Коды профессиональных компетенций

Наименования разделов профессионального модуля^[1]

Всего часов

(макс. учебная нагрузка и практики)

Объем времени, отведенный на освоение междисциплинарного курса (курсов)

Практика

Обязательная аудиторная учебная нагрузка обучающегося

Самостоятельная работа обучающегося,

часов

Учебная,

часов

Производственная,

часов

(если предусмотрена рассредоточенная практика)

Всего,

часов

в т.ч. лабораторные работы и практические занятия,

часов

1

2

3

4

5

6

7

8

ПК 1.1-1.6

МДК.01.01  Системное программирование

222

148

70

74

54

90

МДК.01.02 Прикладное программирование

222

148

70

74

54

90

Всего:

444

296

140

148

108

180

Наименование разделов профессионального модуля (ПМ), междисциплинарных курсов (МДК) и тем

Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект) (если предусмотрены)

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

ПМ 01. Разработка программных модулей программного обеспечения для компьютерных систем

МДК  01.01

Системное программирование

222

Тема 1

Базовая система ввода/вывода (BIOS)

40

1.1 Программы BIOS. Их ключевые адреса. Системное ПО. Периферия ПК

Содержание

4

Программы BIOS. Ключевые адреса программ BIOS. Векторы аппаратных и программных прерываний. BIOS Data Area.  Системное ПО: операционные системы, программы – оболочки , операционные оболочки , драйверы, утилиты. Периферия ПК.

2

Практические занятия

4

11

Знакомство и изучение свойств BIOS: изучение задач, выполняемых процедурой POST – процедурой самотестирования; изучение версий BIOS; вход в BIOS Setup; интерфейс BIOS и приемы работы с параметрами и клавишами управления; изучение основных разделов BIOS; изучение диагностических средств BIOS; обновление BIOS; Разгон компьютера средствами BIOS.

Пример работы с  периферией (клавиатурой).

Самостоятельная работа

4

Установка на местах проведения самостоятельной работы необходимого программного обеспечения.

Подбор справочной литературы, полезных ссылок и форумов программистов в глобальной сети по системному программированию.

 Работа над рефератом по предложенным темам.

Примерная тематика рефератов:

1. назначение фиксированных ячеек BIOS;

2. назначение прерываний компьютера;

3. назначение ячеек BIOS Data Area;

4. классификация ПО;

5. состав системного ПО.

Оформление результатов практических занятий.

1.2 Прерывания. Клавиатурное прерывание. Кольцевой буфер (417h, 418h). Скан-коды. ASCII. Командная строка DOS

Содержание

6

2

Прерывания. Асинхронные или внешние (аппаратные) прерывания. синхронные или внутренние прерывания. Программные прерывания. Вектор прерывания. Клавиатурное прерывание. Кольцевой буфер (417h, 418h).  Перепрограммирование прерываний клавиатуры. Скан-коды. ASCII.  Наложение символов.  Национальные варианты ASCII.  Структурные свойства таблицы кодировки. Командная строка DOS. Работа с файлами.  Работа с каталогами.

Практические занятия

4

22

Решение задачи создания процедуры пользователя по формированию клавиатурного макроса на заданный расширенный код ASCII.

Работа   с командной строкой DOS: создание текстовых файлов; удаление файлов; переименование файлов; копирование файлов; просмотр каталога; изменение текущего каталога; создание каталога; удаление каталога .

Самостоятельная работа

4

Порядок работы стандартного обработчика клавиатурного прерывания, входящего в состав BIOS.

Действия, выполняемые обработчиком клавиатурного прерывания при обнаружении некоторых комбинаций клавиш.

Стандарт ISO 646 (ECMA-6).

Модификации ASCII.

Оформление результатов практических занятий.

 1.3 Дисковое прерывание 13h. Структуры дисков. Мастер-таблица. Загрузочный сектор. FAT. NTFS. Редактирование системных ресурсов

Содержание

6

2

Дисковое прерывание 13h. Структуры дисков. Физическая структура диска.  Логические диски. Мастер-таблица.  Метафайлы. Загрузочный сектор. FAT. NTFS. Редактирование системных ресурсов. Regedit (редактор реестра).

