Рабочая программа дисциплины "Системное программирование"

• 
  осваивать методики использования программных средств для решения практических задач (ПК-2 ФГОС);
  
• 
  разрабатывать компоненты программных комплексов и баз данных, использовать современные инструментальные средства и технологии программирования (ПК-5 ФГОС);
  
• 
  обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6 ФГОС).
  

4.1 Аннотированное содержание разделов дисциплины:

1. 
   Введение
   

1. 
   Вводная информация: предмет курса; содержание теоретического материала курса; содержание цикла лабораторных работ, список литерататуры для изучения.
   
2. 
   Системное программное обеспечение: основные понятия и их определения; расположение СПО в общей структуре ЭВМ, классификация и структура СПО; организация взаимодействия между аппаратурой ЭВМ, СПО и прикладным ПО.
   
3. 
   Классификация системных программ: операционная система, загрузчики, трансляторы, компиляторы и интерпретаторы, отладчики, утилиты.
   
4. 
   Интерфейс операционной системы: основные принципы и стандарты; системные вызовы; интерфейсы WinAPI, POSIX API; 32 и 64 разрядные интерфейсы; проблема локализации, стандарты ANSI и UNICODE.
   
5. 
   Средства разработки Windows-программ, используемые при изучении дисциплины: Visual Studio
   

2. 
   Особенности выполнения программ
   

1. 
   Объекты ядра: создание, уничтожение, таблица описателей, учет пользователей объектов ядра, наследование.
   
2. 
   Процесс выполнения программ: создание, завершение процессов и потоков.
   
3. 
   Синхронизация потоков: механизмы синхронизации (семафоры, мониторы, сообщения, барьеры).
   
4. 
   Решение классических проблем синхронизации: проблема обедающих философов, проблема читателей и писателей, проблема спящего брадобрея.
   
5. 
   Реализация синхронизации: синхронизация потоков в пользовательском режиме; синхронизация потоков с использованием объектов ядра
   
6. 
   Межпроцессные взаимодействия (IPC): механизмы, каналы, очереди сообщений, разделяемые сегменты памяти, сокеты, вызов удаленных процедур (RPC).
   

3. 
   Ввод-вывод
   

1. 
   Принципы аппаратуры ввода-вывода: устройства, контроллеры устройств; ввод-вывод, отображаемый на адресное пространство памяти; прямой доступ к памяти (DMA); настройка адресов и защита.
   
2. 
   Принципы программного обеспечения ввода-вывода: задачи ПО; управляемый прерываниями ввод-вывод; ввод-вывод с использованием DMA.
   
3. 
   Программные уровни ввода-вывода: обработчики прерываний, драйверы устройств, независимое от устройств ПО ввода-вывода; ПО ввода-вывода пространства пользователя.
   
4. 
   Подсистема ввода-вывода в MS Windows XP: компоненты ввода-вывода и их взаимодействие; объекты, осуществляющие взаимодействие; драйвера.
   

4. 
   Файловые системы
   

1. 
   Файлы: структура и типы файлов; доступ к файлу; атрибуты файла; операции с файлами; файлы, проецируемые в память. Синхронный и асинхронный ввод/вывод.
   
2. 
   Каталоги: одноуровневые, двухуровневые и иерархические системы каталогов; операции с каталогами
   
3. 
   Реализация файловой системы: структура файловой системы, реализация файлов и каталогов; совместно используемые файлы; надежность и производительность файловой системы
   
4. 
   Взаимоблокировки, их обнаружение. Избежание взаимоблокировок; безопасные и небезопасные состояния.
   

5. 
   Драйвера устройств
   

1. 
   Драйвера: задачи, классификация и особенности их функционирования, основные свойства и характеристики; драйвера в OC MS Windows и Unix.
   
2. 
   Организация работы подсистемы управления внешними устройствами в MS Windows 2000: типы драйверов; стек драйверов; загрузка, инициализация и выгрузка драйверов; инсталляция драйверов; синхронный и асинхронный ввод-вывод; выполнение операций ввода-вывода; Plug and Play;
   
3. 
   Унифицированная модель разработки драйверов для Windows платформ (WDM): свойства; структура драйвера и принципы функционирования; интерфейс Native API методы и средства разработки; управление памятью, работа со строками, осуществление операций ввода-вывода; драйвер-фильтр;
   

6. 
   Подсистема безопасности
   

1. 
   Подсистема безопасности: цели; защита объектов; аудит; права и привилегии; выполнение действий от другого имени; аутентификация
   
2. 
   Реализация подсистемы безопасности в MS Windows 2000 и Unix: компоненты, основные принципы и механизмы защиты.
   

7. 
   Службы, особенности их создания и работы
   
   1. 
      Назначение, особенности их работы.
      
   2. 
      Создание, запуск, удаление службы.