操作系统教学大纲.docx

操作系统教学大纲一、课程概况所属专业：计算机科学与技术 开课单位：数学计算机科学学院课程类型：学科基础课程课程代码：07412030开课学期：4学分：4学时：70核心课程：是拟使用教材：汤小丹，梁红兵，等.计算机操作系统（第四版）.西安电子科技大学出版 国内（外）现有教材：1庞丽萍，阳富民.计算机操作系统（第2版）.人民邮电出版社.2014.12（美）William Stallings （著）,陈向群、陈渝等（译）.操作系统精髓与 设计原理.机械工业出版社.2015.12 学习参考资料1（荷）Andrew S.Tanenbaum （著），陈向群、马洪兵等（译）.现代操作 系统（第三版）.机械工业出版社.2011.72孟庆昌.操作系统原理.机械工业出版社.2012.83哈尔滨工程大学操作系统精品课程网站.14J中国大学 MOOC-操作系统（浙江大学 李善 平）1 .html51中国大学MOOC-操作系统（国防科学技术大学罗宇教 授）.二、课程描述操作系统是计算机系统中最核心和最底层的软件，它是计算机系统中各种资 源的管理者和各种活动的组织者、指挥者。它使整个计算机系统协调一致且有效 地工作。计算机操作系统这门课是计算机专业必修的基础课。其中的方法和 技术对从事计算机应用的各类技术人员具有重要的参考价值。通过这门课程的学 习，可以让学生了解和掌握操作系统对其各种软硬件资源的管理方法，体会操作 系统是如何为应用程序提供一个方便灵活、平安可靠的工作环境。将有助于学生 对整个计算机系统运作机制的全面理解。三、课程目标掌握计算机操作系统的工作原理、体系结构。全面理解计算机操作系统的特点、基本设计原理，掌握计算机操作系统的基 本设计方法和技术。提高对计算机系统的了解，认识到计算机操作系统是非常重要的系统软件。建立计算机操作系统处理问题的思维模式，为以后进行较深层的软件研制与 开发打下坚实的基础。四、教学要求授课教师将按照学校本科教学工作有关要求做好课程教学各项工作，严格按 照课表规定的时间、地点上课，不迟到、不早退，将根据本大纲要求，认真备课 完成教案与讲稿编写等各项课前准备工作；授课过程力求内容充实、概念准确、 思路清晰、详略得当、逻辑性强、重难点突出，力戒平铺直叙、照本宣科，同时 重视时学生的学习方法指导和课堂教学效果信息的反应，实现教与学的双向互 动；同时将结合课程目标要求，做好考核内容设计，并严格按照本大纲要求做好 出勤率统计、作业评价等各项工作。学习是大学生自己的责任和义务，学生应根据课程大纲要求制定本门课程学 习计划，加强学、业管理，严格自我要求，提升自主学习能力，主动适应课程学习 要求。参与课堂教学活动不迟到、不早退，无正当理由不请假，上课认真听讲， 不做任何与课堂教学无关事宜，不使用手机，积极与授课教师进行教学互动，同 时利用课余时间做好预习、复习、课外书籍阅读等工作，主动与同学开展合作学 习，认真完成任课教师布置的课程作业。五、考核方式及要求为实现课程教学目标，本门课程考核方式及要求为：出勤率占10%,点到不 少于3次，其中缺席1次扣3%,缺席3次按无成绩计算；随堂测验1次，测验 成绩按20%折算后计入总成绩；课程作业不少于7次，按批改成绩10%折算后 计入总成绩；期末按闭卷考试占总成绩的6（）%。六、课程内容第一章操作系统引论（授课时间：第四学期第一周）教学目标：掌握操作系统的目标、作用，了解操作系统的开展过程，掌握操作系 统的基本特性，了解操作系统的功能、操作系统的结构设计。教学重点：操作系统的目标、作用和模型、操作系统的开展过程、操作系统的基 本特性、操作系统的功能、操作系统的结构设计。教学难点：操作系统的基本特性、操作系统的结构设计。学 时：课堂教学4学时，课外自主学习时间不少于4学时。教学方法：讲授、提问、讨论。主要内容：1 .操作系统的目标和作用.操作系统的开展过程2 .操作系统的基本特性.操作系统的主要功能3 . OS结构设计.学习方法：理论学习与实践相结合，小组讨论。课后作业：完成教材第31页习题3、11、12、14、24并在下周课前提交。第二章进程的描述与控制（授课时间：第四学期第二至四周）教学目标：掌握前驱图和程序执行、进程的描述、进程控制、线程的基本概念， 掌握进程同步的基本概念、信号量机制、经典进程同步算法、进程通 信，了解线程的实现。教学重点：进程的描述、进程控制、进程同步、信号量机制、经典进程同步算法、 进程通信。教学难点：信号量机制、经典进程同步算法。学 时：课堂教学12学时，课外自主学习时间不少于10学时教学方法：讲授、提问、讨论。主要内容：1 .前驱图和程序执行.进程的描述2 .进程控制.进程同步3 .经典进程的同步问题.进程通信4 .线程的基本概念.线程的实现学习方法：理论学习与实践相结合，小组讨论。课后作业：完成教材第84页习题4、6、13、19、21和补充作业，在下周课前提 交。第三章处理机调度与死锁（授课时间：第四学期第五至六周）教学目标：掌握调度层次、调度算法、死锁的概念、死锁产生的原因和必要条件、 处理死锁的基本方法、平安状态、银行家算法、死锁的检测与解除。