Практические занятия

4

3

FDISK: назначение программы Fdisk; работа с программой Fdisk

Самостоятельная работа

4

Физическая и логическая структура диска, принцип работы, основные характеристики, варианты адресации секторов. Механизм использования MFT-зоны. Версии FAT Состояния кластеров.

Наиболее распространенные проблемы использования системных  ресурсов.

Оформление результатов практических занятий.

Тема 2

OS Windows: загрузка, настройка, управление, обслуживание

32

2.1 Каталоги, корневой каталог. Загрузчик ОС, этапы загрузки ОС. Системный диск. Настройка системы. Операционные системы. Управление задачами и памятью в операционных системах

Содержание

6

Каталоги, корневой каталог.  Дерево каталогов. Каталоги в UNIX. Загрузчик ОС, этапы загрузки ОС. Master Boot Record (MBR). Boot loader. Загрузка операционной системы. NTLDR. Загрузочный (системный) диск. Настройка системы.  Tweak-XP. Customizer XP.  Tweak UI. Операционные системы.  Функции операционных систем.  Ядро операционной системы. Управление задачами и памятью в операционных системах. Диспетчеризация.  Качество диспетчеризации и гарантии обслуживания. Диспетчеризация задач с использованием динамических приоритетов.

2

Практические занятия

4

4

4

Создание системного диска.

Настройка страницы приветствия пользователя.

Работа с программами – настройщиками Windows: Tweak-XP; Customizer XP; Tweak UI.

Самостоятельная работа

6

Каталоги в UNIX.

Место операционной системы в многоуровневой структуре компьютера.

Классификация ОС.

Режимы работы процессора: привилегированный и пользовательский режим.

Оформление результатов практических занятий.

2.2 Работа со служебными программами. API ОС. Структура окон, функций, сообщений. Структура графических интерфейсов. Обработка сообщений

Содержание

4

Работа со служебными программами. Дефрагментация диска. Очистка диска. Архивация данных.  Сведения о системе. Восстановление системы. Контрольная точка. API ОС.  API как средство интеграции приложений.  Сигнатура функции.  Семантика функции.  API операционных систем. Проблемы, связанные с многообразием API. Наиболее известные API. Структура окон, функций, сообщений. Структура графических интерфейсов. Структура приложения Windows. Обработка сообщений.  События.

2

Практические занятия

4

55

Работа со служебными программами: работа со служебной программой Дефрагментация диска; работа со служебной программой  Очистка диска; работа со служебной программой  Архивация данных; работа со служебной программой  Сведения о системе; работа со служебной программой  Восстановление системы; работа со служебной программой  Контрольная точка.

Самостоятельная работа

6

Этапы развития ОС.

Способы распределения времени центрального процессора.

Критерии сравнения алгоритмов диспетчеризации.

Оформление результатов практических занятий.

Контрольная работа №1

2

Тема 3

Программирование в OS Windows

48

3.1. Ресурсы программ. Меню. Диалоговые окна. Стандартные элементы управления. Редакторы ресурса. Реестр. ActiveX. Shells

Содержание

4

Ресурсы программ. Меню. Диалоговые окна.  Кнопки. Немодальные диалоговые окна.  Модальные на уровне приложения.  Модальные на уровне окна. Стандартные элементы управления.  Графический список.  Индикатор прогресса.  Наборный счетчик. Редакторы ресурса. Иконки.   Курсоры. Битовые картинки (*.BMP). Строки. Диалоговые окна. Меню. Акселераторы. Реестр.   Описание разделов реестра: HKEY_CURRENT_USER; HKEY_USERS; HKEY_LOCAL_MACHINE; HKEY_CLASSES_ROOT;  HKEY_CURRENT_CONFIG.  ActiveX. ActiveX Document Object. Shells.

2

Практические занятия

6

6

Создание файлов ресурсов: создание меню.

Оболочка командной строки Windows. Интерпретатор Cmd.exe: запуск оболочки cmd.exe; внутренние и внешние команды; структура команд; перенаправление ввода/вывода и конвейеризация (композиция) команд; команды MORE и SORT; условное выполнение и группировка команд.

