 3 4 5
Комментарий _________________________________________________________________
2. Оцените степень новизны представленного в курсе материала по сравнению с другими учебными дисциплинами
1 2 3 4 5
Комментарий(обязательный) ____________________________________________________
3. Оцените степень доказательности излагаемых в курсе лекций и предоставленных методических материалах методов исследования конфликтно-управляемых систем
1 2 3 4 5
Комментарий (обязательный) ____________________________________________________
4. Оцените уровень сложности материала, представленного в прослушанном учебном курсе.
1 2 3 4 5
Комментарий (обязательный) ____________________________________________________
5. Что могло бы облегчить восприятие учебного материала
Комментарий _________________________________________________________________
6. Насколько Вы удовлетворены содержанием курса в целом?
1 2 3 4 5
Комментарий _________________________________________________________________
3.2. Кадровое обеспечение
3.2.1 Образование и (или) квалификация штатных преподавателей и иных лиц, допущенных к проведению учебных занятий
К чтению лекций должны привлекаться преподаватели, имеющие ученую степень и/или ученое звание, имеющие опыт планирования и организации учебного процесса, а также главные и ведущие специалисты в этой области.
3.2.2 Обеспечение учебно-вспомогательным и (или) иным персоналом
Учебно-вспомогательный и инженерно-технический персонал должен иметь соответствующее высшее образование, и обладать навыками организации работы с пользовательскими программными продуктами в локальной сети компьютерного класса и интернет.
3.3. Материально-техническое обеспечение
3.3.1 Характеристики аудиторий (помещений, мест) для проведения занятий
Аудитории и помещения, предназначенные для проведения занятий по данной дисциплине должны отвечать санитарным нормам, предусмотренным Образовательным стандартом реализации программ высшего профессионального образования Санкт-Петербургского государственного университета.
3.3.2 Характеристики аудиторного оборудования, в том числе неспециализированного компьютерного оборудования и программного обеспечения общего пользования
Для проведения занятий необходима стандартно оснащенная аудитория с компьютерным и видеопроекционным оборудованием для презентаций с выходом в Интернет, средствами звуковоспроизведения и экраном. Каждый обучающийся во время практических занятий и самостоятельной подготовки должен быть обеспечен рабочим местом с компьютером с выходом в интернет. Кроме того, для реализации программы необходим доступ преподавателей к офисной технике (компьютер, копировальная техника, принтер), а также достаточное количество расходных материалов к ней, выделенных для использования в учебном процессе
3.3.3 Характеристики специализированного оборудования
Все рабочие места обучающихся должны быть обеспечены мониторами с размером диагонали не менее 19”.
3.3.4 Характеристики специализированного программного обеспечения
На всех компьютерах должна быть установлена какая-либо версия операционной системы UNIX(Linux). Как минимум, при наличии ОС Windows, может быть установлена Unix-подобная среда cygwin. Компьютеры должны иметь выход в Интернет.
3.3.5 Перечень и объёмы требуемых расходных материалов
Фломастеры цветные, губки, бумага формата А4, канцелярские товары, картриджи принтеров, диски, флеш-накопители и др. в объёме, необходимом для организации и проведения занятий, по заявкам преподавателей, подаваемым в установленные сроки.
3.4. Информационное обеспечение
3.4.1 Список обязательной литературы
1. Юров В.И. Ассемблер. 2-е издание : Петербург, 2010. 640 с.
2. Немет Энн, Снайдер Гарт и др.. UNIX. Руководство системного администратора. Перевод Тимачева С.М. под редакцией Коломыцева М.В. — BHV: Киев, 1997. 832 с.
3. Робачевский Андрей, Немнюгин Сергей, Стесик Ольга. Операционная система UNIX, 2-е издание БХВ-Петербург, 2010. 656 с.
4. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. – Петербург: 2000, 668 с.
5. Водолазский В.В., Колядов А.Н. Путь к LINUX. Издание 2-е. – Нолидж, 2001.560 с.
3.4.2 Список дополнительной литературы
1. Бердышев Е.М.. Технология MMX. Москва: Диалог-МИФИ, 1998. 234 с.
2. Теренс Чан. Системное программирование на С++ для UNIX. BHV, Киев, 1997, 590 с.
3.4.3 Перечень иных информационных источников
нет
Раздел 4. Разработчики программы
Ермолаева Н.Н. к.ф-м.н. Старший преподаватель n.ermolaeva@spbu.ru,
тел. (812) 428-96-83
Галюк Ю.П. Заведующий лабораторией galyuck@paloma.spbu.ru.
тел. (812) 428-96-83
|
