Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности 090102. 65 «Компьютерная безопасность»

1. Пояснительная записка

1.1. Цели и задачи дисциплины

• 
  обучить основам организации и построения сетевых операционных систем;
  
• 
  дать основы технологий и протоколов, используемых в современных операционных системах. 
  
• 
  изучить стратегии управления и разграничения доступа к ресурсам
  
• 
  изучить программное обеспечение, сформировать умение определять место изучаемых процессов среди других технических систем, построение изучаемых систем в различной предметной области, оценка их характеристик;
  
• 
  обучить основам администрирования операционных систем;
  

1.2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

• 
  о видах и назначении современных операционных систем;
  
• 
  о архитектуре и принципах работы сетевых операционных систем;
  
• 
  о взаимосвязях между различными элементами операционной системы;
  

• 
  направления развития и место операционной системы в составе информационной системы;
  
• 
  структуру современных сетевых операционных систем, методы их администрирования и управления;
  
• 
  назначение и функции ОС;
  
• 
  логику функционирования операционных систем;
  
• 
  принципы работы основных подсистем ОС;
  
• 
  основные механизмы управления ресурсами вычислительной системы;
  
• 
  характеристики и классификацию ОС;
  
• 
  современные принципы построения распределенных систем администрирования и управления ОС, их программную структуру, протоколы и службы;
  

• 
  формализовать поставленную задачу;
  
• 
  разбить задачу на компоненты, решаемые различными сетевыми протоколами и оборудованием;
  
• 
  применять полученные знания к различным предметным областям;
  
• 
  ставить и решать задачи администрирования и конфигурирования операционных систем;
  
• 
  пользоваться инструментальными средствами ОС;
  
• 
  устанавливать и конфигурировать ОС Windows Server/Linux;
  
• 
  управлять работой подсистем и служб ОС;
  

• 
  работы с интерфейсом в среде различных оболочек операционных систем;
  
• 
  администрирования сетевых операционных систем, серверов-кластеров.
  

2. Объем дисциплины и виды учебной работы

3. Тематический план изучения дисциплины

4. Содержание разделов дисциплины

1. 
   Основы администрирования и управления в распределённых информационных системах. Общие сведения об распределенных системах. Задачи сетевого и системного администратора. Распределенные информационные системы: цели создания, выполняемые функции, структура распределенных информационных систем, классификация. Задачи администратора: области сетевого и системного администрирования, различия между ними; цели администрирования, основные подходы к снижению затрат на администрирование, автоматизация.
   

2. 
   Состав и структура операционной системы и сетевой среды. Предпосылки возникновения сетей: краткая история развития ЭВМ и методов доступа к ним, сети для организаций, сети для индивидуальных пользователей, социальное влияние Ведение и обработка системной информации. Организация системных баз данных. Сетевые информационные службы. Сопровождение сетевых файловых систем. Иерархия протоколов, основные вопросы организации уровней, сервис и интерфейсы, сервис с соединением и сервис без соединения, примитивы сервиса, взаимосвязь услуг и протоколов.  
   

3. 
   Обзор архитектуры современных ОС. MS Windows Server 2008/2012, Debian Linux 7x, CentOS 6.x , Общие сведения об ОС семейства Unix, Linux. История развития. Установка и предварительное конфигурирование. Конфигурирование сетевых служб в ОС, Настройка DNS-сервера, DHCP-сервера, настройка удаленного доступа к сетевым ресурсам в ОС.
   

4. 
   Программная структура административного управления ОС. Управление взаимодействием открытых систем ВОС. Управление прикладными процессами и ресурсами ВОС. Функции управления прикладными процессами.
   

5. 
   Стандарты ISO. SMF-функции административного управления. Управление объектами, состояниями, соотношениями, оповещением об ошибках, услугами, проверками и тестированием, регистрацией. Примеры сетей: ARPANET, IPX/SPX, NetBIOS, SNA/DNA, Internet.
   

6. 
   SFMA-функциональные области административного управления Связь SFMA и SMF. Процедура управления системами общего пользования. Общая характеристика структуры системы административного управления. Производительность, надежность, безопасность, расширяемость и масштабируемость, прозрачность, передача разнородных потоков данных (видео, звук, цифра), управление, совместимость.
   