Примеры команд для работы с файловой системой: определение путей к файлам в Windows: примеры использования команды CD; примеры использования команды COPY ,  XCOPY; примеры использования команды DIR, MKDIR и RMDIR; примеры использования команды DEL; примеры использования команды REN; примеры использования команды MOVE.

Самостоятельная работа

6

Ресурсы  Windows, редакторы ресурсов: изучение возможностей редакторов ресурсов: Restorator resource editor, XN resource editor.

Отработка приемов работы  с интерпретатором Cmd.exe.

Оформление результатов практических занятий.

3.2. Работа с реестром, regedit, .reg и .adm файлы. .bat и .cmd. Poledit. PowerShell (Wsh, script-shell). Системы управления файлами

Содержание

4

Работа с реестром, regedit, .reg и .adm файлы.  Формат REG-файла. Создание REG-файла.  Синтаксис REG-файла.  ADM файлы. .bat и .cmd файлы. Пакетный файл. Редактор системных правил Poledit. PowerShell (Wsh, script-shell).  Командлеты.  Сценарии WSH. Системы управления файлами. Атрибуты файла. Поиск файлов.

2

Практические занятия

6

77

Реестр Windows: изучение структуры реестра; работа с редактором реестра RegEdit; экспорт реестра в командной строке утилитой reg.exe;
изучение данных различных форматов, содержащихся в реестре; Изучение структуры reg-файлов; редактирование параметров реестра; изучение параметров командной строки; настройка реестра Windows; настройка Меню кнопки пуск; настройка Internet Explorer; настройка Проводника и оболочки Windows; настройка Панели управления Windows; настройка Рабочего стола, Мой компьютер и Мои документы.

Создание пакетных файлов: программа Калькулятор.

Самостоятельная работа

6

Изучение синтаксиса REG-файла.

Изучение файлов настроек политик .pol и административных шаблонов .adm.

Изучение программы Poledit (редактор системных правил) для создания/редактирования файлов системных правил, настройки загрузки и конфигурации локальной сети.

Изучение работы программы Windows PowerShell – средства автоматизации от Microsoft, состоящее из оболочки с интерфейсом командной строки и сопутствующего языка сценариев.

Оформление результатов практических занятий.

3.3. Утилиты. Трансляторы, компиляторы, интерпретаторы. Отладчики. Обфускаторы. Структура исполняемых файлов в ОС

Содержание

4

Утилиты. Функции утилит. Типы утилит. Трансляторы, компиляторы, интерпретаторы. Виды трансляторов. Отладчик или дебаггер (англ. debugger). Список отладчиков. Таблица команд debug.exe. Просмотр областей памяти.  Непосредственный ввод программы в память с помощью debug.exe. Обфускаторы. Обфускация.  Цели обфускации. Усложнение исследования кода. Оптимизация. Ошибки в обфускаторах. Структура исполняемых файлов в ОС.

2

Практические занятия

6

8

Изучение языка интерпретатора  cmd.exe; вывод сообщений и дублирование команд  при помощи REM, ECHO OFF, ECHO ON; использование параметров командной строки %0, %1, …, %9 или %*; работа с переменными среды WINDIR, TEMP и др.; получение значения переменной  среды; Преобразования переменных как строк командой SET; операции с переменными как с числами командой  SET с ключом  /A; локальные изменения переменных  командами SETLOCAL и ENDLOCAL; связывание времени выполнения для переменных; приостановка выполнения командных файлов; вызов внешних командных файлов; операторы перехода; операторы условия; проверка значения переменной; проверка наличия переменной среды; проверка кода завершения предыдущей команды; организация циклов; циклы и связывание времени выполнения для переменных.

Запуск debug.exe. Правила набора команд debug.exe. Непосредственный ввод программы в память с помощью debug.exe. Управление выполнением программы.

Самостоятельная работа

6

Изучение работы одного из отладчиков и подготовка реферата  о нем: AQtime; DTrace; Electric Fence; GNU Debugger (GDB);  IDA; Microsoft Visual Studio; OllyDbg; SoftICE; Sun Studio; Dr. Watson; TotalView; WinDbg; FlexTracer;.

Методы обфускации.

Оформление результатов практических занятий.

