Операционные системы и сети

Краткое содержание учебной дисциплины, модуля / Brief summary

Обзор ОС для мобильных устройств. Виды ОС для мобильных устройств, их история и функциональные возможности. 

Структура ОС Android. Структура Android.  Отличия ядер Android и Linux, андроидизмы. Виды виртуальных машин. Демоны. Сервисы. Android-подобные операционные системы. 

Инструменты для взаимодействия с Android-устройством. Использование adb для работы с телефоном или планшетом.  Работа из командной строки с эмулятором. Среда разработки Android Studio. 

Архитектура Android-приложений. Понятие манифеста, ресурсов, Activity, Service, Intent, Broadcast Receiver, Content Provider, Widget. Процесс разработки и публикации приложения для Android. 

Процесс загрузки мобильной ОС. Особенности процесса загрузки мобильной ОС на примере ОС Android.  Необходимые образы.  Виды загрузчиков.  Процесс восстановления операционной системы.  Загрузка пользовательских образов.

Безопасность в мобильных ОС. Обеспечение безопасности в Android стандартным средствами Linux.  Использование SELinux.  Песочница. Разрешения. Подписывание кода. Верифицированная загрузка.

Операционная система iOS. История и функциональные возможности iOS. Структура iOS. Ядро iOS. Обеспечение безопасности в iOS.

Введение в компьютерные сети. Типы компьютерных сетей. Классификация сетей. Аппаратные средства компьютерных сетей. Методы доступа к среде передачи данных.

Протоколы компьютерных сетей. Понятие протокола и интерфейса. Модель OSI. Стек протоколов TCP/IP. IP адреса и классы IP сетей.  Маска подсети. IPv6.

Назначение адресов в сети. Ручное назначение адресов. Протоколы DHCP и DNS.

Маршрутизация. Статическая и динамическая маршрутизация. Административное расстояние. Протоколы маршрутизации.

Трансляция адресов. Понятие NAT и PAT. Статическая и динамическая NAT. Настройка трансляции адресов на роутере.

Беспроводные сети. Достоинства и недостатки беспроводных сетей. Сети WiFi. Сети GSM. Сети WPAN: технологии Bluetooth и ZigBee.

Виртуальные локальные сети. Понятие VLAN. Виды VLAN. Способы создания VLAN.

Безопасность в компьютерных сетях. Классификация угроз компьютерным сетям. Понятие информационной безопасности. Стандарты и классы безопасности. Методы и средства обеспечения информационной безопасности.

Виртуальные частные сети. Понятие виртуальной частной сети (VPN). Основные компоненты VPN. Протоколы для работы в VPN. Защита данных в VPN.

Администрирование сервера в компьютерной сети. Сетевые операционные системы. Доменная модель. Пользователи и группы. Настройка прав пользователей.

Mobile OS overview. Types of mobile OS, their history, and functionality.

Android OS structure. Android structure. Differences between Android and Linux kernels, androidisms. Types of virtual machines. Daemons. Services. Android-like operating systems.

Tools for interacting with an Android device. Using adb to work with a phone or tablet. Working from the command line with an emulator. The Android Studio development environment.

Android app architecture. Understanding the manifest, resources, Activity, Service, Intent, Broadcast Receiver, Content Provider, and Widget. The process of developing and publishing an Android app.

The mobile OS boot process. Features of the mobile OS boot process using the Android OS as an example. Necessary images. Types of bootloaders. The operating system recovery process. Loading custom images.

Security in mobile OS. Ensuring security in Android using standard Linux tools. Using SELinux. Sandboxing. Permissions. Code signing. Verified boot.

The iOS Operating System. The History and Functionality of iOS. The Structure of iOS. The iOS Kernel. Security in iOS.

Introduction to Computer Networks. Types of Computer Networks. Network Classification. Computer Network Hardware. Media Access Methods.

Computer Network Protocols. The Concept of a Protocol and Interface. The OSI Model. The TCP/IP Protocol Stack. IP Addresses and IP Network Classes. Subnet Mask. IPv6.

Network Address Assignment. Manual Address Assignment. DHCP and DNS Protocols.

Routing. Static and Dynamic Routing. Administrative Distance. Routing Protocols.

Address Translation. The Concept of NAT and PAT. Static and Dynamic NAT. Configuring Address Translation on a Router.

Wireless Networks. Advantages and Disadvantages of Wireless Networks. WiFi Networks. GSM Networks. WPAN Networks: Bluetooth and ZigBee Technologies.

Virtual Local Area Networks. The concept of VLANs. Types of VLANs. Methods for creating VLANs.

Computer network security. Classification of threats to computer networks. The concept of information security. Security standards and classes. Methods and tools for ensuring information security.

Virtual private networks. The concept of a virtual private network (VPN). The main components of a VPN. VPN protocols. Data protection in a VPN.

Формируемые компетенции / The formed competences

универсальные компетенции: 

Решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе применения информационно-коммуникационных технологий;

базовые профессиональные компетенции:

Применять современные технологии и базовые конструкции языков программирования для реализации алгоритмических прикладных задач и разработки веб-проектов;

специализированные компетенции:

Осуществлять анализ контекста и поставленной проблемы, аргументированно выбирать оптимальный способ ее решения, согласовывать частичные проекты решения в общую согласованную архитектуру, выполнять реализацию проекта с учетом оценки накопленных и поступающих данных.

Universal competencies:

Solve standard professional tasks using information and communication technologies;

Basic professional competencies:

Apply modern technologies and basic programming language constructs to implement algorithmic applied tasks and develop web projects;

Specialized competencies:

Analyze the context and the problem, reasonably select the optimal solution, coordinate partial solution designs into a coherent overall architecture, and implement the project based on the assessment of accumulated and incoming data.

Результаты обучения (знать, уметь, владеть) / Learning outcomes (know, can, be able)

знать: 

• архитектуру и принципы функционирования современных операционных систем; 
• принципы построения и функционирования сетей передачи данных; уметь: 
• выбирать аппаратные средства, топологию и протоколы для построения компьютерной сети; 
• использовать операционные системы при разработке мобильных и веб-приложений; 
• интегрировать в одном проекте устройства с разными операционными системами; 

иметь навык: 

• настройки и поддержки операционных систем и сетей.

know:

— the architecture and operating principles of modern operating systems;

— principles of building and operating data networks; 

can:

— select hardware, topology, and protocols for building a computer network;

— use operating systems in developing mobile and web applications;

— integrate devices with different operating systems in a single project;

be able:

• configuring and maintaining operating systems and networks.

Семестр изучения учебной дисциплины, модуля / Semester of study

6

6

Пререквизиты / Prerequisites

Методы программирования,

Разработка приложений для мобильных устройств.

Programming methods,

Mobile application development.

Трудоемкость в зачетных единицах (кредитах) / Credit units

6

6

Количество аудиторных часов и часов самостоятельной работы / Academic hour of students’ class work, 

hours of self-directed learning

Всего 120 часов, из них 68 аудиторных часов и 52 часа самостоятельной работы.

A total of 120 hours, of which 68 academic hours of students’ class work and 52 hours of self-directed learning.

Требования и формы текущей и промежуточной аттестации / Requirements and forms of current and interim certification

Опрос, отчет по лабораторной работе, контрольная работа.

Зачет. Экзамен.

Survey, lab report, test.

End-of-term test. Exam.