7. 
   Конфигурация ресурсов и ее модель. Внешние параметры. База данных конфигурации. Реконфигурация. Реконфигурация физической среды и топологии. Трассировка физической среды. Загрузка программного обеспечения. Протоколы загрузки. Примеры управления конфигурацией. Методы распределения памяти. Иерархия запоминающих устройств. Принцип кэширования данных
   

8. 
   Механизмы хранения и обработки информации в ОС. Физическая организация устройств ввода-вывода. Организация программного обеспечения ввода-вывода. Файловая система. Основные понятия. Логическая организация файла. Операции над файлами и каталогами. Защита файлов. Реализация файловой системы. Общая модель файловой системы. Управление свободным и занятым дисковым пространством. Структура файловой системы на диске. Обзор современных файловых систем.Логическая организация файловых систем FAT, NTFS, Ext3fs, XFS.
   

9. 
   Виртуализация физических ресурсов. Понятие виртуальной машины. Архитектура гипервизоров и уровни виртуализации. Виртуальные коммутаторы и виртуальные сети. Кластеры виртуализации. Многопроцессорная архитектура SMP. Кластеры высокой доступности. Средства автоматической балансировки нагрузки. Пулы ресурсов. Миграция виртуальных машин без прерывания работы. Распределенные виртуальные коммутаторы. SAN, NAS сетевые системы хранения данных. Протокол сетей хранения Fiber Channel и iSCSI. Фабрики сетей хранения данных. Облачные технологии предоставления ресурсов как услуги SaaS, PaaS, IaaS. Системы учета ресурсов в вычислительном облаке.
   

5. Тематика лабораторных занятий

1. 
   Системное администрирование: проектирование, внедрение и сопровождение сетевых операционных систем.
   
2. 
   Основные инструменты управления и мониторинга распределенных ОС.
   

3. 
   Специализированные файловые средства многопользовательских ОС, Функции операционных систем.
   
4. 
   Определение процесса и понятий с ним связанных. Планирование процессов. Гонки. Синхронизация процессов. Тупики и методы борьбы с ними.
   

5. 
   Установка и конфигурирование ОС Windows Server 2008 R2.
   
6. 
   Установка и конфигурирование ОС CentOS 6.5.
   
7. 
   Распределенные операционные системы. Аппаратная поддержка распределенных операционных систем.
   

8. 
   Сети передачи данных. Основные определения.
   
9. 
   Сетевые топологии. Типы сетей, Стек TCP/IP.
   

10. 
    Изучение инструментов аудита и конфигурирования ОС в распределенных сетях.
    

11. 
    Управление виртуальной памятью в ОС WIndows. Стратегии размещения, подкачек, вытеснения.
    
12. 
    Взаимодействие между процессами в Unix. Сигналы. Классы сигналов. Работа с сигналами.
    
13. 
    Состояния процесса в ОС Unix. Системные функции управления процессами
    
14. 
    Распределенные операционные системы. Аппаратная поддержка распределенных операционных систем.
    

15. 
    Управление файловой системой, управление устройствами ввода/вывода.
    
16. 
    Управление виртуальной памятью в ОС WIndows. Стратегии размещения, подкачек, вытеснения.
    
17. 
    Изучение структуры файловых систем NTFS/FAT с использованием редактора диска.
    
18. 
    Установка и конфигурирование SAMBA-Server в ОС Linux.
    

19. 
    Установка гипервизора, создание виртуальной машины, конфигурирование виртуального коммутатора.
    
20. 
    Создание кластера виртуализации, конфигурирование средств высокой доступности и балансировки нагрузки.
    

1. 
   Изучение дополнительного материала по теме.
   
2. 
   Изучение научной периодики (печатных и электронных изданий) по теме (работа в библиотеке).
   
3. 
   Выполнение дополнительного практического задания по темам:
   

7. Оценка работы студента в рейтинговых баллах

1. 
   Распределение рейтинговых баллов по модулям, видам работ и контроля.
   

2. 
   Виды контроля успеваемости, применяемые на аудиторных занятиях и их оценка в рейтинговых баллах
   

1. 
   
