1. Опис навчальної дисципліни Найменування показників Розподіл годин за

4
2. МЕТА ТА ЗАВДАННЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ
Мета курсу – надання студентам знань та навичок щодо сучасних операційних систем, їх раціонального використання, а також практичних навичок ефективного використання сучасних операційних систем у процесі функціонування організації.
Завдання дисципліни – дати студентам базові знання з ідеології, побудови, сучасних операційних систем (ОС), їх функціональних характеристик, а саме структура та склад основних компонентів ОС, їх функції, взаємозв’язок їх характеристик з характеристиками технічних засобів та потреб, що виникають з боку різних категорій користувачів; формування навичок та уміння в питаннях інсталяції, настроювання та адміністрування операційних систем сімейства Linux та Windows.
Відповідно до освітньої програми «Комп’ютерні системи та мережі», вивчення дисципліни сприяє формуванню у здобувачів вищої освіти таких компетентностей:
інтегральна (здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми під час професійної діяльності у комп’ютерній галузі або навчання, що передбачає застосування теорій та методів комп’ютерної
інженерії і характеризується комплексністю те невизначеністю умов); загальні:
ЗК1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу і синтезу. ЗК2.
Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями. ЗК3. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. ЗК7. Вміння виявляти, ставити та вирішувати проблеми. ЗК8. Здатність працювати в команді.
Фахові компетентності спеціальності (ФК):
ФК1. Здатність застосовувати законодавчу та нормативно- правову базу, а також державні та міжнародні вимоги, практики і стандарти з метою здійснення професійної діяльності в галузі комп’ютерної інженерії. ФК2.
Здатність використовувати сучасні методи і мови програмування для розроблення алгоритмічного та програмного забезпечення. ФК4. Здатність забезпечувати захист інформації, що обробляється в комп’ютерних та кіберфізичних системах та мережах з метою реалізації встановленої політики
інформаційної безпеки. ФК8. Готовність брати участь у роботах з впровадження комп’ютерних систем та мереж, введення їх до експлуатації на об’єктах різного призначення. ФК9. Здатність системно адмініструвати, використовувати, адаптувати та експлуатувати наявні інформаційні технології та системи. ФК10. Здатність здійснювати організацію робочих місць, їхнє технічне оснащення, розміщення комп'ютерного устаткування, використання організаційних, технічних, алгоритмічних та інших методів і засобів захисту інформації. ФК12. Здатність ідентифікувати, класифікувати та описувати роботу програмно-технічних засобів, комп’ютерних та кіберфізичних систем, мереж та їхніх компонентів шляхом використання аналітичних методів і методів моделювання.

5
3. ПЕРЕДУМОВИ ДЛЯ ВИВЧЕННЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ
Передумовами вивчення навчальної дисципліни «Операційні системи» є опанування студентами курсу «Програмування», «Системне програмування»,
«Дискретна математика», «Архітектура комп’ютерів».
4. ОЧІКУВАНІ РЕЗУЛЬТАТИ НАВЧАННЯ
Відповідно до освітньої програми «Комп’ютерні системи та мережі»,
вивчення навчальної дисципліни повинно забезпечити досягнення здобувачами вищої освіти таких програмних результатів навчання (ПРН):
Програмні результати навчання
Шифр
ПРН
Знати і розуміти наукові положення, що лежать в основі функціонування комп’ютерних засобів, систем та мереж.
ПРН1
Знати новітні технології в галузі комп’ютерної інженерії.
ПРН3
Вміти розв’язувати задачі аналізу та синтезу засобів, характерних для спеціальності.
ПРН7
Вміти системно мислити та застосовувати творчі здібності до формування нових ідей
ПРН8
Вміти ідентифікувати, класифікувати та описувати роботу комп’ютерних систем та їх компонентів.
ПРН 13
Вміти виконувати експериментальні дослідження за професійною тематикою
ПРН15
Здатність адаптуватись до нових ситуацій обґрунтовувати, приймати та реалізовувати у межах компетенції рішення.
ПРН19
Очікувані результати навчання, які повинні бути досягнуті здобувачами освіти після опанування навчальної дисципліни «Захист інформації в комп’ютерних системах»:
Очікувані результати навчання з дисципліни
Шифр
ПРН
Розуміння основних нормативних положень, що лежать у основі організації операційних систем.
Вміння класифікувати операційні системи
ПРН 1,
3, 13
Маніпулювати основними командами та елементами файлової структури ОС Linux та Windows, управляти процесами мультипрограмної ОС
ПРН7,8
Користуватися програмними оболонками
ОС, оперувати механізмом вводу/виводу, користуватися мережевими можливостями ОС
ПРН 13

