Данный документ содержит методические указания для студентов бакалавриата по выполнению рейтинговой работы (домашней творческой работы) по дисциплине «Операционные системы». В материале представлены правила выбора варианта задания, подробные условия 14 вариантов задач, рекомендации по подготовке, строгие требования к оформлению документа в формате Word, а также детальная балльная шкала и критерии оценки работы преподавателем.
Кафедра информационных систем
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению рейтинговой работы по дисциплине «Операционные системы»
Уровень высшего образования: Бакалавриат
Москва 2017
СОДЕРЖАНИЕ
- ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
- ЗАДАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РЕЙТИНГОВОЙ РАБОТЫ
- РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РЕЙТИНГОВОЙ РАБОТЫ
- ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РЕЙТИНГОВОЙ РАБОТЫ
- КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ РЕЙТИНГОВОЙ РАБОТЫ
- ПРИЛОЖЕНИЕ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Рейтинговая работа по дисциплине выполняется обучающимся в ходе самостоятельной работы и является обязательным элементом балльно-рейтинговой системы (БРС) Университета.
Рейтинговая работа – Домашняя творческая работа
Домашняя творческая работа – самостоятельная письменная работа, требующая от обучающегося умения собирать и систематизировать материал, сравнивать, сопоставлять и обобщать его, формулировать обоснованные выводы и предложения. Выполнение домашней творческой работы ориентировано на развитие интеллектуальных способностей и повышение творческого потенциала обучающихся.
Выполнение домашней творческой работы рассчитано на обретение навыков правильного применения полученных теоретических знаний в конкретных условиях, умения абстрактно мыслить, развитие профессиональных компетенций в целом.
Задание для контрольной работы разработано в 14 вариантах.
Выбор варианта контрольной работы по начальной букве фамилии:
- Вариант 1 – «А» — «Б»
- Вариант 2 – «В» — «Г»
- Вариант 3 – «Д» — «Е»
- Вариант 4 – «Ж» — «З»
- Вариант 5 – «И» — «К»
- Вариант 6 – «Л» — «М»
- Вариант 7 – «Н» — «О»
- Вариант 8 – «П» — «Р»
- Вариант 9 – «С» — «Т»
- Вариант 10 – «У» — «Ф»
- Вариант 11 – «Х» — «Ц»
- Вариант 12 – «Ч» — «Ш»
- Вариант 13 – «Щ» — «Э»
- Вариант 14 – «Ю» — «Я»
2. ЗАДАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РЕЙТИНГОВОЙ РАБОТЫ
Вариант 1
Модель алгоритма планирования потоков, основанного на квантовании
1. Исходные данные:
- фиксированная единая очередь потоков с заданным временем выполнения,
- фиксированная величина кванта процессорного времени,
- количество процессоров — 1,
- кратчайшая задача — первая.
2. Результаты работы модели должны включать:
- среднее время выполнения коротких и длинных потоков.
Вариант 2
Модель преобразования виртуального адреса в физический адрес
1. Исходные данные:
- организация виртуальной памяти – двухуровневая страничная,
- разрядность виртуального адреса – 28 бит,
- размер физической страницы – 4 Кбайт,
- количество физических страниц в таблице страниц второго уровня – 256,
- объем оперативной памяти – 64 физические страницы,
- заполнение таблицы страниц – с использованием датчика случайных чисел,
- виртуальный адрес вводится с клавиатуры.
2. Результаты работы модели должны включать:
- виртуальный адрес,
- физический адрес,
- содержимое таблиц страниц первого и второго уровней.
Вариант 3
Модель преобразования виртуального адреса в физический адрес.
1. Исходные данные:
- организация виртуальной памяти – страничная с TLB (буфером быстрой переадресации),
- емкость TLB – 16 записей,
- разрядность виртуального адреса – 32,
- размер физической страницы – 4 Кбайт,
- объем оперативной памяти – 256 физических страниц,
- количество физических страниц в таблице страниц процесса не более 32,
- заполнение таблицы страниц и TLB – датчиком случайных чисел,
- виртуальный адрес вводится с клавиатуры.
2. Результаты работы модели должны включать:
- виртуальный адрес,
- физический адрес,
- содержимое таблицы страниц и TLB.
Вариант 4
Модель преобразования виртуального адреса в физический адрес.
1. Исходные данные:
- организация виртуальной памяти – сегментная,
- число сегментов процесса – четыре,
- разрядность виртуального адреса – 32,
- объем оперативной памяти – 1 Гбайт,
- заполнение таблицы сегментов с клавиатуры,
- виртуальный адрес вводится с клавиатуры.
2. Результаты работы модели должны включать:
- виртуальный адрес,
- физический адрес,
- содержимое таблицы сегментов.
Вариант 5
Модель преобразования виртуального адреса в физический адрес.
1. Исходные данные:
- организация виртуальной памяти – сегментно-страничная, принятая в процессоре Pentium,
- разрядность виртуального адреса – 32,
- количество сегментов не более 16,
- размер физической страницы – 4 Кбайт,
- объем оперативной памяти – 256 физических страниц,
- количество физических страниц в таблице страниц процесса не более 32,
- виртуальный адрес вводится с клавиатуры.