   
2. 
   Балльная оценка текущей успеваемости студента.
   

8. Вопросы к экзамену

1. 
   Операционная система. Классификация операционных систем. Функции и назначение операционных систем.
   
2. 
   Архитектурные особенности современных операционных систем. Монолитное ядро. Слоеные системы. Виртуальные машины. Микроядерная архитектура. Смешанные системы.
   
3. 
   Классификация операционных систем. Особенности областей применения. Поддержка многозадачности
   
4. 
   Аутентификация субъектов в распределенных системах, проблемы и решения.
   
5. 
   Средства обеспечения информационной безопасности в ОС Windows Server 2008. Разграничение доступа к данным.
   
6. 
   Средства синхронизации потоков в ОС Windows. Функции и объекты ожидания.
   
7. 
   Программные алгоритмы организации взаимодействия процессов. Семафоры. Монитор.
   
8. 
   Программные алгоритмы организации взаимодействия процессов. Запрет прерываний. Блокирующие переменные.
   
9. 
   Понятие файловой системы. Файл. Типы и атрибуты файлов. Логическая организация файла.
   
10. 
    Файловая система NTFS, ее особенности. Структура раздела NTFS. Главная таблица файлов MFT. Разрешения NTFS и их виды.
    
11. 
    Файловая система NTFS – журналирование, безопасность, сжатие, шифрование.
    
12. 
    Применение файловой системы NTFS для обеспечения информационной безопасности в Windows 2008/7. Списки контроля доступа к данным (ACL) их роль в разграничении доступа к данным.
    
13. 
    Понятие процесса. Состояния процесса. Информационные структуры процесса.
    
14. 
    Современные операционные системы. Классификационная характеристика операционных систем семейства UNIX (Linux).
    
15. 
    Управление Windows-системами, Работа с реестром, Управление системными службами из командной строки.
    
16. 
    Управление пользователями и учетными записями в Windows. Локальные пользователи и группы. Профиль пользователя.
    
17. 
    Применение средств Windows Server 2008 для предотвращения угроз раскрытия конфиденциальности данных. Шифрование данных. Функции и назначение EFS.
    
18. 
    Разграничение доступа к данным в ОС семейства UNIX.
    
19. 
    Пользователи и группы в ОС Linux/Windows Server.
    
20. 
    Регистрация и отслеживание событий в ОС Windows, автоматический мониторинг.
    
21. 
    Стек протоколов TCP/IP. Основные функции и назначение протоколов ARP, IP, UDP, TCP.
    
22. 
    Доменная система имен. Преобразование доменных имен в ip-адреса. Службы WINS и DNS.
    
23. 
    Мониторинг операционной системы с помощью триггеров событий, мониторинг процессов и производительности с использованием командной строки.
    
24. 
    Основные этапы разработки защищенной системы: определение политики безопасности, проектирование модели ИС.
    

9. Литература

1. 
   Мюллер, Д. П. Полное руководство по Microsoft Windows XP [Электронный ресурс] / Д. П. Мюллер, П. Нортон. - М.: ДМК Пресс, 2009. - 735 с. - 5-94074-167-3. Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=131366 (дата обращения 27.02.2014).
   
2. 
   Олифер, В. Г. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы: учеб. пособие для студентов вузов, обуч. по напр. "Информатика и вычислительная техника", по спец. "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети"/ В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. - 4-е изд. - Санкт-Петербург: Питер, 2012. - 944 с.
   
3. 
   Партыка Т.Л, Попов И.И.. Операционные системы, среды и оболочки: Учебное пособие / - 3-e изд., перераб. и доп. - М.: Форум, 2010. - 544 с. Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=224882. (дата обращения 23.02.2014).
   

4. 
   Колисниченко Д. Н. Серверное применение Linux. — 3-е изд., перераб и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2011. — 514 с Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=355187. (дата обращения 24.02.2014).
   

5. 
   Емельянова Н.З., Партыка Т.Л., Попов И.И.. Проектирование информационных систем: Учебное пособие - М.: Форум: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 432 с. Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=419815. (дата обращения 24.02.2014).