6
Вміти адмініструвати операційні системи.
ПРН 15,19
5. ЗАСОБИ ДІАГНОСТИКИ ТА КРИТЕРІЇ ОЦІНЮВАННЯ
РЕЗУЛЬТАТІВ НАВЧАННЯ
Робоча програма з дисципліни «Операційні системи» містить один модуль, який складається з двох змістовних модулів. Перший змістовий модуль складається з двох тем (Т1, Т2), другий із п’яти тем (Т1, Т2, Т3, Т4,
Т5). Використовуються методи усного контролю та письмового контролю.
Поточний контроль передбачає: опитування студентів під час захисту лабораторних робіт та опитування на лекціях; контрольні роботи,
індивідуальні, самостійні та тестові завдання. Підсумковий контроль передбачає екзамен.
Для контролю знань розроблено: перелік теоретичних питань,
(наведено в додатку); завдання для самостійної роботи, зі змістом яких студенти ознайомлюються на початку семестру.
Оцінка ECTS, яку студент отримує після вивчення кредитного модуля дисципліни, визначається відповідно до рейтингу студента. Рейтинг студента з кредитного модуля складається з балів, що він отримує протягом семестру за такі види робіт:
1. Модульна контрольна робота (МКР) тривалістю по 2 акад. години.
Максимальна кількість балів за МКР – 45 балів.
2. Виконання лабораторних робіт. Студенти виконують 8 лабораторних робіт (максимальна кількість балів – 40).
Бали із самостійної роботи студентів нараховуються за: підготовку рефератів, модернізацію завдань, за творчий підхід до виконання завдань, виконання завдань із удосконалення дидактичних матеріалів з дисципліни: 0-
15 балів за кожен модуль.
Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру: 100 балів.
Необхідною умовою допуску до іспиту є відсутність заборгованостей з лабораторних робіт та зарахування контрольних робіт. У кінці вивчення дисципліни виводиться рейтинговий бал.

7
12. Розподіл балів, які отримують студенти за модуль
Поточне тестування
С
ам ос тійн а роб от а
Пис ьм ов а конт роль на роб от а
С
ум а
Змістовий модуль 1
Змістовий модуль 2 15 45 100
T1
T2
T1
Т2
Т3
Т4 6
6 6
6 8
8
До складання іспиту допускаються лише студенти, які мають рейтинговий бал не менше 35. Екзамен з навчальної дисципліни студент може не складати, якщо він склав усі модулі та його влаштовує рейтингова оцінка. Студенти, які мають рейтинговий бал від 35 до 59 екзамен складають обов’язково. Студент може підвищити на екзамені оцінку, при цьому рейтингова оцінка не може бути зменшена.
За результатами виконання студентом навчальної програми впродовж семестру рекомендується виставляти заліки та екзамени без додаткового опитування за такою шкалою:
Шкала оцінювання (ECTS та національна)
Сумарні бали
Оцінка
ECTS
Екзамен (диф.залік)
Залік
90 – 100
A
Відмінно
Зараховано
82 – 89
B
Добре
74 – 81
C
64 – 73
D
Задовільно
60 – 63
E
35 – 59
FX
Незадовільно з можливістю повторного складання
Незараховано з можливістю повторного складання
1 – 34
F
Незадовільно з обов’язковим повторним вивченням дисципліни
Незараховано з обов’язковим повторним вивченням дисципліни

8
6. ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ
6.1. Зміст навчальної дисципліни
Змістовий
модуль
1.
Операційні
системи.
Організація
обчислювальних процесів в комп’ютерних системах.
Тема 1. ОС однопроцесорних та багатопроцесорних КС. Еволюція
ОС та її призначення. Основні концепції операційної системи. Еволюція операційних систем. Класифікація операційних систем. Основні функції операційної системи. Архітектура операційних систем. Багатошарова структура операційних систем. Ядро та допоміжні модулі. Підходи до реалізації архітектури ОС. Взаємодія ОС з апаратним забезпеченням.
Взаємодія ОС з прикладними програмами. Архітектура UNIX/Linux,
Windows. Основні поняття ОС однопроцесорних та багатопроцесорних КС.
Тема 2. Керування процесами і потоками. Процеси та потоки . Стани процесів і потоків. Керування процесами і потоками в UNIX/Linux та
Windows. Планування процесів і потоків. Види планування. Алгоритми планування. Реалізація планування в UNIX/Linux та Windows. Міжпроцесова взаємодія. Взаємодія потоків. Основні принципи і проблеми взаємодії потоків. Базові механізми синхронізації потоків. Види міжпроцесової взаємодії. Взаємоблокування. Використання багатопотоковості.
Змістовий модуль 2. Оптимізація роботи ОС.
Тема 1. Керування оперативною пам’яттю Управління пам’яттю.
Функції операційної системи по управлінню пам’яттю. Віртуальна пам’ять.
Сторінкова організація пам’яті. Сторінково-сегментна організація пам’яті.
Динамічний розподіл пам’яті. Свопінг.
Тема 2. Файлові системи. Логічна організація файлової системи.
Фізична організація файлової системи. Реалізація файлових систем.
Тема 3.
Керування введенням-виведенням
Організація підсистеми введення-виведення. Способи виконання операцій введення-виведення.
Таймери і системний час.
Тема 4. Завантаження, установка та експлуатація ОС. Загальні принципи завантаження ОС. Завантаження Linux та Windows. Основні правила експлуатації ОС. Сучасні технології проектування ОС.

