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1、 河南理工大学操作系统之大纲河南理工大学操作系统之大纲 1，简介（1）教学的目的使学生了解计算机操作系统的一些基本术语、概念，掌握计算机操作系统的功能。同 时引入了 90 年代广泛使用的技术：微内核 OS 结构、线程的控制与通信、数据一致性、系 统兼容技术等。网络新技术及典型计算机网络的实现技术等知识。（2）教学内容本课程主要讲述计算机操作系统的基本概念、操作系统的五大功能、虚拟技术的基 本原理和概念、网络操作系统的功能及提供的服务、系统安全性、UNIX 系统内核结构本 课程的先修课程为：计算机导论，C（PASCAL ）语言，计算机组成原理，数据结构。 2、每章教学主要内容 第 1 章 操作系
2、统引论 要点：计算机操作系统目标、作用、发展过程及发展的主要动力、操作系统的基本特征及 功能、操作系统的结构设计。 教学时数： 4 学时 教学内容：1.1 操作系统目标和作用要点：操作系统的目标、作用、推动操作系统发展的主要动力。1.2 操作系统的发展过程要点：无操作系统时的计算机系统、单道批处理系统、多道批处理系统、分时系 统、实时系统。1.3 操作系统的基本特性要点：操作系统的四大特征：并发、共享、 虚拟、 异步性。1.4 操作系统的主要功能要点：操作系统的五大功能：处理器管理的功能、存储器管理的功能、设备管理的 功能、文件管理的功能、用户接口。1.5 操作系统的结构设计要点: 软件工程的
3、基本概念、传统的操作系统结构、微内核 OS 结构、指令的执 行与中断。 考核要求：计算机操作系统发展的阶段和每个阶段的特点及其该阶段的典型操作系统、五大基 本功能及特征。第 2 章 进程管理 教学要点：掌握进程和线程的基本概念、进程同步和通信机制以及进程控制过程。 教学时数：6 学时 教学内容：2.1 进程的基本概念要点：程序的顺序执行及其特征、前趋图、程序的并发执行及其特征、进程的特 征与状态、进程控制块。2.2 进程控制要点：进程的创建、进程的终止、进程的阻塞与唤醒、进程的挂起与激活。2.3 进程同步要点：进程同步的基本概念、信号量机制、信号量的应用。2.4 经典进程同步问题要点：生产者-
4、消费者问题、信号量机制、经典进程同步问题、管程机制。2.5 管程机制要点：管程的基本概念、利用管程解决生产者-消费者问题。 2.6 进程通信要点：进程通信的类型、进程通信方式、消息缓冲机制、邮箱机制、进程通信的 实例。2.7 线程要点：线程的概念、线程的同步与通信、内核支持线程与用户级线程、线程控制。考核要求： 进程与线程的概念、进程控制、进程同步与通信、信号量机制。第 3 章 处理机调度与死锁 教学要点：单（多）处理机调度的类型与算法、死锁昌盛的原因及处理方法。 教学时数：6 学时 教学内容：3.1 处理机调度的基本概念要点：高级、中级、低级调度、调度队列模型、选择调度算法和方式的若干准 则
5、3.2 调度算法要点：FCFS 算法、FPF 算法、基于时间片的轮转调度算法。3.3 实时调度要点:实现实时调度的基本条件、实时调度的算法分类、常用的几种实时调度算 法。考核要求：调度的基本概念、类型、调度算法、死锁的定义急处理方法。第 4 章 存储器管理 教学要点：内存的分配（离散分配、连续分配）及回收、内存保护、虚拟存储、页面置换算法。教学时数：6 学时 教学内容：4.1 程序的装入和链接要点：程序的装入和链接方式，包括静态链接和动态链接。4.2 连续分配方式要点：四种连续分配方式：单一连续分配、固定分区分配、动态分区分配、可 重定位动态分区分配。4.3 基本分页存储管理方式要点：页面于页
6、表、地址变换机构、两极和多级页表。4.4 基本分段存储管理方式要点:分段存储管理方式的引入、分段系统的基本原理、信息共享、段页式存储 管理方式。4.5 虚拟存储器的基本特征要点：虚拟存储器的引入、实现方法、特征。4.6 请求分页存储管理方式要点：请求分页中的硬件支持、内存分配策略和分配算法、调页策略。4.7 页面置换算法要点：OPT 算法、FIFO 算法、LRU 算法、Clock 算法。4.8 请求分段存储管理方式要点：请求分段中的硬件支持、分段的共享与保护。 考核要求：掌握内存的连续分配方式、离散分配方式、虚拟存储器的概念、特征及实现。第 5 章 设备管理 教学要点：掌握四种 I/O 控制方
