Wydział Biotechnologii i Hodowli Zwierząt - Bioinformatyka (S1)
specjalność: Systemy informatyczne w biologii
Sylabus przedmiotu Systemy operacyjne:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Bioinformatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk przyrodniczych, nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Systemy operacyjne | ||
| Specjalność | Systemy informatyczne w biologii | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Oprogramowania | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Jerzy Pejaś <Jerzy.Pejas@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Tomasz Hyla <Tomasz.Hyla@zut.edu.pl>, Witold Maćków <Witold.Mackow@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Student powinien mieć zaliczonne kursy Matematyka Dyskretna, Architektura Systemów Komputerowych, Podstawy Informatyki |
| W-2 | Student powninien znać podstawy programowania w języku C, pojęcie algorytmu i podstawowe struktury danych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z ogólną strukturą systemu operacyjnego oraz jego podstawowymi zadaniami |
| C-2 | Kształtowanie umiejętności z zakresu synchronizowania procesów i programowania współbieżnego oraz doboru algorytmów szeregowania procesów |
| C-3 | Uświadomienie studentowi złożoności systemów operacyjnych, w tym wyjaśnienie potencjalnych żródeł powstawania blokad |
| C-4 | Kształtowanie umiejętności posługiwania się system operacyjnym Unix/Linx oraz WIndows XP/7 |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Instalacja i konfiguracja maszyny wirtualnej z systemem Unix/Linux | 2 |
| T-L-2 | Podstawowe polecenia użytkownika i administratora systemu Unix/Linux | 2 |
| T-L-3 | Procesy w systemie operacyjnym | 2 |
| T-L-4 | Filtry strumienie standardowe oraz przetwarzanie potokowe | 2 |
| T-L-5 | Tworzenie skryptów powłoki systemu operacyjnego | 2 |
| T-L-6 | Podstawy programowania w systemie Linux (gcc, GNU make, gdb) | 2 |
| T-L-7 | Programownaie w systemie Unix/Linux - obsługa systemu plików | 2 |
| T-L-8 | Podstawy programowania w systemie Unix/Linux - obsługa procesów | 2 |
| T-L-9 | Programowanie wątków z wykorzystaniem bibliotek pthread | 2 |
| T-L-10 | Komunikacja międzyprocesowa z wykorzystaniem łącz FIFO | 2 |
| T-L-11 | Komunikacja międzyprocesowa z wykorzystaniem kolejek komunikatów | 2 |
| T-L-12 | Komunikacja międzyprocesowa z wykorzystaniem pamięci współdzielonej | 2 |
| T-L-13 | Komunikacja międzyprocesowa z wykorzystaniem gniazd | 2 |
| T-L-14 | Analiza struktury systemu plików EXT2 | 2 |
| T-L-15 | Programowanie ładowalnych modułów jądra LKM | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie: podstawowe pojęcia, zadania i ogólna struktura systemu operacyjnego | 2 |
| T-W-2 | Procesy i wątki | 2 |
| T-W-3 | Planowanie przydziału procesora | 2 |
| T-W-4 | Synchronizacja i blokady procesów | 3 |
| T-W-5 | Zarządzanie pamięcią | 2 |
| T-W-6 | Pamięć wirtualna | 2 |
| T-W-7 | System plików | 2 |
| T-W-8 | Podstawy programowania w systemie operacyjnym (gcc, GNU make, gdb, biblioteki statyczne i dynamiczne) | 2 |
| T-W-9 | Podstawy programowania systemowego (procesy i mechanizmy IPC, sygnały, wątki poziomu jądra, pliki i katalogi, potoki) | 4 |
| T-W-10 | Architektura jądra Linux. Zarządzanie pamięcią i procesami | 3 |
| T-W-11 | Architektura jądra Linux. Wirtualny system plików VFS | 1 |
| T-W-12 | Budowa systemu plików z rodziny EXT | 2 |
| T-W-13 | Architektura jądra Linux. Ładowalne moduły jadra LKM | 1 |
| T-W-14 | Architektura jądra Linux. Urządzenia i sterowniki | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Przygotowanie sprawozdan laboratoryjnych w domu | 20 |
