2024-2025_ИП_09_02_07_2022_ИП-22-7к_plx_Системное программирование

Санкт- Петербургское государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

"Политехнический колледж городского хозяйства"

Системное программирование

предварительная программа дисциплины

Специальность

09.02.07 Информационные системы и программирование

Правительство Санкт-Петербурга

Комитет по науке и высшей школе

Приложение

к ОП СПО по специальности

09.02.07 Информационные системы и программирование

, утвержденной приказом от

09.12.2016 г. №1547-ОД

часов на контроль

самостоятельная работа

контактная работа

116

в том числе:

Часов по учебному плану

140

Общая трудоемкость

140 часов

Форма обучения

очная

Квалификация

Программист

Виды контроля в семестрах:

зачет с оценкой 5 экзамен 6

Распределение часов дисциплины по семестрам

Семестр

Итого

Вид занятий

УП

РП

УП

РП

УП

РП

Практические

116

Контактная работа

116

Сам. работа

Часы на контроль

Итого

140

Разработчик(и): рабочая группа

Организация-разработчик:

Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Политехнический колледж городского хозяйства».

Рабочая программа дисциплины

Системное программирование

разработана в соответствии с ФГОС СПО:

Федеральный государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования по специальности 09.02.07 ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ (приказ Минобрнауки России от 09.12.2016 г. № 1547)

составлена на основании учебного плана:

по специальности Информационные системы и программирование

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

Цикл (раздел) ОП:

ПЦ

3. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

ОК 01.: Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам

ОК 02.: Использовать современные средства поиска, анализа и интерпретации информации и информационные технологии для выполнения задач профессиональной деятельности

ОК 03.: Планировать и реализовывать собственное профессиональное и личностное развитие, предпринимательскую деятельность в профессиональной сфере, использовать знания по финансовой грамотности в различных жизненных ситуациях

ОК 04.: Эффективно взаимодействовать и работать в коллективе и команде

ОК 05.: Осуществлять устную и письменную коммуникацию на государственном языке Российской Федерации с учетом особенностей социального и культурного контекста

ОК 06.: Проявлять гражданско-патриотическую позицию, демонстрировать осознанное поведение на основе традиционных общечеловеческих ценностей, в том числе с учетом гармонизации межнациональных и межрелигиозных отношений, применять стандарты антикоррупционного поведения

ОК 07.: Содействовать сохранению окружающей среды, ресурсосбережению, применять знания об изменении климата, принципы бережливого производства, эффективно действовать в чрезвычайных ситуациях

ОК 08.: Использовать средства физической культуры для сохранения и укрепления здоровья в процессе профессиональной деятельности и поддержания необходимого уровня физической подготовленности

ОК 09.: Пользоваться профессиональной документацией на государственном и иностранном языках

ПК 1.1.: Формировать алгоритмы разработки программных модулей в соответствии с техническим заданием.

ПК 1.2.: Разрабатывать программные модули в соответствии с техническим заданием.

ПК 1.3.: Выполнять отладку программных модулей с использованием специализированных программных средств.

ПК 1.4.: Выполнять тестирование программных модулей.

ПК 1.5.: Осуществлять рефакторинг и оптимизацию программного кода.

ПК 1.6.: Разрабатывать модули программного обеспечения для мобильных платформ.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

3.1

Знать:

3.2

Уметь:

4. ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Код занятия

Наименование разделов и тем /вид занятия/

Семестр / Курс

Часов

Компетен-

ции

Литература

Примечание

Раздел 1. Тема 1.4.1 Программирование на языке низкого уровня

1. 1

Лекция 1. Введение. Подсистемы управления ресурсами компьютера

1.1. Назначение операционной системы/Пр/

1. 2

Практическая работа 1. Интерфейс программирования приложений Win32 API. Типы данных в Win32 API. Объекты и их дескрипторы в Windows/Пр/

