《操作系統(tǒng)原理》教學大綱

1、僅供個人參考操作系統(tǒng)原理教學大綱課程名稱：操作系統(tǒng)原理課程編號：課程類別：專業(yè)基礎課適用專業(yè)：計算機科學與技術For personal use only in study and research; not for commercial use學時與學分：課程總學時：64課程總學分：4理論教學學時：54實驗教學學時：10一、大綱說明本大綱根據(jù)2009級計算機科學與技術本科專業(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，即進程管理、處理機管 理、存儲器管理、文件管理、設備管理、分布式操作系統(tǒng)。培養(yǎng)學生分析、開發(fā)、維護計 算機系統(tǒng)軟件的能力，同時也為后

2、繼課程的學習打好基礎。（二）課程的教學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)管理和進程管理、 存儲管理、文件管理、設備管理等有關內容。學生通過本課程的學習，學生能夠系統(tǒng)地學 握操作系統(tǒng)基本概念、主要功能、工作原理和實現(xiàn)技術；具有使用操作系統(tǒng)和分析操作系 統(tǒng)的能力。通過實踐，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)平臺上開發(fā)各種應用軟件或系統(tǒng)軟件打下堅實的基礎。（三）先修課程與后續(xù)課程先修課程：計算機組成原理、數(shù)據(jù)庫原理。后續(xù)課程：計算機網絡、計算機系統(tǒng)結構。二、教學內容、要求及教學重點和難點第一章緒論不得用于商業(yè)用途僅供個人參考【

3、 教學內容】操作系統(tǒng)的概念；操作系統(tǒng)的發(fā)展史；操作系統(tǒng)的基本類型；操作系統(tǒng)的功能；計算機硬件簡介；算法的描述；研究操作系統(tǒng)的幾種觀點?！窘虒W要求】了解什么是操作系統(tǒng)、軟件的層次與虛擬機的概念、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)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)、網絡操作系統(tǒng)的特點；掌握操作系統(tǒng)五個方面的功能；掌握研究操作系統(tǒng)常見的幾種觀點?！?教學重點】 操作系統(tǒng)的功能?！窘虒W難點】 研究操作系統(tǒng)常見的幾種觀點。第二章 操作系統(tǒng)用戶界面【 教學內容】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)調用；UNIX用戶界面。【 教學要求】掌握作業(yè)的定義與組織；掌握作

4、業(yè)的輸入方式、JCB 的建立；了解操作系統(tǒng)為用戶提供的兩個界面接口、作業(yè)控制的主要方式；掌握系統(tǒng)調用的處理過程。【教學重點】作業(yè)的輸入方式、JCB的建立?！窘虒W難點】 系統(tǒng)調用的處理過程。第三章 進程管理【 教學內容】進程的概念；進程的描述；進程狀態(tài)及其轉換；進程控制；進程互斥與同步；進程通信；死鎖；線程。【教學要求】理解進程的定義、進程和作業(yè)的關系；掌握程序的順序執(zhí)行以及特點，程序的并發(fā)執(zhí)行及所帶來的影響；掌握進程控制塊 PCB的基本內容、進程上下文和進程空間的概念；掌 握進程狀態(tài)和轉換過程；掌握進程的創(chuàng)建與撤消、進程的阻塞與喚醒；掌握臨界區(qū)問題，間接制約、互斥概念；掌握互斥的加鎖實現(xiàn)，信號

5、量與P、 V 操作；掌握同步概念；掌握不得用于商業(yè)用途用 P、 V 原語實現(xiàn)進程間的同步，生產者和消費者問題；了解進程間的通信方式；掌握死鎖的定義、死鎖的必要條件、死鎖的預防、死鎖的避免、死鎖檢測和恢復；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。【教學重點】進程的概念、進程的狀態(tài)及其變化、進程控制塊、進程的管理；用信號量實現(xiàn)進程間的同步與互斥；死鎖的預防、死鎖的避免、死鎖檢測?！窘虒W難點】進程狀態(tài)及其轉換，進程控制原語。用信號量實現(xiàn)進程間的同步與互斥。銀行家算法。第四章 處理機調度【教學內容】分級調度；作業(yè)調度；進程調度；調度算法；算法評價；實時系統(tǒng)調度方法?！?教學要求】了解作業(yè)