| A-L-3 | Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów | 25 |
| 75 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Udział, dyskusje i rozwiazywanie problemów formułowanych podczas wykładów | 30 |
| A-W-2 | Przygotowanie do egzaminu i udział w egzaminie | 28 |
| A-W-3 | Udział w konsultacjach do wykładu | 2 |
| A-W-4 | Utrwalanie i poszerzanie wiedzy (literatura, internet) | 15 |
| 75 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjno-konwersatoryjny |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Ocena na podstawie wejsciówki, stopnia wykonania (pod koniec zajec) scenariuszy formułowanych w oparciu o konspekty laboratoryjne i/lub sprawozdania z zajec |
| S-2 | Ocena formująca: Udział w dyskusjach prowadzonych w trakcie zajęć |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Test (jednokrotnego lub wielokrotnego wyboru) oraz pytania otwarte (zadania problemowe) |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BI_1A_BII-S-D11_W01 Student rozumie rolę i zadania systemu operacyjnego komputera | BI_1A_W15, BI_1A_W11 | P1A_W04, P1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W08 | InzA_W01, InzA_W02, InzA_W03, InzA_W05 | C-1, C-3 | T-L-2, T-L-3, T-W-1, T-W-2, T-W-5, T-W-7, T-L-9, T-L-15, T-W-11, T-W-12, T-W-10 | M-1, M-2 | S-1, S-3 |
| BI_1A_BII-S-D11_W02 Student potrafi wyjaśnić oraz zidentyfikować praktyczne problemy związane funkcjonowaniem i użytkowaniem systemu operacyjnego | BI_1A_W10 | P1A_W04, P1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05, T1A_W07 | InzA_W01, InzA_W02 | C-1, C-3 | T-L-4, T-L-5, T-L-7, T-L-8, T-W-2, T-W-4, T-W-5, T-L-11, T-L-15, T-L-14, T-L-10, T-L-9 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
| BI_1A_BII-S-D11_W03 Student rozumie problemy programowania systemowego oraz współbieżnego, zarządzania pamięcią operacyjną oraz pamięcią zewnętrzną (w szczególności pamięcią dyskową), warunki powstawania oraz unikania blokad | BI_1A_W10, BI_1A_W09 | P1A_W04, P1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05, T1A_W06, T1A_W07 | InzA_W01, InzA_W02, InzA_W05 | C-2, C-3 | T-L-3, T-L-7, T-L-8, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-12, T-W-13, T-L-13, T-W-10, T-L-11, T-L-10, T-W-11, T-L-12, T-W-14, T-L-9 | M-1, M-2 | S-1, S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BI_1A_BII-S-D11_U01 Student potrafi korzystać z funkcji systemowych systemu operacyjnego Unix/Linux na poziomie programów pisanych w języku C | BI_1A_U11, BI_1A_U09 | P1A_U01, P1A_U03, P1A_U04, P1A_U05, P1A_U09, T1A_U01, T1A_U02, T1A_U05, T1A_U07, T1A_U09, T1A_U13, T1A_U15, T1A_U16 | InzA_U01, InzA_U03, InzA_U05, InzA_U07, InzA_U08 | C-2, C-3 | T-L-7, T-L-8, T-W-1, T-W-2, T-W-4, T-W-7, T-L-10, T-L-9, T-L-12, T-L-13, T-L-11 | M-1, M-2 | S-1, S-3 |
| BI_1A_BII-S-D11_U02 Student potrafi rozwiązywać klasyczne problemy synchronizacji, w tym problem producenta-konsument i pięciu filozofów | BI_1A_U09, BI_1A_U11 | P1A_U01, P1A_U03, P1A_U04, P1A_U05, P1A_U09, T1A_U01, T1A_U02, T1A_U05, T1A_U07, T1A_U09, T1A_U13, T1A_U15, T1A_U16 | InzA_U01, InzA_U03, InzA_U05, InzA_U07, InzA_U08 | C-2, C-3 | T-L-3, T-L-8, T-W-2, T-W-4, T-L-9, T-L-13 | M-1, M-2 | S-1, S-3 |