Тема 4

Язык ассемблера

56

4.1 Структура процессора Intel x86. Регистры (8, 16, 32, 64 бит). Кеш. Ассемблер

Содержание

6

Структура процессора Intel x86. Регистры (8, 16, 32, 64 бит). Регистры для адресации.  Регистры сегментов. Регистр указателя стека. Регистр указателя команд IP. Регистр флагов. Кеш. Уровни КЭШа. Кэш-архитектуры. Ассемблер. Процесс создания программы на языке Ассемблера.  

2

Практические занятия не предусмотрены

Самостоятельная работа

6

Подготовка результатов по темам: типы регистров процессора: регистры общего назначения, регистры для адресации, регистры сегментов, регистр указателя стека,  регистр указателя команд IP, регистр флагов; кэш память; уровни кэша.

4.2.  Структура программ ассемблера. Директивы. Команды. Компиляция, компоновка, отладка. Кодовое представление команд

Содержание

6

Структура программ ассемблера. Предложения. Выражения. Арифметические операторы. Операторы сдвига. Операторы отношений. Операции с битами. Оператор индекса. Оператор PTR. Операторы HIGH и LOW. Оператор SEG. Оператор SIZE. Приоритеты операций. Ссылки вперед. Директивы определения данных. Скалярные данные. Записи. Структуры. Директивы.   Директива EQU. Директива ASSUME.  Директива INCLUDE. Команды. Команды пересылки.  Команда MOV. Команда обмена данных XCHG. Команды загрузки полного указателя LDS и LES. Команда перекодировки XLAT. Команды арифметического сложения ADD и ADC. Команды арифметического вычитания SUB и SBB. Команда смены знака NEG. Команды инкремента INC и декремента DEC. Команды умножения MUL и IMUL. Команды деления DIV и IDIV. Команды, выполняющие логические операции. Команды, выполняющие операции сдвигов. Компиляция, компоновка, отладка. Процесс компиляции. Трансляция программы. Компоновка программы. Отладка программы.  Кодовое представление команд.

2

Практические занятия

6

110

Изучение структуры программ ассемблера: предложения; выражения; арифметические операторы; операторы сдвига; операторы отношений; операции с битами; оператор индекса; оператор PTR; операторы HIGH и LOW; оператор SEG; оператор OFFSET; оператор SIZE; приоритеты операций; ссылки вперед; директивы определения данных; скалярные данные; записи; структуры; структура директивы; директива EQU; директива ASSUME; директива INCLUDE; команды пересылки.

Самостоятельная работа

4

Изучение процесса создания исходного программного модуля, формата инструкций процессора и директив ассемблера.

Оформление результатов практических занятий.

4.3 Адресация памяти. Команды АЛУ. Базирование и косвенные адреса. Команды пересылки данных

Содержание

4

Адресация памяти. Типы адресации.  Команды АЛУ. Функции регистров  АЛУ. Выполняемые в АЛУ операции. Базирование и косвенные адреса. Варианты косвенной адресации. Смешанная непосредственная адресация ячеек памяти. Команды пересылки данных.

2

Практические занятия

6

11

Знакомство с программой разработки и отладки программ на языке Ассемблера   Debug: команды debug.exe; просмотр областей памяти; проверка параллельных и последовательных портов; проверка оборудования; проверка состояния регистра клавиатуры; проверка состояния видеосистемы; проверка копирайта BIOS и серийного номера; проверка даты производства BIOS; непосредственный ввод программы в память с помощью debug.exe; ассемблирование и дизассемблирование; сохранение программы на диске.

Самостоятельная работа

6

Составление общей схема процесса разработки программы на ассемблере.

Выбор текстового редактора для написания исходного текста программы.

Изучение возможностей специализированных программных средств из пакета MASM или TASM для компиляции, компоновки и отладки программы.

Оформление результатов практических занятий.

4.4.  Регистр флагов. Регистры управление и отладки. Команды передачи управления, команды повторения. Команды обработки строк

Содержание

4

Регистр флагов. Регистр управления. Регистры отладки (32-битные). Команды передачи управления, команды повторения. Команды безусловной передачи управления. Команды условной передачи управления. Команды управления циклом. Безусловные переходы. Команда безусловного перехода. Условные переходы.  Команда сравнения. Организация циклов. Команда LOOP. Команды обработки строк. Команда сравнения строк CMPS (CMPSB, CMPSW). Команда сканирования строки SCAS (SCASB, SCASW). Команда пересылки строки MOVS (MOVSB, MOVSW). Команда сохранения строки STOS (STOSB, STOSW). Команда загрузки строки LODS (LODSB, LODSW). Префиксы повторения.

