操作系統(tǒng)原理教學(xué)大綱

1、僅供個(gè)人參考操作系統(tǒng)原理教學(xué)大綱課程名稱：操作系統(tǒng)原理課程編號(hào)：課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課適用專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse學(xué)時(shí)與學(xué)分：課程總學(xué)時(shí)：64課程總學(xué)分：4理論教學(xué)學(xué)時(shí)：54實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)：10一、大綱說(shuō)明本大綱根據(jù)2009級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案制訂。（一）課程的地位與作用操作系統(tǒng)原理旨在講述操作系統(tǒng)的基本原理和基本功能，即進(jìn)程管理、處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、文件管理、設(shè)備管理、分布式操作系統(tǒng)。培養(yǎng)學(xué)生分析、開(kāi)發(fā)、維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的能力，同時(shí)也為后繼課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。（二

2、）課程的教學(xué)目的該課程主要介紹操作系統(tǒng)的基本概念、用戶和操作系統(tǒng)的接口、作業(yè)管理和進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、文件管理、設(shè)備管理等有關(guān)內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠系統(tǒng)地學(xué)握操作系統(tǒng)基本概念、主要功能、工作原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)；具有使用操作系統(tǒng)和分析操作系統(tǒng)的能力。通過(guò)實(shí)踐，理解和掌握Windows操作系統(tǒng)基本工作原理，及使用方法，為以后在操作系統(tǒng)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用軟件或系統(tǒng)軟件打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（三）先修課程與后續(xù)課程先修課程：計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)庫(kù)原理。后續(xù)課程：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。二、教學(xué)內(nèi)容、要求及教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)第一章緒論不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考【教學(xué)內(nèi)容】操作系統(tǒng)的概念；操作系統(tǒng)的

3、發(fā)展史；操作系統(tǒng)的基本類(lèi)型；操作系統(tǒng)的功能；計(jì)算機(jī)硬件簡(jiǎn)介；算法的描述；研究操作系統(tǒng)的幾種觀點(diǎn)?！窘虒W(xué)要求】了解什么是操作系統(tǒng)、軟件的層次與虛擬機(jī)的概念、操作系統(tǒng)的重要性及引入的目的；了解操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展；了解多道批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)；掌握操作系統(tǒng)五個(gè)方面的功能；掌握研究操作系統(tǒng)常見(jiàn)的幾種觀點(diǎn)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】操作系統(tǒng)的功能?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】研究操作系統(tǒng)常見(jiàn)的幾種觀點(diǎn)。第二章操作系統(tǒng)用戶界面【教學(xué)內(nèi)容】作業(yè)的基本概念；作業(yè)的建立；命令控制界面接口；系統(tǒng)調(diào)用；UNIX用戶界面?！窘虒W(xué)要求】掌握作業(yè)的定義與組織；掌握作業(yè)的輸入方式、JCB的建立；了解操作系統(tǒng)為用戶提供

4、的兩個(gè)界面接口、作業(yè)控制的主要方式；掌握系統(tǒng)調(diào)用的處理過(guò)程?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】作業(yè)的輸入方式、JCB的建立?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】系統(tǒng)調(diào)用的處理過(guò)程。第三章進(jìn)程管理【教學(xué)內(nèi)容】進(jìn)程的概念；進(jìn)程的描述；進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換；進(jìn)程控制；進(jìn)程互斥與同步；進(jìn)程通信；死鎖；線程?！窘虒W(xué)要求】理解進(jìn)程的定義、進(jìn)程和作業(yè)的關(guān)系；掌握程序的順序執(zhí)行以及特點(diǎn)，程序的并發(fā)執(zhí)行及所帶來(lái)的影響；掌握進(jìn)程控制塊PCB的基本內(nèi)容、進(jìn)程上下文和進(jìn)程空間的概念；掌握進(jìn)程狀態(tài)和轉(zhuǎn)換過(guò)程；掌握進(jìn)程的創(chuàng)建與撤消、進(jìn)程的阻塞與喚醒；掌握臨界區(qū)問(wèn)題，間接制約、互斥概念；掌握互斥的加鎖實(shí)現(xiàn)，信號(hào)量與P、V操作；掌握同步概念；掌握不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考