| BI_1A_BII-S-D11_U03 Student potrafi obsługiwać, konfigurować i użytkować system operacyjny Linux oraz Windows XP/7 | BI_1A_U09, BI_1A_U11 | P1A_U01, P1A_U03, P1A_U04, P1A_U05, P1A_U09, T1A_U01, T1A_U02, T1A_U05, T1A_U07, T1A_U09, T1A_U13, T1A_U15, T1A_U16 | InzA_U01, InzA_U03, InzA_U05, InzA_U07, InzA_U08 | C-4 | T-L-2, T-L-5, T-L-1 | M-2 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BI_1A_BII-S-D11_K01 Student jest kreatywny i przygotowany do wykorzystywania oraz ustawicznego zdobywania wiedzy | BI_1A_K03 | P1A_K01, P1A_K02, P1A_K05, P1A_K07, P1A_K08, T1A_K01, T1A_K06, T1A_K07 | InzA_K02 | C-3 | T-L-2, T-L-1, T-W-1, T-W-4, T-W-10, T-W-11, T-L-15, T-W-12 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BI_1A_BII-S-D11_W01 Student rozumie rolę i zadania systemu operacyjnego komputera | 2,0 | nie spełnia kryteriów okreslonych dla oceny 3 |
| 3,0 | potrafi wymienić i zdefiniować wybrane podstawowe role i zadania systemu operacyjnego | |
| 3,5 | potrafi wymienić i zdefiniować dowolne podstawowe role i zadania systemu operacyjnego | |
| 4,0 | potrafi precyzyjnie opisać wybrane role i zadania systemu operacyjnego | |
| 4,5 | potrafi precyzyjnie opisać dowolne role i zadania systemu operacyjnego | |
| 5,0 | potrafi objaśnić wpływ architektury systemu komputerowego na role i zadania systemu operacyjnego | |
| BI_1A_BII-S-D11_W02 Student potrafi wyjaśnić oraz zidentyfikować praktyczne problemy związane funkcjonowaniem i użytkowaniem systemu operacyjnego | 2,0 | nie spełnia kryteriów określonych dla oceny 3 |
| 3,0 | potrafi wymienić wybrane podstawowe elementy składowe systemu operacyjnego mające wpływ na jego funkcjonowanie i użytkowanie | |
| 3,5 | potrafi wymienić dowolne podstawowe elementy składowe systemu operacyjnego mające wpływ na jego funkcjonowanie i użytkowanie | |
| 4,0 | potrafi precyzyjnie opisać wybrane podstawowe elementy składowe systemu operacyjnego mające wpływ na jego funkcjonowanie i użytkowanie | |
| 4,5 | potrafi precyzyjnie opisać dowolne podstawowe elementy składowe systemu operacyjnego mające wpływ na jego funkcjonowanie i użytkowanie | |
| 5,0 | potrafi objaśnić wpływ architektury systemu komputerowego na funkcjonowanie i użytkowanie systemu operacyjnego | |
| BI_1A_BII-S-D11_W03 Student rozumie problemy programowania systemowego oraz współbieżnego, zarządzania pamięcią operacyjną oraz pamięcią zewnętrzną (w szczególności pamięcią dyskową), warunki powstawania oraz unikania blokad | 2,0 | nie spełnia kryteriów określonych dla oceny 3 |
| 3,0 | potrafi wymienić wybrane podstawowe problemy programowania systemowego oraz współbieżnego, zarządzania pamięcią operacyjną oraz pamięcią zewnętrzną (w szczególności pamięcią dyskową), warunki powstawania oraz unikania blokad | |
| 3,5 | potrafi wymienić dowolne podstawowe problemy programowania systemowego oraz współbieżnego, zarządzania pamięcią operacyjną oraz pamięcią zewnętrzną (w szczególności pamięcią dyskową), warunki powstawania oraz unikania blokad | |
| 4,0 | potrafi opisać wybrane podstawowe problemy programowania systemowego oraz współbieżnego, zarządzania pamięcią operacyjną oraz pamięcią zewnętrzną (w szczególności pamięcią dyskową), warunki powstawania oraz unikania blokad | |
| 4,5 | potrafi opisać dowolne podstawowe problemy programowania systemowego oraz współbieżnego, zarządzania pamięcią operacyjną oraz pamięcią zewnętrzną (w szczególności pamięcią dyskową), warunki powstawania oraz unikania blokad | |
| 5,0 | potrafi przeanalizować poprawność działania dowolnego programu systemowego z ziamplementowanyhmi mechanizmami synchronizacji oraz zarządzania procesami i pamięcią. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BI_1A_BII-S-D11_U01 Student potrafi korzystać z funkcji systemowych systemu operacyjnego Unix/Linux na poziomie programów pisanych w języku C | 2,0 | nie spełnia kryteriów określonych dla oceny 3 |
| 3,0 | - potrafi w stopniu podstawowym użyć kompilator gcc oraz debuger gdb - potrafi w stopniu podstawowym posługiwać się dostępną w systemie dokumentacją dotyczącą funkcji systemowych | |