教学重点：调度算法、死锁的概念、死锁产生的原因和必要条件、处理死锁的基 本方法、平安状态、银行家算法、死锁的检测与解除。教学难点：调度算法、银行家算法。学时：课堂教学8学时，课外自主学习时间不少于8学时。教学方法：讲授、提问、讨论。主要内容：1 .处理机调度的层次和调度算法的目标.作业与作业调度2 .进程调度.实时调度3 .死锁概述.预防死锁4 .防止死锁.死锁的检测与解除学习方法：理论学习与实践相结合，小组讨论。课后作业：完成教材第118119页练习题6、9、15、23、27和补充作业，并在 下周课前提交。第四章存储器管理（授课时间：第四学期第七至八周）教学目标：掌握存储器的层次结构、程序的装入和链接、连续分配存储管理方式、 对换、分页存储管理方式、分段存储管理。教学重点：存储器的层次结构、连续分配存储管理方式、分页存储管理方式、分 段存储管理。教学难点：连续分配存储管理方式、分页存储管理方式。学 时：课堂教学8学时，课外自主学习时间不少于6学时。教学方法：讲授、提问、讨论。主要内容：1 .存储器的层次结构.程序的装入和链接2 .连续分配存储管理方式4对换5 .分页存储管理方式.分段存储管理方式学习方法：理论学习与实践相结合，小组讨论。课后作业：完成教材第152页练习题7、12、20、22、26和补充作业，在下周课 前提交。第五章虚拟存储器（授课时间：第四学期第九至十周）教学目标：掌握虚拟存储器的基本概念、请求分页存储管理方式、页面置换算法、 请求分页系统的性能分析、请求分段存储管理方式，了解“抖动”与 工作集。教学重点：请求分页存储管理方式、页面置换算法、请求分页系统的性能分析、 请求分段存储管理方式。教学难点：请求分页存储管理方式、页面置换算法、请求分页系统的性能分析。学 时：课堂教学8学时，课外自主学习时间不少于5学时。教学方法：讲授、提问、讨论。主要内容：1 .虚拟存储器概述.请求分页存储管理方式2 .页面置换算法.“抖动”与工作集3 .请求分段存储管理方式学习方法：理论学习与实践相结合，小组讨论。课后作业：完成教材第177页练习题3、7、8、13、20和补充作业，在下周课前 提交。第六章输入输H1系统（授课时间：第四学期第十一至十二周）教学目标：掌握I/O系统的功能、设备控制器、中断机构和中断处理程序、设备 驱动程序、与设备无关的I/O软件、缓冲区管理、磁盘存储器的性能 和调度。教学重点：I/O系统的功能、设备控制器、中断机构和中断处理程序、对I/O设 备的控制方式、与设备无关的I/O软件、Spooling系统、缓冲区管理、 磁盘调度算法。教学难点：与设备无关的I/O软件、Spooling系统、缓冲区管理、磁盘调度算法。学 时：课堂教学8学时，课外自主学习时间不少于6学时。教学方法：讲授、提问、讨论。主要内容：1.1 /0系统的功能、模型和接口. I/O设备和设备控制器2 .中断机构和中断处理程序.设备驱动程序3 .与设备无关的I/O软件.用户层的I/O软件4 .缓冲区管理.磁盘存储器的性能和调度学习方法：理论学习与实践相结合，小组讨论。课后作业：完成教材第220页练习题4、11、16、18、22、28和补充作业，在下 周课前提交。第七章文件管理（授课时间：第四学期第十三至十四周）教学目标：掌握文件和文件系统、文件逻辑结构、目录管理、文件共享、文件保 护。教学重点：文件逻辑结构、目录管理.、文件共享、文件保护。教学难点：文件逻辑结构、目录管理、访问矩阵。学 时：课堂教学6学时，课外自主学习时间不少于4学时。教学方法：讲授、提问、讨论。主要内容:1 .文件和文件系统.文件的逻辑结构2 .文件目录.文件共享3 .文件保护学习方法：理论学习与实践相结合，小组讨论。课后作业：完成教材第249页练习题6、14、21、24、30和补充作业，在下周课 前提交。第八章磁盘存储其管理（授课时间：第四学期第十五至十六周）教学目标：掌握外存的组织方式、文件存储空间的管理、了解提高磁盘速度的途 径、提高磁盘可靠性的技术、数据一致性控制。教学重点：外存的组织方式、文件存储空间的管理。教学难点：外存的组织方式、文件存储空间的管理。学 时：课堂教学6学时，课外自主学习时间不少于5学时。教学方法：讲授、提问、讨论。主要内容：1 .外存的组织方式.文件存储空间的管理2 .提高磁盘I/O速度的途径.提高磁盘可靠性的技术3 .数据一致性控制学习方法：理论学习与实践相结合，小组讨论。课后作业：完成教材第276277页练习题1、8、15、16、27和补充作业，在下 周课前提交。第九章操作系统接口（授课时间：第四学期第十七周）教学目标：掌握用户接口类型、系统调用，了解Shell命令语言、联机命令接口 的实现。教学重点：用户接口类型、系统调用。教学难点：系统调用。学 时：课堂教学4学时，课外自主学习时间不少于3学时。教学方法：讲授、提问、讨论。主要内容：1 .用户接口.Shell命令语言3 .联机命令接口的实现.系统调用的概念和类型4 .系统调用的实现学习方法：理论学习与实践相结合，小组讨论。课后作业：完成教材第306页练习题4、10、16、19并在下周课前提交。