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1、操作系统课程教学大纲 课程代码 ： 先修课程 ：数据结构、计算机组成原理、高级程序设计语言适用专业 ：信息管理与信息系统、计算机科学与技术等计算机类专业 开课部门 ：灾害信息工程系一、 课程的地位、目的和任务随着计算机技术的迅猛发展，计算机的硬、软件资源越来越丰富，用户也要求能够更方便、更灵活地使用计算机系统。操作系统是最重要的计算机系统软件，同时也是最活跃的学科之一，它在计算机系统中占据了特别重要的地位，而其它的诸如汇编程序、编译程序、数据库管理系统等系统软件，以及大量的应用软件，都将依赖于操作系统的支持，取得它的服务。操作系统已成为现代计算机系统中都必须配置的软件。操作系统是计算机专业的主
2、要专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握操作系统的基本概念、工作原理和实现方法；掌握操作系统各个部分之间的有机联系，从而了解操作系统在整个计算机系统中的地位和作用，进而巩固和加强与本课程相关的其他计算机课程的知识，提高对计算机专业知识理解的系统性和完整性，并为分析或设计操作系统和其它应用软件打下理论基础。 二、课程与相关课程的联系与分工 操作系统课程在学生掌握高级程序设计语言、数据结构、计算机组成原理等基础知识性课程内容的基础上，对专业基础知识进行综合与提升，帮助学生建立系统、完整的专业基础理论体系，培养学生的研究型思维和动手实践能力，开拓学生的专业学术视野，并为嵌入式系统等高级应用或特定应
3、用领域的课程的学习和专业发展奠定重要的基础。三、教学内容与基本要求 第1章 绪论1.1 操作系统的形成和发展 1.2 什么是操作系统 1.3 操作系统的功能和特性 1.4 操作系统的类型本章重点：操作系统的概念、功能和特点、多道程序设计技术的特点和概念、操作系统在计算机系统中的地位和作用、操作系统的类型和各类操作系统的特点。本章难点：操作系统的概念、功能和特点、多道程序设计技术的特点和概念。基本要求：要求了解OS的形成和发展；掌握操作系统的概念、功能、特征以及操作系统在计算机系统中的地位和作用；了解计算机系统中的硬件和软件资源；掌握多道程序设计技术的特点和概念； 理解操作系统的分类，掌握各类操
4、作系统的特点。 第2章 用户接口2.1 命令控制界面接口2.2 Linux系统的命令控制界面2.3 程序接口本章重点：用户与操作系统之间的接口、shell命令语言及系统调用本章难点：用户与操作系统之间的接口、shell命令语言及系统调用基本要求：理解用户接口的概念；了解联机命令接口、shell命令语言；领会系统调用。第3章 进程管理3.1 进程的概念3.2 进程控制块和进程的状态3.3 进程的控制3.4 进程同步3.5 经典的进程同步问题3.6 进程通信3.7 线程本章重点：进程的定义和状态、进程的控制、用PV操作实现进程的同步与互斥。 本章难点：进程的定义和状态、用PV操作实现进程的同步与互
5、斥、经典进程同步问题。基本要求：理解进程的概念和特征；掌握进程的状态及状态转换；了解进程控制块及主要内容、进程控制原语；掌握临界区概念及临界区的设计原则；掌握信号量的概念，PV操作的含义以及应用PV操作实现进程的同步与互斥；了解利用PV操作解决前趋关系；理解生产者与消费者问题、哲学家就餐问题、读者与写者问题；了解进程间的通信；了解线程的概念。第4章 处理机调度与死锁 4.1 调度的基本概念4.2 调度算法4.3 实时调度算法4.4 多处理机调度4.5 死锁4.6 解决死锁的方法本章重点：作业调度和进程调度的功能及其相关算法、死锁的防止和避免。本章难点：处理机调度算法、解决死锁的方法。基本要求：
6、掌握高级、中级、低级调度的基本概念以及调度的职责、算法和常用算法；了解选择调度算法和方式的若干准则；掌握引起死锁的因素、死锁的防止、死锁的避免、死锁的检测、死锁的解除；掌握银行家算法，能够灵活运用银行家算法解决死锁问题。第5章 存储管理 5.1 存储管理的基本概念5.2 分区式存储管理5.3 页式存储器5.4 淘汰算法与抖动现象5.5 段式存储器5.6 段页式存储器本章重点：不同存储管理方式下如何实现主存空间的分配和回收、地址转换和存储保护、重定位、虚拟存储、淘汰算法。本章难点：淘汰算法基本要求：掌握重定位的基本概念及其要点，理解逻辑地址与绝对地址；理解分区管理的基本原理，掌握存储保护方法、主
