Учебная программа по дисциплине «Системное программирование»

Заведующий кафедрой:

(наименование кафедры, рекомендовавшую учебную программу по дисциплине специальности переподготовки к утверждению)

Протокол заседания от 28.06.13 г._протокол_ № _9_

Казаков В.Е., к.т.н., доцент

(Ф.И.О., должность, звание, подпись)

Протокол заседания от __27.09.13_____________№___1___

Председатель Совета ФПК и ПК _____________ Семенчукова И.Ю.

(подпись) (Ф.И.О.)

• 
  изучение организации и принципов построения современных операционных систем и системных программ;
  
• 
  формирование представлений об общей методологии разработки системно-ориентированных программ с использованием современных алгоритмических языков и систем программирования.
  
• 
  углубленная подготовка студентов в области применения аппаратных и программных средств современных процессоров, предназначенных для поддержки многозадачных операционных систем
  

• 
  способы разработки системного программного обеспечения с учетом аппаратно-программных особенностей вычислительной машины;
  
• 
  особенности современных систем программирования и принципы разработки системного программного обеспечения.
  

• 
  разрабатывать программы в ОС Windows с графическим пользовательским интерфейсом;
  
• 
  разрабатывать программы, в операционной системе LINUX с использованием системных вызовов;
  
• 
  разрабатывать многопоточные программы с синхронизацией данных;
  
• 
  разрабатывать динамически подключаемые библиотеки;
  
• 
  перехватывать вызовы к операционной системе.
  

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

1. 
   Назначение, основные этапы развития операционных систем. Принципы построения ОС.
   
2. 
   Понятие процесса, потока, ресурса, свойства, классификация.
   
3. 
   Концепция виртуализации. Концепция прерывания.
   
4. 
   Состояние процессов. Описание процессов.
   
5. 
   Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Решение задачи взаимного исключения.
   
6. 
   Распределение ресурсов, проблема тупиков.
   
7. 
   Алгоритм банкира. Применение алгоритма банкира.
   
8. 
   Требования к управлению памятью. Схемы распределения памяти.
   
9. 
   Страничная организация памяти. Сегментация памяти.
   
10. 
    Структуризация адресного пространства виртуальной памяти.
    
11. 
    Задачи управления виртуальной памятью: задача размещения, задача перемещения, задача преобразования адресов, задача замещения.
    
12. 
    Типы планирования. Алгоритмы планирования. Примеры реализации алгоритмов планирования в современных операционных системах.
    
13. 
    Организация функций ввода-вывода. Буферизация операций ввода-вывода. Дисковое планирование.
    
14. 
    Система управление файлами. Организация файлов, доступ к файлам. Управление внешней памятью.
    
15. 
    Управление памятью в реальном и защищённом режимах. Дескрипторные таблицы и дескрипторы сегментов
    
16. 
    Понятие процесса, потока, ресурса, свойства, классификация.
    
17. 
    Концепция виртуализации. Концепция прерывания.
    
18. 
    Стандарты UNIX. Пользователи системы, атрибуты пользователя. Создание программы, исходный текст, заголовки. Системные вызовы и функции стандартных библиотек. Обработка ошибок. Форматы выполняемых файлов.
    
19. 
    Типы файлов. Владельцы файлов. Управление правами доступа в файловой системе.
    
20. 
    Атрибуты файлов. Управление свойствами файлов. Работа с файлами. Структура файловой системы.
    
21. 
    Процессы в ОС UNIX. Типы процессов. Атрибуты процессов. Создание и управление процессами. Перегрузка процессов. Завершение процессов.
    
22. 
    Сигналы. Обработка сигналов. Неименованные каналы. Именованные каналы. Дополнительные средства взаимодействия между процессами.
    
23. 
    Сообщества, семафоры, разделяемая память. Понятие потока ОС UNIX.
    
24. 
    Архитектура и основные подсистемы ОС Windows. Системный реестр ОС Windows, его назначение и использование.
    
25. 
    Основные элементы программ с оконным пользовательским интерфейсом. Понятие оконного сообщения. Источники сообщений.
    
26. 
    Очереди сообщений. Обработка сообщений мыши, клавиатуры.
    
27. 
    Понятие ресурсов программ. Виды ресурсов.
    
28. 
    Принципы построения графической подсистемы ОС Windows. Понятие контекста устройства.
    
29. 
    Вывод графической информации на физическое устройство. Графические инструменты.
    
30. 
    Организация многозадачности в ОС Windows. Понятие процесса и потока. Контекст потока.
    
31. 
    Создание и завершение процессов и потоков. Синхронизация потоков.
    
32. 
    Понятие динамически подключаемой библиотеки. Структура DLL-библиотеки. Создание DLL-библиотеки.
    
33. 
    Отладчики для режима ядра. Режимы отладки. Компоненты отладчика.
    
34. 
    Прерывания. Уровни прерываний.
    
35. 
    Подпрограммы обработки прерываний. Отложенные процедуры. Асинхронные процедуры.
    
36. 
    Пулы памяти. Пул подкачиваемой памяти.
    
37. 
    Пул неподкачиваемой памяти. Пул сессии, особый пул. Тегирование пулов.
    
38. 
    Структура драйвера. Точки входа в драйвер. Объект, описывающий драйвер. Объект, описывающий устройство. Объект, описывающий файл. Взаимосвязь объектов.
    
39. 
    Перехват функций ОС Windows API в пользовательском режиме. Интерфейсный модуль NTDLL.DLL.
    
40. 
    Функции ОС Windows API в режиме ядра. Технология перехвата функций в ядре за счёт модификации таблиц дескрипторов функций ОС Windows.