7、式、设备分配算法、分配过程、以及缓冲管理。 教学时数：6 学时 教学内容：5.1I/O 系统要点：I/O 设备的类型、I/O 通道、系统总线、设备控制器。5.2I/O 控制方式要点：四种 I/O 控制方式：程序 I/O 控制方式、中断驱动 I/O 控制方式、DMA 控制方式、通道控制方式。5.3 缓冲管理要点：缓冲的引入、缓冲的类型。5.4 设备分配要点：设备分配中的数据结构、考虑的因素、设备分配程序、设备独立性、 SPOOLing 技术。5.5 设备处理要点：设备驱动程序的功能、特点、处理过程、中断处理程序的处理过程。5.6 磁盘存储器管理要点：磁盘性能简述、磁盘调度、磁盘高速缓存、提高磁盘
8、 I/O 速度的其他方法。考核要求：四种 I/O 控制方式、设备分配和设备处理过程、中断处理过程。第 6 章 文件系统 教学要点：文件的逻辑结构和物理结构、目录管理、文件存储空间的管理、文件共享与保护。 教学时数：6 学时 教学内容：6.1 文件的文件系统要点：文件、记录、数据项的基本概念、文件类型、文件系统模型、文件操作。6.2 文件的逻辑结构要点：文件逻辑结构的类型、顺序文件、索引文件、顺序索引文件、直接文件、 哈西文件。6.3 外存分配方式要点：连续分配、连接分配、索引分配。6.4 目录管理要点：FCB 和索引结点、目录结构、目录查询技术。6.5 文件存储空间的管理要点：管理方式：空闲表
9、法、空闲链表法、位示图法、成组链接法。6.6 文件共享与保护要点：利用索引结点的共享方式、利用符号链实现文件共享。6.7 数据一致性控制要点：事务、检查点、并发控制、重复数据的一致性问题。 考核要求：文件系统的基本概念、目录管理、文件存储空间的管理、文件的共享与保护。第 7 章 操作系统接口 教学要点：操作系统提供的 3 种接口类型，每种接口类型的实现、原理、UNIX 系统调用。 教学时数：6 学时 教学内容：7.1 联机命令接口要点：联机命令的类型、命令解释程序、键盘终端处理程序。7.2 SHELL 命令语言要点： 简单命令、通信命令、后台命令。7.3 系统调用要点：系统调用的基本概念、类型
10、、实现。7.4UNIX 系统调用要点:UNIX 系统调用的类型、系统调用陷入后需处理的若干问题。7.5 图形用户接口要点：桌面、图标、任务栏、窗口、对话框。考核要求：接口的类型、功能、实现。第 8 章 网络操作系统 教学要点：网络操作系统的功能和提供的服务、Windows NT 操作系统。 教学时数：4 学时 教学内容：8.1 计算机网络概述8.2 客户/服务器模式8.3 网络操作系统的功能要点：四大功能（数据通信功能、资源共享功能、网络管理功能、互操作功能。 ）8.4 网络操作系统提供的服务要点：E-Mail、FTP、目录服务。8.5Windows NT 操作系统 考核要求：网络操作系统的功
11、能、提供的服务、WINDOWS NT 操作系统简述。第 9 章 系统安全性 教学要点：数据加密技术、人证技术、访问控制技术、防火墙技术。 教学时数：4 学时 教学内容：9.1 引言要点：安全的内容、性质、对系统安全威胁的类型、信息技术安全评价公共准 则。9.2 数据加密技术要点：加密的基本概念、加密算法、网络加密技术。9.3 认证技术要点：基于口令的身份认证技术、基于物理标志的认证技术、基于公开密钥的 认证技术。9.4 访问控制技术要点：访问巨阵及修改、访问控制巨阵的实现。9.5 防火墙技术要点：包过滤防火墙、代理服务技术、规则检查防火墙。 考核要求：数据加密技术、访问控制技术、防火墙技术。第
12、 10 章 UNIX 系统内核技术 教学要点：UNIX 系统概述、UNIX 的进程管理、存储管理、设备管理、文件管理。 教学时数：4 学时 教学内容： 10.1 UNIX 系统概述要点：UNIX 系统的发展、特征、内核结构。10.2 进程控制、通信、同步 10.3 存储器管理10.4 设备管理10.5 文件管理 考核要求：UNIX 系统的发展、特征、内核结构；UNIX 的进程管理、存储管理、设备管理、文 件管理。 三、参考书目1. 汤子瀛等 计算机操作系统 西安电子科技大学出版社 （修订版）2. 屠祁 屠立德 操作系统基础 清华大学出版社 3. 张尧学 史美林 计算机操作系统教程 （第二版） 清华大学出版社