2

Практические занятия

4

12

Функции регистров, входящих в арифметическо-логическое устройство. Формат команд.

Самостоятельная работа

2

Оформление результатов практических занятий.

Контрольная работа №2

2

Тема 5

Создание модульной структуры программ

46

5.1. Сегменты программы, сегменты подпрограммы. Команды использования стека. 

Содержание

4

Сегменты программы, сегменты подпрограммы. Варианты размещения подпрограммы в теле программы. Команды использования стека. Команда POP.  Команда PUSHA.  Команда PUSHAW.  Команда PUSHAD. Команда PUSHF.  Команда PUSHFW. Команда PUSHFD.

2

Практические занятия

6

13

Разработка и применение процедур двух типов – ближнего (near) и дальнего (far). Варианты размещения подпрограммы в теле программы.

Работа с командами вызова подпрограммы CALL и возврата управления RET. Использование команд стека: PUSH, POP, PUSHA, PUSHAW, PUSHF, PUSHFW, PUSHFD. Использования макрокоманд. Использование макродиректив: WHILE и REPT, IRP, IRPC,   директив условной компиляции.

Самостоятельная работа

4

Оформление результатов практических занятий.

5.2. Макросредства. Динамические библиотеки. Использование ассемблера с ЯВУ. Программирование в UNIX

Содержание

4

Макросредства. Псевдооператоры EQU и =. Макрокоманды. Макродирективы. Директивы WHILE и REPT. Директива IRP. Директива IRPC.  Директивы условной компиляции. Динамические библиотеки. Использование ассемблера с ЯВУ.  Согласование вызовов. Согласование имен.  Согласование параметров. Программирование в UNIX. Структура памяти процесса. Передача параметров командной строки и переменных окружения. Вызов операционной системы.

2

Практические занятия

4

114

Изучение макросредств языка ассемблера. Использование макродиректив.

Изучение особенностей использования библиотек Windows.

Стыковка ассемблера с языками высокого уровня.

Самостоятельная работа

4

Решение проблемы  согласования заглавных и прописных букв.

Оформление результатов практических занятий.

5.3 Сопроцессор, MMX, SSE. Элементы конвейера, векторного компьютинга, прогнозного декодирования

Содержание

6

Сопроцессор, MMX, SSE. Сопроцессор. Архитектура сопроцессора. Три служебных регистра. MMX. SSE. Команды для чисел с плавающей точкой. Команды для целых чисел. Элементы конвейера. Конвейер. Преимущества конвейера. Недостатки конвейера.

2

Практические занятия

4

115

Изучение программной модели сопроцессора, видов регистров, Изучение работы циклов общего конвейера с четырьмя стадиями работы.

Самостоятельная работа

6

Подготовка рефератов на тему:  конвейерная реализация организации вычислений современных процессоров.

Оформление результатов практических занятий.

Подготовка портфолио.

Зачет по портфолио студента

2

Контрольная работа №3. Итоговая проверочная работа по разделу «Системное программирование»

2

УП.01. Учебная практика

Виды работ:

1. составление алгоритмов метода решения поставленной задачи в соответствии со стандартами;
2. использование инструментальных средств для проведения отладки программных модулей;
3. подбор контрольных данных для проведения тестирования программного продукта по определенному сценарию;
4. ведение проектной и технической документации с использованием графических языков спецификаций;

54

ПП.01. Производственная практика

Виды работ:

5. разработка алгоритмов для выполнения поставленных задач;
6. разработка кода программного продукта по составленному алгоритму решения задачи;
7. оптимизация работы программ за счет организации нескольких потоков;
8. подбор контрольных данных для проведения тестирования программного продукта по определенному сценарию;

1. ведение проектной и технической документации с использованием графических языков спецификаций.

90

Лекций:

78

Лабораторно-практических занятий:

70

Самостоятельной работы:

74

Учебной практики:

54

Производственной практики:

90

Всего:

294