2. Результаты работы модели должны включать:
- виртуальный адрес,
- физический адрес,
- содержимое таблицы сегментов и таблицы страниц.
Вариант 6
Модель распределения памяти фиксированными разделами
1. Исходные данные:
- объем оперативной памяти – 256 Мбайт,
- количество разделов 10,
- размер разделов выбирается исполнителем,
- очередь задач – общая,
- размер задачи – случайный – от 30 до 100 Мбайт,
- количество задач в очереди до 20.
2. Результаты работы модели должны включать:
- состояние памяти после поступления очередной задачи
Вариант 7
Модель распределения памяти динамическими разделами
1. Исходные данные:
- объем оперативной памяти – 512 Мбайт,
- количество разделов до 15,
- очередь задач – общая,
- размер задачи – случайный – от 30 до 100 Мбайт,
- количество задач в очереди до 20.
2. Результаты работы модели должны включать:
- состояние памяти после поступления очередной задачи
Вариант 8
Модель распределения памяти перемещаемыми разделами
1. Исходные данные:
- объем оперативной памяти – 256 Мбайт,
- количество разделов до 10,
- очередь задач – общая,
- размер задачи – случайный – от 30 до 100 Мбайт,
- количество задач в очереди — 20.
2. Результаты работы модели должны включать:
- состояние памяти после поступления очередной задачи
Вариант 9
Модель алгоритма замены страниц
1. Исходные данные:
- объем области замещения оперативной памяти (резидентное множество) – 5 страниц,
- количество различных страниц — 16,
- последовательность обращения к страницам — задана,
- алгоритм замены – дольше всех неиспользовавшаяся страница (LRU).
2. Результаты работы модели должны включать:
- состояние памяти после поступления очередной страницы,
- число страничных прерываний.
Вариант 10
Модель алгоритма замены страниц
1. Исходные данные:
- объем области замещения оперативной памяти (резидентное множество) – 4 страницы,
- количество различных страниц — 16,
- последовательность обращения к страницам — задана,
- алгоритм замены – “первым вошел – первым вышел” (FIFO).
2. Результаты работы модели должны включать:
- состояние памяти после поступления очередной страницы,
- число страничных прерываний.
Вариант 11
Модель алгоритма замены страниц.
1. Исходные данные:
- объем области замещения оперативной памяти (резидентное множество) – 4 страницы,
- количество различных страниц — 16,
- последовательность обращения к страницам — задана,
- алгоритм замены – “часовой”.
2. Результаты работы модели должны включать:
- состояние памяти после поступления очередной страницы,
- число страничных прерываний.
Примечание: решаемой задачи в структурной организации операционной системы.
Вариант 12
Модель алгоритма замены страниц
1. Исходные данные:
- объем области замещения оперативной памяти (резидентное множество) – 4 страницы,
- количество различных страниц — 16,
- последовательность обращения к страницам — задана,
- алгоритм замены – “вторая попытка”.
2. Результаты работы модели должны включать:
- состояние памяти после поступления очередной страницы,
- число страничных прерываний.
Вариант 13
Модель алгоритма замены страниц
1. Исходные данные:
- объем области замещения оперативной памяти (резидентное множество) – 3 страницы,
- количество различных страниц — 16,
- последовательность обращения к страницам — задана,
- алгоритм замены – “не использовавшаяся в последнее время” (NRU).
2. Результаты работы модели должны включать:
- состояние памяти после поступления очередной страницы,
- число страничных прерываний.
Вариант 14
Модель алгоритма планирования потоков, основанного на квантовании
1. Исходные данные:
- две фиксированные очереди потоков разного приоритета с заданным временем выполнения,
- фиксированная величина кванта процессорного времени,
- количество процессоров — 1,
- циклическое выделение квантов потокам с учетом приоритета.
2. Результаты работы модели должны включать:
- среднее время выполнения потоков каждого приоритета.
3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РЕЙТИНГОВОЙ РАБОТЫ
Для подготовки к выполнению домашней творческой работы рекомендуется самостоятельное изучение учебной и научной литературы, использование справочной литературы и интернет-ресурсов. По мере изучения темы следует разобрать приведенные задачи с обязательным выполнением задач для самостоятельного решения.
При этом оценивается:
- правильность и обоснованность решений задач;
- умение грамотно использовать терминологию, символику и наглядность при выполнении заданий;
- аккуратность, полнота выполнения домашней творческой работы.
Задачи должны выполняться самостоятельно. Не самостоятельно выполненная работа лишает студента возможности проверить степень своей подготовленности по теме. Если преподаватель установит несамостоятельное выполнение работы, то она не будет зачтена.
Если работа не соответствует этим требованиям, то она возвращается студенту на доработку. Выполненный комплект задач наряду с выполнением тестовых заданий необходим для получения зачета.
Задания и типовые расчеты выполняются в течение семестра, в срок, определяемый графиком учебного процесса, до проведения зачета, экзамена.