| 3,5 | potrafi efektywnie użyć wybrane podstawe mechanizmy systemowe (obsługa plików, zarządzanie procesami) | |
| 4,0 | potrafi efektywnie użyć dowolne podstawe mechanizmy systemowe (obsługa plików, zarządzanie procesami) | |
| 4,5 | potrafi napisać program składajacy się z minimum trzech niezależnych procesów | |
| 5,0 | potrafi napisać program składajacy się z minimum trzech kooperujących ze sobą procesów | |
| BI_1A_BII-S-D11_U02 Student potrafi rozwiązywać klasyczne problemy synchronizacji, w tym problem producenta-konsument i pięciu filozofów | 2,0 | nie spełnia kryteriów określonych dla oceny 3 |
| 3,0 | potrafi analizować poprawność wybranych podstawowych problemów sychronizacji | |
| 3,5 | potrafi analizować poprawność dowolnych podstawowych problemów sychronizacji | |
| 4,0 | potrafi zastosować wybrane mechanizmy synchronizacji do rozwiązania podstawowych problemów synchronizacji | |
| 4,5 | potrafi zastosować wybrane mechanizmy synchronizacji do rozwiązania zaawansowanych problemów synchronizacji | |
| 5,0 | spełnia wymagania na ocenę 4,5 oraz dodatkowo potrafi w stopniu zaawansowanym zastosować wybrane mechanizmy synchronizacji wbudowane w komercyjne system operacyjne | |
| BI_1A_BII-S-D11_U03 Student potrafi obsługiwać, konfigurować i użytkować system operacyjny Linux oraz Windows XP/7 | 2,0 | nie spełnia kryteriów określonych dla oceny 3 |
| 3,0 | potrafi użytkować system operacyjny Linux na poziomie interfejsu tekstowego w zakresie podstawowych poleceń użytkownika | |
| 3,5 | potrafi użytkować system operacyjny Linux na poziomie interfejsu tekstowego w zakresie podstawowych poleceń użytkownika i administratora | |
| 4,0 | potrafi obsługiwać i użytkować system operacyjny Linux na poziomie interfejsu tekstowego w zakresie zaawansowanych poleceń użytkownika i administratora | |
| 4,5 | potrafi obsługiwać, użytkować i konfigurować system operacyjny Linux na poziomie interfejsu tekstowego w zakresie zaawansowanych poleceń administratora | |
| 5,0 | spełniaj wymagania na ocenę 4,5 oraz dodatkowo potrafi skonfigurować jądro systemu operacyjnego zgodnie z określonymi wymaganiami, skompilować je i zainstalować. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BI_1A_BII-S-D11_K01 Student jest kreatywny i przygotowany do wykorzystywania oraz ustawicznego zdobywania wiedzy | 2,0 | brak umiejętności samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie |
| 3,0 | dostateczna umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie, wymaga bardzo częstej pomocy nauczyciela | |
| 3,5 | ponad dostateczne umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie, wymaga częstej pomocy nauczyciela | |
| 4,0 | dobra umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie, wymaga rzadkiej pomocy nauczyciela | |
| 4,5 | ponad dobra umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie, wymaga bardzo rzadkiej pomocy nauczyciela | |
| 5,0 | wyróżniająca umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie, potrafi bez pomocy nauczyciela wykonać wszystkie ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z otrzymanymi konspektami |
Literatura podstawowa
- A.Silberschatz, I.Peterson, P.Galvin, Podstawy systemów operacyjnych, WNT, Warszawa, 2006, Wyd. VII
- W. Stallings, Systemy operacyjne - struktura i zasady budowy, PWN, Warszawa, 2006, Wyd. III
Literatura dodatkowa
- A.S.Tanenbaum, Rozproszone systemy operacyjne, WNT, Warszawa, 1997
- M. Ben-Ari, Podstawy programowania współbieżnego i rozproszonego, WNT, WNT, 1996
- K. Wall, Linux – programowanie w przykładach, Mikom, Warszawa, 2005