1. 3

Лекция 2. Программирование приложений Win32 API

1.3. Интерфейс программирования приложений Win32 API

1.4. Типы данных в Win32 API

1.5. Объекты и их дескрипторы в Windows

/Пр/

1. 4

Практическая работа 2.Потоки и процессы в Windows/Пр/

1. 5

Лекция 3. Управление потоками и процессами

2.1. Определение потока

2.2. Контекст потока

2.3. Состояния потока

2.4. Диспетчеризация и планирование потоков

2.5. Определение процесса

/Пр/

1. 6

Практическая работа 3. Потоки и процессы в Windows. Потоки/Пр/

1. 7

Лекция 4. Процессы в Windows

3.1. Определение потока

3.2. Создание потоков

3.3. Завершение потоков

3.4. Приостановка и возобновление потоков

3.5. Псевдодескрипторы потоков

3.6. Обработка ошибок в Windows.

/Пр/

1. 8

Практическая работа 4. Потоки и процессы в Windows. Процессы/Пр/

1. 9

Тема 2. Процессы в Windows 4.1. Определение процесса

4.2. Создание процессов

4.3. Завершение процессов

4.4. Наследование дескрипторов

/Пр/

1. 10

Практическая работа 4. Процессы в Windows /Пр/

1. 11

Тема 2. Процессы в Windows 4.5. Дублирование дескрипторов

4.6. Псевдодескрипторы процессов

4.7. Обслуживание потоков

4.8. Динамическое изменение приоритетов потоков

дублирование дескрипторов

/Пр/

1. 12

Практическая работа 4. Процессы в Windows/Пр/

1. 13

Тема 2. Синхронизация потоков и процессов. Синхронизация

5.1. Непрерывные действия и команды.

5.2. Определение синхронизации

5.3. Программная реализация синхронизации

5.4. Аппаратная реализация синхронизации

5.5. Примитивы синхронизации

/Пр/

1. 14

Практическая работа 5. Синхронизация потоков и процессов/Пр/

1. 15

Тема 2. Синхронизация потоков и процессов. Синхронизация потоков в Windows

6.1. Критические секции

6.2. Объекты синхронизации и функции ожидания

6.3. Мьютексы

6.4. События

6.5. Семафоры

/Пр/

1. 16

Практическая работа 6. Синхронизация потоков в Windows. Вход в критическую секцию/Пр/

1. 17

Тема 2. Синхронизация потоков и процессов. Взаимоисключающий доступ к переменным

7.1. Атомарные операции

7.2. Замена значения переменной

7.3. Условная замена значения переменной

7.4. Инкремент и декремент переменной

7.5. Изменение значения переменной

/Пр/

1. 18

Практическая работа 6. Синхронизация потоков и процессов. Взаимоисключающий доступ к переменным/Пр/

1. 19

Тема 2. Синхронизация потоков и процессов. Тупики.

8.1. Определение тупиков

8.2. Классификация системных ресурсов

8.3. Обнаружение тупиков

8.4. Восстановление заблокированного процесса

8.5. Предотвращение тупиков

8.6. Безопасное завершение потоков в Windows

/Пр/

1. 20

Практическая работа 7. Синхронизация потоков и процессов. Тупики/Пр/

1. 21

Тема 3. Программирование консольных приложений. Структура консольного приложения

9.1. Структура консоли

9.2. Входной буфер консоли

9.3. Буфер экрана

/Пр/

1. 22

Практическая работа 8. Программирование консольных приложений/Пр/

1. 23

Тема 3. Программирование консольных приложений. Работа с консолью

10.1. Создание консоли

10.2. Освобождение консоли.

10.3. Стандартные дескрипторы ввода-вывода

/Пр/

1. 24

Практическая работа 9. Программирование консольных приложений. Итоговое занятие. Дифференцированный зачет

/Пр/

1. 25

Тема 4.Программирование консольных приложений. Работа с окном консоли

11.1. Получение дескриптора окна консоли

11.2. Получение и изменение заголовка консоли

11.3. Определение максимального размера окна

11.4. Установка координат окна/Пр/

1. 26

Практическая работа 9. Программирование консольных приложений. Работа с окном консоли/Пр/

1. 27

Тема 4.Программирование консольных приложений.