5、用P、V原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步，生產(chǎn)者和消費(fèi)者問(wèn)題；了解進(jìn)程間的通信方式；掌握死鎖的定義、死鎖的必要條件、死鎖的預(yù)防、死鎖的避免、死鎖檢測(cè)和恢復(fù)；了解線程的概念、線程的適用范圍和執(zhí)行特性、線程的分類(lèi)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】進(jìn)程的概念、進(jìn)程的狀態(tài)及其變化、進(jìn)程控制塊、進(jìn)程的管理；用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程問(wèn)的同步與互斥；死鎖的預(yù)防、死鎖的避免、死鎖檢測(cè)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換，進(jìn)程控制原語(yǔ)。用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步與互斥。銀行家算法。第四章處理機(jī)調(diào)度【教學(xué)內(nèi)容】分級(jí)調(diào)度；作業(yè)調(diào)度；進(jìn)程調(diào)度；調(diào)度算法；算法評(píng)價(jià)；實(shí)時(shí)系統(tǒng)調(diào)度方法?！窘虒W(xué)要求】了解作業(yè)狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換、調(diào)度的層次、作業(yè)與進(jìn)程的關(guān)系；掌握作業(yè)調(diào)度及其功能

6、、作業(yè)調(diào)度目標(biāo)與性能衡量；了解進(jìn)程調(diào)度的功能與時(shí)機(jī)、進(jìn)程上下文切換、進(jìn)程調(diào)度性能評(píng)價(jià)；掌握先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法FIFO,優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法，短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法，最高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法，多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法；掌握幾種常用調(diào)度算法的性能評(píng)價(jià)；了解實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)和調(diào)度算法的分類(lèi)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】作業(yè)調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度的概念及常用調(diào)度算法?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】幾種常用調(diào)度算法的評(píng)價(jià)。第五章存儲(chǔ)管理【教學(xué)內(nèi)容】存儲(chǔ)管理的目標(biāo)及功能；分區(qū)存儲(chǔ)管理；分頁(yè)存儲(chǔ)管理；分段存儲(chǔ)管理；段頁(yè)式存儲(chǔ)管理；虛擬存儲(chǔ)器?！窘虒W(xué)要求】了解存儲(chǔ)器管理的基本概念、地址變換、內(nèi)外存數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂?、?nèi)存的分配與回收、內(nèi)存信息的共享與保護(hù)；

7、掌握分區(qū)管理基本原理（包括固定分區(qū)法和可變分區(qū)法）、分區(qū)的分配與回收、有關(guān)分區(qū)管理的其他問(wèn)題（關(guān)于虛存的實(shí)現(xiàn)、內(nèi)存擴(kuò)充、地址變換和內(nèi)存保護(hù)、分區(qū)存儲(chǔ)的優(yōu)缺點(diǎn)）；掌握頁(yè)式存儲(chǔ)管理的基本原理，靜態(tài)頁(yè)式管理和動(dòng)態(tài)頁(yè)式管理不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考中的分配與回收、地址轉(zhuǎn)換、分配策略、頁(yè)的共享保護(hù)；掌握段式存儲(chǔ)管理的基本思想和實(shí)現(xiàn)原理（包括段式管理中的分配與回收、地址轉(zhuǎn)換、分配策略、段的共享保護(hù)等）、段式存儲(chǔ)管理的優(yōu)缺點(diǎn)、段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的基本思想和實(shí)現(xiàn)原理（包括段頁(yè)式存儲(chǔ)管理中的地址轉(zhuǎn)換、段頁(yè)式存儲(chǔ)管理算法）、段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的優(yōu)缺點(diǎn)；掌握虛擬存儲(chǔ)器的特征、實(shí)現(xiàn)條件及其實(shí)現(xiàn)原理；掌握缺頁(yè)中斷處理算法、請(qǐng)