9
6.2. Структура навчальної дисципліни
Назви змістових модулів і тем
Кількість годин
Денна форма
Ус ьог о у тому числі ле кції
пра кт ич ні
ла бора торні
інд ив
ід уа ль на роб от а са м
ос тійн а роб от а
1
2
3
4
5
6
7
Змістовий модуль 1. Операційні системи. Організація
обчислювальних процесів в комп’ютерних системах
Тема 1. ОС однопроцесорних та багатопроцесорних КС.
24 6
–
8
–
10
Тема 2. Керування процесами і потоками 20 6
–
4
–
10
Разом за змістовим модулем 1 44 12
–
12
–
20
Змістовий модуль 2. Оптимізація роботи ОС
Тема
1.
Керування оперативною пам’яттю.
9 2
–
2
–
5
Тема 2. Файлові системи
11 4
2 5
Тема
3.
Керування введенням- виведенням
9 2
2 5
Тема 4. Завантаження, установка та експлуатація ОС.
17 2
4 11
Разом за змістовим модулем 2 46 10
–
10
–
26
Усього годин
90
22
–
22
46
6.3. Теми лабораторних занять
№
з/п
Назва теми
Кількість
годин
Модуль 1
1
Знайомство з ОС Linux. Вивчення графічної оболонки.
2 2
Основи роботи з пакетом Open Office.org.
2 3
ОС Linux. Текстовий режим режим функціонування.
2 4
ОС Linux. Архіватори та редактори текстів.
2 5
Управління процесами і потоками в ОС Linux та
Windows.
4 6
Управління пам’яттю.
2 7
Вивчення файлової системи і функцій по обробці та управління даними.
4 8
Програмування в Linux.
4
Разом
22

10
6.4. Самостійна робота
№
з/п
Назва теми
Кількість
годин
1
Дистрибутиви Linux
5 2
ОС однопроцесорних та багатопроцесорних КС
5 3
Використання багатопотоковості в Linux.
5 4
Використання багатопотоковості в Windows.
5 5
Організація пам’яті в Linux.
5 6
Організація пам’яті в Windows.
2 6
Файлова система Linux.
5 7
Файлова система Windows.
5 8
Shell – програмування
5 9
Сучасні ОС
4
Разом
46
7. ІНСТРУМЕНТИ, ОБЛАДНАННЯ ТА ПРОГРАМНЕ
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ,
ВИКОРИСТАННЯ ЯКИХ ПЕРЕДБАЧАЄ НАВЧАЛЬНА ДИСЦИПЛІНА
Лабораторні роботи виконуються на персональних комп’ютерах із встановленою операційною системою Windows, Linux. Програмне забезпечення: пакет Microsoft Windows або LibreOffice, OpenOffice.org і т.д.
8. РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА
Базова
1. Зайцев В.Г. Операційні системи: [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студ. спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» / В. Г. Зайцев, І. П.
Дробязко; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 3
Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. – 240 с.
2. Погребняк Б.І. Операційні системи : навч. посібник / Б. І. Погребняк, М. В.
Булаєнко ; Харків. нац. ун-т міськ. госп-ва ім. О. М. Бекетова. – Харків :
ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2018. – 104 с.
3. Шеховцов В. А. Операційні системи / В. А. Шеховцов. – Київ : Видавнича група BHV, 2005. – 576 с.: іл
4. Я.М. Глинський. В.А. Ряжевська. Linux – Практикум з інформатики, навчальний посібник. – Львів, 2004.
5. Гапак О.М. Методичні вказівки і завдання до лабораторних робіт з курсу
«Операційні системи» для студентів 3-го курсу інженерно-технічного факультету, напрям підготовки «Комп‘ютерна інженерія»/ О.М. Гапак -
Ужгород , ПП «АУТДОР - ШАРК»- 2015.- 67с.