Работа с буфером экрана

12.1. Создание и активация буфера экрана

12.2. Определение и установка параметров буфера экрана

12.3. Функции для работы с курсором

12.4. Чтение и установка атрибутов консоли/Пр/

1. 28

Практическая работа 10. Программирование консольных приложений. Работа с буфером экрана/Пр/

1. 29

Тема 3. Программирование консольных приложений.

Ввод-вывод на консоль

13.1. Ввод-вывод высокого уровня

13.2. Ввод низкого уровня

13.3. Вывод низкого уровня

13.4. Режимы ввода-вывода консоли

13.5. Прокрутка буфера экрана/Пр/

1. 30

Практическая работа № 9. Программирование консольных приложений/Пр/

1. 31

Тема 4. Обмен данными между параллельными процессами. Передача данных

14.1. Способы передачи данных между процессами

14.2. Связи между процессами

14.3. Передача сообщений.

14.4. Синхронный и асинхронный обмен данными

14.5. Буферизация

/Пр/

1. 32

Практическая работа 10.Обмен данными между параллельными процессами/Пр/

1. 33

Тема 4. Обмен данными между параллельными процессами. Работа с анонимными каналами в Windows

15.1. Анонимные каналы

15.2. Создание анонимных каналов

15.3. Соединение клиентов с анонимным каналом

15.4. Обмен данными по анонимному каналу

15.5. Примеры работы с анонимными каналами

15.6. Перенаправление стандартного ввода-вывода

/Пр/

1. 34

Практическая работа 11. Обмен данными. Работа с анонимными каналами в Windows

/Пр/

1. 35

Тема 4. Обмен данными между параллельными процессами. Работа с именованными каналами в Windows

16.1. Именованные каналы

16.2. Создание именованных каналов

16.3. Соединение сервера с клиентом

16.4. Соединение клиентов с именованным каналом

16.5. Обмен данными по именованному каналу

16.6. Копирование данных из именованного канала

16.7. Передача транзакций по именованному каналу

16.8. Определение и изменение состояния именованного канала

16.9. Получение информации об именованном канале

/Пр/

1. 36

Практическая работа 12. Обмен данными. Работа с именованными каналами в Windows/Пр/

1. 37

Тема 5. Обмен данными между параллельными процессами. Работа с почтовыми ящиками в Windows

17.1. Концепция почтовых ящиков

17.2. Создание почтовых ящиков

17.3. Соединение клиентов с почтовым ящиком

17.4. Обмен данными через почтовый ящик

17.5. Получение информации о почтовом ящике

17.6. Изменение времени ожидания сообщения

/Пр/

1. 38

Практическая работа 13. Обмен данными. Работа с почтовыми ящиками в Windows/Пр/

1. 39

Тема 5. Структурная обработка исключений. Фреймовая обработка исключений

18.1. Исключения и их обработчики

18.2. Получение кода исключения

18.3. Функции фильтра

18.4. Получение информации об исключении

18.5. Генерация программных исключений

18.6. Необработанные исключения

18.7. Обработка исключений с плавающей точкой

18.8. Обработка вложенных исключений

18.9. Передача управления и выход из фрейма

18.10. Встраивание SEH в механизм исключений С++

/Пр/

1. 40

Практическая работа 14. Структурная обработка исключений./Пр/

1. 41

Тема 6. Структурная обработка исключений. Финальная обработка исключений

18.11. Финальные блоки фрейма

18.12. Проверка завершения фрейма

18.13. Обработка вложенных финальных блоков

/Пр/

1. 42

Практическая работа 14. Структурная обработка исключений/Пр/

1. 43

Тема 7. Создание сокета. Параметры сокета. Потоковые сокеты

19.1 Подключение всех необходимых библиотек Win32API для работы с сокетами

19.2 Инициализация сокетных интерфейсов Win32API

19.3 Создание сокета и его инициализация

19.4 Привязка сокета к паре IP-адрес/Порт

/Пр/

1. 44

Практическая работа 15. Сетевое программирование сокетов/Пр/

1. 45

Тема 7. Создание сокета. Параметры сокета. Связываение сокета

19.1 (для Сервера): «Прослушивание» привязанного порта для идентификации подключений

19.2 (для Клиента). Организация подключения к серверу

19.3 (только для Сервера). Подтверждение подключения

19.4 Передача данных между Клиентом и Сервером

/Пр/

1. 46

Практическая работа 15. Сетевое программирование сокетов/Пр/

1. 47

Тема 8. Работа с виртуальной памятью. Выделение памяти процессам.