8、求頁(yè)式管理中的置換算法（最佳置換算法OPT先進(jìn)先出置換算法FIFO最近最少使用置換算法LRU）;了解局部性原理和抖動(dòng)問(wèn)題?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】可變分區(qū)的多道管理技術(shù)的一般方法；頁(yè)式存儲(chǔ)管理、段式存儲(chǔ)管理、段頁(yè)式存儲(chǔ)管理技術(shù)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】各種存儲(chǔ)管理技術(shù)中涉及到的內(nèi)存分配、存儲(chǔ)保護(hù)、地址重定位與頁(yè)面置換算法。第六章文件系統(tǒng)【教學(xué)內(nèi)容】文件系統(tǒng)的概念；文件的邏輯組織和存取方法；文件的物理結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)設(shè)備；文件存儲(chǔ)空間管理；文件目錄管理；文件存取控制；文件的使用；文件系統(tǒng)的層次模型?！窘虒W(xué)要求】了解文件的分類(lèi)，文件系統(tǒng)的功能和基本操作；掌握文件的邏輯組織和存取方法；掌握文件的物理結(jié)構(gòu)、以磁盤(pán)和磁帶為例的存儲(chǔ)設(shè)

9、備特點(diǎn)；掌握三種不同的空閑塊管理方法；掌握文件的組成、文件目錄和管理；掌握文件的共享與文件系統(tǒng)的安全性；掌握文件系統(tǒng)對(duì)用戶的接口；掌握文件系統(tǒng)的層次模型?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】文件的邏輯組織和存取方法，文件的物理結(jié)構(gòu)，文件的組成、文件目錄和管理，文件的共享與文件系統(tǒng)的安全性?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】文件目錄及文件的共享，文件系統(tǒng)的安全性實(shí)現(xiàn)機(jī)理。第七章設(shè)備管理【教學(xué)內(nèi)容】數(shù)據(jù)傳遞控制方式；中斷技術(shù)；緩沖技術(shù)；設(shè)備分配；I/O進(jìn)程控制；設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?！窘虒W(xué)要求】不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考掌握設(shè)備的類(lèi)別、設(shè)備管理的功能和任務(wù)；掌握外圍設(shè)備與內(nèi)存之間的4種常用數(shù)據(jù)傳遞控制方式；掌握中斷的基本概念、中斷的分類(lèi)與優(yōu)先級(jí)、軟

10、中斷、中斷處理過(guò)程；掌握緩沖的引入、緩沖的種類(lèi)、緩沖池的管理；掌握設(shè)備分配用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備分配的原則；了解I/O控制的引入和功能、I/O控制的實(shí)現(xiàn)；了解設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序概念?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】數(shù)據(jù)傳送的幾種控制方式。【教學(xué)難點(diǎn)】緩沖技術(shù)、中斷技術(shù)和設(shè)備分配策略。三、教學(xué)環(huán)節(jié)及學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)總學(xué)時(shí)其中備注講授學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)1第一章緒論442第二章操作系統(tǒng)用戶界面443第三章進(jìn)程管理10824第四章處理機(jī)調(diào)度141225第五章存儲(chǔ)管理141226第六章文件系統(tǒng)10827第七章設(shè)備管理862總計(jì)645410四、考核方式（考核類(lèi)型：考試）（考核形式：閉卷、筆試）五、選用教材及主要參考書(shū)（一）選用教材：1、周

11、湘貞.操作系統(tǒng)原理與實(shí)踐教程（第一版）.北京：清華大學(xué)出版社，2006.2、柯麗芳.操作系統(tǒng)教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.（二）主要參考書(shū)：1、張堯?qū)W，史美林.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程（第2版）.北京：清華大學(xué)出版社，2006.不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考2、W川iamStallings.操作系統(tǒng)一一精髓與設(shè)計(jì)原理.北京：電子工業(yè)出版社，2006.大綱編寫(xiě)人（簽字）：教研室主任（審核）：系主任（審核）：不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfurdenpers?nlichenfurStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwe