Основные составляющие и принципы, на которых основаны дисциплины связанные с обучением работе в современных операционных систем

Багаев Д.В.,
к.т.н., доцент (Dmitry_bag@mail.ru)
Ковровская государственная технологическая академия им. В.А. Дегтярева

В работе приведен опыт работы по преподаванию курса "Операционные системы" "Системное программное обеспечение" и "Специальные операционные системы" в рамках учебного процесса для специальности 2203 и 2101. Рассмотрены разработанные программные позволяющие глубже и нагляднее понять различные процессы, происходящие в современных операционных системах.

Операционная система (ОС) предоставляет программистам удобную абстракцию аппаратного обеспечения компьютера, а также управляет разделением ресурсов между пользователями. Основные составляющие и принципы, на которых основаны дисциплины изучающиеся ОС, главным образом должны рассматривать:

• вопросы, влияющие на проектирование ОС;
• принципы реализации современных ОС;
• и технологии использования ОС, например, при работе со сложным техническим объектом, таким как робот.

Учебные курсы в данной области обычно включают практические занятия, позволяющие студентам экспериментировать с ОС. Изучение внутренней структуры операционных систем отражается на таких областях, как программирование с повышенными требованиями к надежности, проектирование и реализация алгоритмов, разработка современных устройств, создание виртуальных сред, кэширование документов в Internet, создание безопасных и защищенных систем, управление сетями и многих других.

В течение многих лет ОС и их абстракции становились все более сложными по сравнению с обычными прикладными программами. Прежде чем перейти к изучению реализацию внутренних алгоритмов и структур данных, необходимо убедиться, что студенты осознают, насколько широко в современном мире используются ОС. Поэтому данная тема связана как с использованием ОС, так и с их проектированием и реализацией. Многие идеи, возникшие в процессе разработки ОС, нашли приложения в других областях информатики, например, в параллельном программировании. Изучение внутренней структуры ОС отражается на таких областях, как программирование с повышенными требованиями к надежности, проектирование и реализация алгоритмов, разработка современных устройств, создание виртуальных сред, кэширование документов в Internet, создание безопасных и защищенных систем, управление сетями и многих других.

Основные составляющие и принципы современных ОС

Вопрос проектирования ОС представляет собой в большей мере инженерный проект, нежели точную науку. В этой области значительно труднее наметить ясные цели и достичь их [2-3]. В нашем случае, когда речь идет об универсальном подходе к проектированию, проектируемая система в первую очередь должна обладать следующими качествами:

• определение абстракций;
• предоставление примитивных операций;
• обеспечение изоляций;
• управление аппаратурой.

Для процесса реализации современных ОС особо важное значение имеют следующие концепции:

• способы построения ядра системы;
• построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода;
• наличие нескольких прикладных сред;
• распределенная организация операционной системы.

Технологии использования ОС (например, при работе со сложным техническим объектом, таким как робот).

Здесь особо следует отметь, о надежной работы любой ОС, и на современном этапе, доказательство надежности в работе доказали только ОС реального времени.

Описанные выше составляющие и принципы современных ОС, раскрывают глубокий теоретический материал, однако следует особо отметить практическую значимость данной стороны вопроса, а это решается с помощью разработки различных виртуальных учебников, программ, мультимедийных комплексов и другого рода материла. Поэтому, чтобы детально раскрыть практическую значимость, приведенного выше материала, автором разработан учебный образовательный комплекс (УОК).

Литература:

1. Багаев Д.В., А.А.Терентьев, Д.С. Усанов Виртуальный учебный комплекс "Операционные системы" // Туполевские чтения: Международная молодежная научная конференция, посвященная 1000-летию города Казани, 10-11 ноября 2005 года: Материалы конференции. Том III. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та. 2005. 107-108 с.
2. swd.ru - отчет об использование в КГТА в рамках образовательной программы "QNX для вузов" операционной системы QNX Neutrino 6.3.
3. Багаев Д.В., Симаков А.Л. и др. Применение концепции систем реального времени для процессов управления сложными техническими объектами. //Промышленные АСУ и контроллеры. 2007 (в печати).