20.1 Концепция виртуальной памяти

20.2 Организация виртуальной памяти

20.3 Алгоритмы замещения страниц

20.4 Рабочее множество процесс

20.5 Организация виртуальной памяти в Windows

/Пр/

1. 48

Практическая работа 16. Работа с виртуальной памятью в Windows/Пр/

1. 49

Тема 8. Виртуальная память. Работа с виртуальной памятью в Windows

22.6 Работа с виртуальной памятью в Windows

22.7 Состояния виртуальной памяти процесса

22.8 Резервирование, распределение и освобождение виртуальной памяти

22.9 Блокирование виртуальных страниц в реальной памяти

22.10 Изменение атрибутов доступа к виртуальной странице

/Пр/

1. 50

Практическая работа 16. Работа с виртуальной памятью в Windows/Пр/

1. 51

Тема 6. Виртуальная память. Работа с виртуальной памятью в Windows 22.11 Управление рабочим множеством страниц процесса

22.12 Инициализация и копирование блоков виртуальной памяти

22.13 Определение состояния памяти

22.14 Работа с виртуальной памятью в другом процессе

/Пр/

1. 52

Практическая работа 16. Работа с виртуальной памятью в Windows/Пр/

1. 53

Тема 6. Виртуальная память. Работа с кучей в Windows

20.1 Создание и удаление кучи.

20.2 Распределение и освобождение памяти из кучи

20.3 Перераспределение памяти из кучи

20.4 Блокирование и разблокирование кучи

20.5 Проверка состояния кучи

20.6 Уплотнение кучи

/Пр/

1. 54

Практическая работа 17. Работа с виртуальной памятью в Windows. Кучи/Пр/

1. 55

Тема 7. Динамически подключаемые библиотеки DLL. Отображение файлов в память

21.1 Концепция механизма отображения файлов в память

21.2 Создание и открытие объекта, отображающего файл

21.3 Отображение файла в память

21.4 Обмен данными между процессами через отображаемый в память файл

21.5 Сброс вида в файл

/Пр/

1. 56

Практическая работа 18.Динамически подключаемые библиотеки DLL/Пр/

1. 57

Тема 7. Динамически подключаемые библиотеки 21.6 Концепция динамически подключаемых библиотек

21.7 Создание DLL

21.8 Динамическая загрузка и отключение DLL

21.9 Использование DLL

21.10 Использование файла определений

21.11 Статическая загрузка DLL

/Пр/

1. 58

Практическая работа 18.Динамически подключаемые библиотеки DLL /Пр/

1. 59

Самостоятельная работа № 20. Работа с виртуальной памятью в Windows/СР/

1. 60

Самостоятельная работа. Именованные каналы/СР/

1. 61

Самостоятельная работа. Тестирование с использованием механизма обработки исключительных ситуаций/СР/

5. ЛИТЕРАТУРА

1 Побегайло А. П. П41 Системное программирование в Windows. — СПб.: БХВ-Петербург, 2006. — 1056 с.: ил. 2 Деревянко А.С., Солощук М.Н. Операционные системы.Часть I. Построение и функционирование операционных систем. Интернет-ресурс https://studfile.net/preview/985562/ или https://coollib.net/b/526781-a-s-derevyanko-operatsionnyie-sistemyi-chast-ii-obzor-operatsionnyih-sistem-uchebnoe-posobie/readp 3 Системное программирование. Евдокимов А.А. Майстренко Н.В. Интернет-ресурс https://www.tstu.ru/book/elib3/mm/2016/evdokimov/site/page55.55 4 Щупак Ю. WIN32 API. РАзработка приложений для Windows.— СПб.: Питер, 2008. — 592 с.: ил.

5.1. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"

5.2. Перечень программного обеспечения

5.3. Перечень информационных справочных систем

6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