7、存空间的分配及分配算法；理解分区管理的地址变换过程；掌握页式存储管理的分页和分块，理解页表的构造和作用，了解快表；掌握页式存储管理的地址变换过程，理解页式存储管理的空间分配与回收；理解段式存储管理和段页式存储管理；掌握虚拟存储器的实现原理，理解分页式虚拟存储器的实现，掌握常用的页面调度算法，了解分段式虚拟存储器。第6章 设备管理 6.1 设备管理概述6.2 数据传送控制方式6.3 中断处理与设备驱动程序6.4 缓冲技术6.5 设备分配6.6 逻辑I/O系统本章重点：独占设备的分配、设备使用方式、虚拟设备的实现。本章难点：虚拟设备的实现。基本要求：掌握共享设备、独占设备和虚拟设备；理解设备使用的
8、特性；掌握设备使用的方式（查询方式、中断方式、通道方式和DMA方式）；掌握缓冲的概念；掌握虚拟设备实现。 第7章 文件管理 7.1 文件和文件系统7.2 文件的逻辑结构7.3 文件的物理结构7.4 文件存储空间的管理7.5 文件目录管理7.6 文件共享和保护7.7 磁盘管理与调度本章重点：文件的逻辑结构和物理结构、文件存储空间的管理和磁盘调度算法。本章难点：文件存储空间的管理和磁盘调度算法。基本要求：了解文件和文件系统的相关概念；掌握文件的存取方法； 理解文件的目录结构；掌握文件的逻辑结构和物理结构；理解存储空间的分配和回收；了解文件操作、文件的保护和保密；理解文件的共享；掌握磁盘管理与调度。
9、 第8章 Linux系统内核结构 8.1 Linux概述8.2 Linux的进程管理8.3 Linux的进程通信8.4 Linux存储管理8.5 Linux文件管理8.6 Linux的设备管理本章重点：Linux进程管理、存储管理、文件管理和设备管理。本章难点：Linux进程管理、存储管理、文件管理和设备管理。基本要求：了解 Linux系统内核结构，具备初步分析实际操作系统的能力；理解Linux系统对各种资源的管理。 第9章 Windows操作系统 9.1 Windows 2000/NT操作系统简介9.2 Windows 2000/NT进程管理9.3 Windows 2000/NT中线程的实现
10、9.4 Windows 2000/NT进程互斥和同步的实现9.5 Windows 2000/NT的进程间通信9.6 Windows 2000/NT内存管理9.7 Windows 2000/NT设备管理9.8 Windows 2000/NT文件系统本章重点：Windows 2000/NT的操作系统模型、进程管理、线程管理、文件管理、内存管理和设备管理。本章难点： Windows 2000/NT操作系统工作的基本原理。基本要求：了解Windows 2000/NT操作系统的体系结构，理解Windows 2000/NT T操作系统工作的基本原理。第10章 网络、分布式和嵌入式操作系统 10.1 网络操
11、作系统10.2 分布式操作系统10.3 嵌入式操作系统本章重点： 网络操作系统、分布式操作系统和嵌入式操作系统的功能特点和应用。本章难点：网络操作系统、分布式操作系统和嵌入式操作系统的功能特点和应用。 基本要求：了解网络操作系统、分布式操作系统和嵌入式操作系统的发展、功能特点和应用。 四、 课程学时分配教学内容学时分配合计讲课实验上机讨论/习题第1章 绪论22第2章 用户接口224第3章 进程管理8412第4章 处理机调度与死锁6410第5章 存储管理628第6章 设备管理66第7章 文件系统6410第8章 Linux系统内核结构44第9章 Windows操作系统44第10章 网络、分布式和嵌
12、入式操作系统22总复习22合计4616264五、 教材与教学参考书教材：操作系统原理与实例分析 李芳等编著 清华大学出版社 教参：计算机操作系统（第三版） 汤子瀛等编著 西安电子科技大学出版社操作系统教程原理和实例分析孟静编著 高等教育出版社 操作系统原理教程 张尧学主编 清华大学出版社六、教学方法与考核方式探索先进的教学模式，采用课堂讲授、课堂讨论、演示与多媒体教学相接合，配合实例教学、启发式教学等教学方法，使教学由单一方是转化为多元方式，由单向交流转化为多向交流，由灌输式转化为启发式，结合学习的认知过程，激发学生兴趣，理论联系实际，在广度和深度上拓宽学生的知识面，并随时了解学生的知识结构，做到在以后的教学中有的放矢。本课程为考试课，期末考试为闭卷笔试形式。期末总成绩由平时成绩与期末考试卷面成绩两部分构成，其中：平时成绩占总成绩的20%，期末考试卷面成绩占总成绩的80%。平时成绩的考核以考勤、上机、课上提问、课后作业的方式进行。7