11
Додаткова
1.
Олифер В.Г. Сетевые операционные системы / В.Г. Олифер, Н.А.
Олифер – СПб: Питер, 2001. – 544 с.
2. Таненбаум Э. Современные операционные системы / Э. Таненбаум. – 3-е изд. – СПб. : Питер, 2010. – 1120 с.
3. www.linux.org.ua
4. www.gnu.org
9. ДОДАТКИ
Перелік питань до модульного контролю
Модуль 1
1.
Linux. Історія розвитку. Структура. Основні команди.
2.
ОС основні компоненти та її призначення.
3.
Еволюція ОС.
4.
Класифікація ОС (за областю застосування та особливістю апаратних платформ; за особливостями алгоритмів управління ресурсів; за особливостями методів побудови.
5.
Функціональні компоненти ОС (керування процесами та потоками, керування пам’яттю..).
6.
Архітектура ОС. Ядро системи та системне програмне забезпечення.
7.
Підходи до реалізації архітектури ОС (монолітні системи, багаторівневі системи, з мікроядром, системи віртуальних машин).
8.
Взаємозв’язок ОС та апаратного забезпечення
9.
Взаємозв’язок ОС та прикладних програм.
10.
Базові поняття процесів та потоків (складові елементи та моделі.
11.
Багато потоковість, способи реалізації моделі потоків (схема М:1, 1:1,
М:N).
12.
Стани процесів та потоків.
13.
Керуючі блоки процесів та потоків та їх образи.
14.
Створення та завершення процесів та потоків. Керування адресним простором під час створення процесів. Особливості завершення процесів.
15.
Керування процесами в Linux(загальні поняття).
16.
Керування процесами в Windows(загальні поняття).
17.
Загальні принципи планування процесів та потоків.
18.
Види планування процесів та потоків.
19.
Алгоритми планування (FIFO, кругове, із пріоритетами, на підставі характеристик подальшого виконання, багаторівневі черги зі зворотнім зв’язком, лотерейне планування).
20.
Реалізація планування в Linux.
21.
Реалізація планування в Windows.
22.
Принципи та проблеми взаємодії потоків (проблема змагання).
23.
Критичні секції та блокування.

12 24.
Механізми синхронізації потоків (семафори, м’ютекси, умовні змінні, монітори, синхронізація за принципом бар’єра, блокування читання- записування).
25.
Проблеми виникнення „голодування” під час використання блокування читання-записування.
26.
Механізми синхронізації в Linux.
27.
Механізми синхронізації в Windows.
28.
Міжпроцесова взаємодія. Види міжпроцесової взаємодії.
29.
Взаємні блокування. Проблеми взаємних блокувань. Умови взаємних блокувань. Визначення і знищення блокувань, запобігання блокуванням.
30.
Використання потоків для організації паралельних обчислень.(підхід ведучого-веденого, портфеля задач, конвеєра).
Модуль 2
1.
Управління пам’яттю. Методи розподілу без використання дискового простору.
2.
Управління пам’яттю. Методи розподілу з використання дискового простору. Віртуальна пам’ять.
3.
Сегментний розподіл.
4.
Сторінковий розподіл.
5.
Сегментно-сторінковий розподіл. Стопінг.
6.
Файли (імена, структура, типи, доступ, атрибути, операції).
Порівняльна характеристика для Windows, Linux.
7.
Каталоги (одно рівневі, дворівневі, ієрархічна структура, ім’я, шлях, операції над каталогами в Windows, Linux).
8.
Реалізація файлової системи.
Структура файлової системи.
Монтування.
9.
Продуктивність файлової системи. Різні підходи до організації продуктивності.
10.
Надійність файлової системи. Резервне копіювання.
11.
Журнальовані файлові системи.
12.
Віртуальна файлова система VFS.
13.
Файлові системи лінії Linux.
14.
Файлові системи лінії Windows.
15.
Системний реєстр Windows XP.
16.
Фізична і логічна організація введення-виведення (прилади, контролери, драйвери).
17.
Введення-виведення в режимі користувача(синхронне, асинхронне…).
18.
Вимоги до сучасних
ОС
(продуктивність, розширюваність, переносимість, надійність).
19.
Безпека ОС. Аудентифікація. Авторизація. Аудит. Конфіденційність.
Цілісність. Доступність даних.