6、狀態(tài)及其轉換、調度的層次、作業(yè)與進程的關系；掌握作業(yè)調度及其功能、作業(yè)調度目標與性能衡量；了解進程調度的功能與時機、進程上下文切換、進程調度性能評價；掌握先來先服務調度算法 FIFO,優(yōu)先級調度算法，時間片輪轉算法，短作業(yè)優(yōu)先調 度算法，最高響應比優(yōu)先調度算法，多級反饋隊列調度算法；掌握幾種常用調度算法的性能評價；了解實時系統(tǒng)的特點和調度算法的分類?！窘虒W重點】作業(yè)調度、進程調度的概念及常用調度算法。【教學難點】幾種常用調度算法的評價。第五章 存儲管理【教學內容】存儲管理的目標及功能；分區(qū)存儲管理；分頁存儲管理；分段存儲管理；段頁式存儲管理；虛擬存儲器?！?教學要求】了解存儲器管理的基本概念、

7、地址變換、內外存數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂啤却娴姆峙渑c回收、內存信息的共享與保護；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、有關分區(qū)管理的其他問題（ 關于虛存的實現(xiàn)、內存擴充、地址變換和內存保護、分區(qū)存儲的優(yōu)缺點） ；掌握頁式存儲管理的基本原理，靜態(tài)頁式管理和動態(tài)頁式管理不得用于商業(yè)用途僅供個人參考中的分配與回收、地址轉換、分配策略、頁的共享保護；掌握段式存儲管理的基本思想和實現(xiàn)原理 （ 包括段式管理中的分配與回收、地址轉換、分配策略、段的共享保護等） 、段式存儲管理的優(yōu)缺點、段頁式存儲管理的基本思想和實現(xiàn)原理（ 包括段頁式存儲管理中的地址轉換、段頁式存儲管理算法） 、段

8、頁式存儲管理的優(yōu)缺點；掌握虛擬存儲器的特征、實現(xiàn)條件及其實現(xiàn)原理；掌握缺頁中斷處理算法、請求頁式管理中的置換算法（ 最佳置換算法OPT先進先出置換算法FIFO最近最少使用置換算法LRU）; 了解局部性原理和抖動問 題。【教學重點】可變分區(qū)的多道管理技術的一般方法；頁式存儲管理、段式存儲管理、段頁式存儲管理技術?！?教學難點】各種存儲管理技術中涉及到的內存分配、存儲保護、地址重定位與頁面置換算法。第六章 文件系統(tǒng)【教學內容】文件系統(tǒng)的概念；文件的邏輯組織和存取方法；文件的物理結構與存儲設備；文件存儲空間管理；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要求】了解文件的分類，

9、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；掌握文件的物理結構、以磁盤和磁帶為例的存儲設備特點；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)對用戶的接口；掌握文件系統(tǒng)的層次模型?！窘虒W重點】文件的邏輯組織和存取方法，文件的物理結構，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。【教學難點】文件目錄及文件的共享，文件系統(tǒng)的安全性實現(xiàn)機理。第七章 設備管理【教學內容】數(shù)據(jù)傳遞控制方式；中斷技術；緩沖技術；設備分配；I/O 進程控制；設備驅動程序?！窘虒W要求】掌握設備的類別、設備管理的功能和任務；掌握外圍設備與內

10、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、中斷的分類與優(yōu)先級、軟中斷、中斷處理過程；掌 握緩沖的引入、緩沖的種類、緩沖池的管理；掌握設備分配用數(shù)據(jù)結構、設備分配的原則； 了解I/O控制的引入和功能、I/O控制的實現(xiàn)；了解設備驅動程序概念?！窘虒W重點】數(shù)據(jù)傳送的幾種控制方式?！窘虒W難點】緩沖技術、中斷技術和設備分配策略。三、教學環(huán)節(jié)及學時分配序號教學環(huán)節(jié)總學時其中備注講授學時實驗學時1第一章緒論442第二章操作系統(tǒng)用戶界面443第三章進程管理10824第四章處理機調度141225第五章存儲管理141226第六章文件系統(tǒng)10827第七章設備管理862總 計645410四、考核方式（考

11、核類型：考試）（考核形式：閉卷、筆試）五、選用教材及主要參考書（一）選用教材：1、周湘貞.操作系統(tǒng)原理與實踐教程（第一版）.北京：清華大學出版社，2006.2、柯麗芳.操作系統(tǒng)教程.北京：機械工業(yè)出版社，2006.（二）主要參考書：1、張堯學，史美林.計算機操作系統(tǒng)教程（第2版）.北京：清華大學出版社，2006.2、 William Stallings. 操作系統(tǒng)精髓與設計原理 . 北京：電子工業(yè)出版社，2006.大綱編寫人（簽字）：教研室主任（審核）：系主任（審核）：不得用于商業(yè)用途僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e