Материал: 917

2

УДК 004.432

Использование операционных систем и баз данных в автоматизации и управлении : методические указания для самостоятельной работы по направлению подготовки бакалавра 15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств (профиль Автоматизация и управление в технологических системах) для очной и заочной форм обучения / А. В. Стариков; М-во науки и высшего образования РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2019. – 14 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ

Рецензент: заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», доктор технических наук, профессор Афоничев Д.Н.

3

Введение

Учебный план образовательной программы по направлению подготовки бакалавра 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» включает изучение дисциплины «Использование операционных систем и баз данных в автоматизации и управлении» в течение 1-го семестра в объеме 108 часов, из которых 18 часов отводится для лекционных занятий, 36 часов для лабораторных работ, 54 часа для самостоятельной работы студентов, 36 часовна подготовку к прохождению итогового контроля (сдача экзамена).

Рабочая программа дисциплины определяет в качестве основной цели усвоение студентами принципов построения и функционирования операционных систем (ОС), разработки и использования баз данных (БД) и систем управления базами данных (СУБД), а также возможностей их применения при решении задач автоматизации и управления технологическими процессами и производствами.

Для достижения данной цели в ходе изучения дисциплины решаются следующие задачи:

ознакомление с историей развития ОС и БД, примерами их использования в системах автоматизации и управления технологическими процессами;

изучение принципов организации и функционирования ОС, основных функций ОС и операционных (командных) оболочек;

уяснение основных понятий и теоретических вопросов построения БД

ифункционирования СУБД;

усвоение методики и приемов работы в среде ОС персонального компьютера с использованием возможностей графического интерфейса и режима командной строки;

приобретение навыков работы с реляционными БД в среде СУБД на персональном компьютере.

Врезультате освоения дисциплины «Использование операционных систем и баз данных в автоматизации и управлении» студент должен:

знать: основные понятия, принципы построения ОС и БД, основные функции ОС и СУБД, возможности использования в автоматизации и управлении технологическими процессами и производствами;

уметь: работать в среде ОС с использованием возможностей графического интерфейса и режима командной строки, разрабатывать реляционные БД с использованием СУБД;

владеть: приемами работы в среде ОС с использованием возможностей графического интерфейса и режима командной строки, навыками работы с реляционными БД в среде СУБД на персональном компьютере.

1Содержание учебной дисциплины

Всоответствии с рабочей программой освоение дисциплины «Использование Операционных систем и баз данных в автоматизации и управлении» пре-

4

дусматривает изучение следующих разделов (тем) и вопросов, входящих в их состав:

Раздел 1. Введение в операционные системы и базы данных

Цели и задачи дисциплины. Понятия операционной системы и операционной (командной) оболочки. Основные свойства и функции операционных систем. Краткая история развития операционных систем. Поколения операционных систем. Критерии и общая классификация операционных систем.

Раздел 2. Архитектура и принципы построения операционных систем

Понятие архитектуры операционных систем. Структурная организация ОС: монолитное ядро, многоуровневая модульная структура, микроядро, распределенная структура. Машинно-зависимые свойства ОС: обработка прерываний, планирование процессов, обслуживание ввода-вывода, управление памятью. Машинно-независимые свойства ОС: работа с файлами, планирование заданий, распределение ресурсов, защита.

Раздел 3. Управление процессами, физической и виртуальной памя-

тью

Понятие процесса. Операции над процессами. Жизненный цикл процесса. Структуры данных процесса. Многопоточные процессы и управление потоками. Задачи и алгоритмы планирования и диспетчеризации процессов и потоков в ОС. Страничная организация виртуальной памяти. Аппаратная поддержка сегментации и страничной организации виртуальной памяти. Трансляция виртуальных адресов. Структуры данных (таблицы), используемые ОС для управления памятью.

Раздел 4. Управление вводом-выводом и файловыми системами

Типы устройств ввода-вывода. Методы доступа. Планирование и управление процессами ввода-вывода в операционных системах. Понятие файловой системы и управление файлами. Файловые системы в Windows и Unix.

Раздел 5. Основные понятия баз данных и систем управления базами данных

Понятие базы данных. Жизненный цикл БД. Проектирование БД. Основные возможности и функции СУБД. Инфологическое проектирование БД. Основные понятия: объекты (сущности), атрибуты, ключи. Связи между объектами. Типы связей. Моделирование предметной области с помощью ERдиаграмм. Понятие модели данных. Иерархическая, сетевая и реляционная модели данных. Общая характеристика и основные понятия реляционной модели данных.

Назначение лекционных занятий по дисциплине «Использование операционных систем и баз данных в автоматизации и управлении» получение теоретических знаний студентами по важнейшим разделам дисциплины, а также формирование общего представления по обзорным темам (вопросам) дисциплины.

Помимо лекционных занятий, обязательным элементом изучения дисциплины «Использование операционных систем и баз данных в автоматизации и управлении» является прохождение студентом лабораторного практикума. Со-

5

гласно Положению о сдаче экзаменов и зачётов в ФГБОУ ВО ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова студент, не выполнивший лабораторный практикум, не допускается к сдаче экзамена или зачёта.

В соответствии с рабочей программой дисциплины «Использование операционных систем и баз данных в автоматизации и управлении» предусматривается следующая тематика лабораторных работ (в скобках указано нормативное количество времени, отводимое на выполнение и защиту лабораторной работы):

1.Знакомство с элементами графического интерфейса пользователя в ОС

Windows (4 часа).

2.Изучение интерпретатора команд ОС Windows: перенаправление потоков ввода/вывода (6 часов).

3.Изучение интерпретатора команд ОС Windows: использование параметров командной строки и условного выполнения команд (8 часов).

4.Основы концептуального проектирования БД. Моделирование БД с помощью ER-диаграмм (6 часов).

5.Разработка реляционной БД с использованием СУБД MS Access (6 часов) (6 часов).

6.Выполнение запросов к БД в СУБД MS Access (6 часов).

Каждая работа лабораторного практикума предполагает выполнение практической части, подготовку письменного отчёта о выполненной лабораторной работе и его защиту. Требования к оформлению отчёта обычно излагаются в методических указаниях к лабораторным работам. При защите отчёта студент должен продемонстрировать знание необходимого теоретического минимума по теме лабораторной работы, аргументировано ответить на вопросы преподавателя, касающиеся практической части работы.

Часть времени, планируемого для самостоятельной работы, предполагается использовать для самостоятельного изучения отдельных вопросов лекционного курса, другую для доработки отчётов о выполненных лабораторных работах и подготовки к их защите.

2 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

При осуществлении самостоятельной работы студент должен руководствоваться указаниями преподавателя, данными методическими указаниями, методическими указаниями к лабораторным работам, методическими указаниями к выполнению курсовой работы, материалами конспекта лекций, рекомендованной основной и дополнительной учебной литературой, включая электронные источники информации.

Ниже приведен перечень основной и дополнительной литературы, имеющейся в учебной библиотеке ВГЛТУ, а также представленной в открытом доступе в электронных библиотечных системах (ЭБС): Знаниум, Единое окно доступа к образовательным ресурсам и другие.