計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課教學(xué)大綱

本文格式為Word版，下載可任意編輯——計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課教學(xué)大綱計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)大綱共計(jì)6頁《操作系統(tǒng)》教學(xué)大綱

課程名稱：操作系統(tǒng)課程屬性：專業(yè)必修課參考教材名稱：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)

總學(xué)時(shí)：72學(xué)時(shí)理論學(xué)時(shí)：56試驗(yàn)學(xué)時(shí)：16時(shí)學(xué)分：3.0開課學(xué)期：第4學(xué)期

適用專業(yè)與對(duì)象：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生先修課程：程序設(shè)計(jì)語言，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)組成原理等

推薦教材：湯小丹.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)（第四版）.XX：XX電子科技大學(xué)出版社，2023.

一、課程簡(jiǎn)介

操作系統(tǒng)課程主要介紹操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，講授眾多操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)精華及操作系統(tǒng)最新技術(shù)。包括操作系統(tǒng)各組成部分的陳述，互斥性、并發(fā)與同步性，處理器實(shí)現(xiàn)，調(diào)度算法，存儲(chǔ)管理，設(shè)備管理，文件系統(tǒng)，安全與保護(hù)等。

二、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門重要的專業(yè)必修課，是涉及較多硬件知識(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件課程。在計(jì)算機(jī)軟硬件課程的設(shè)置上，它起著承上啟下的作用。操作系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源實(shí)施管理，是所有其他軟件與計(jì)算機(jī)硬件的唯一接口，所有用戶在使用計(jì)算機(jī)時(shí)都要得到操作系統(tǒng)提供的服務(wù)。因此本課程的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生理解和把握計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本概念、原理、技術(shù)和方法；具有剖析、設(shè)計(jì)、開發(fā)和構(gòu)造現(xiàn)代操作系統(tǒng)的基本能力；深入理解操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位及作用，及它與硬件和其他軟件間的關(guān)系；熟悉操作系統(tǒng)控制和管理整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的全過程，建立起以操作系統(tǒng)為中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)和整體性把握。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生把握操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)，能夠運(yùn)用所學(xué)操作系統(tǒng)知識(shí)分析問題和解決問題。

三、課程的教學(xué)原則與方法

在總結(jié)操作系統(tǒng)課程教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合課程自身的特點(diǎn)，制定本課程的教學(xué)原則為：理論講解和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)原則，教師主導(dǎo)作用與學(xué)生主動(dòng)性結(jié)合原則。在教學(xué)過程中采用的教學(xué)方法主要有：以語言形式獲得間接經(jīng)驗(yàn)的方法（例如講授法、探討法、讀書指導(dǎo)法等），以直觀形式獲得直接經(jīng)驗(yàn)的方法（例如演示法），以實(shí)際訓(xùn)練形式形成技能、技巧的教學(xué)方法（例如講練結(jié)合法、試驗(yàn)法等）。

四、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)基本要求

第一章操作系統(tǒng)引論4學(xué)時(shí)1、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié)操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用

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其次節(jié)操作系統(tǒng)的發(fā)展過程第三節(jié)操作系統(tǒng)的基本特性第四節(jié)操作系統(tǒng)的主要功能第五節(jié)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)習(xí)題課

2、教學(xué)基本要求

讓學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)形成初步的認(rèn)識(shí)，對(duì)操作系統(tǒng)中的概念有整體的了解。了解操作系統(tǒng)的發(fā)展過程；把握操作系統(tǒng)類型和功能、操作系統(tǒng)的基本特征；熟練把握操作系統(tǒng)定義。

3、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：操作系統(tǒng)的發(fā)展過程，操作系統(tǒng)的分類、基本特征和功能教學(xué)難點(diǎn)：操作系統(tǒng)的基本特征，操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4、復(fù)習(xí)參考題

⑴OS的作用可表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？

⑵OS有哪幾大特征？最基本得特征是什么？

其次章進(jìn)程管理10學(xué)時(shí)1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)進(jìn)程的基本概念其次節(jié)進(jìn)程的控制第三節(jié)進(jìn)程的同步第四節(jié)經(jīng)典進(jìn)程同步問題第五節(jié)管程機(jī)制第六節(jié)進(jìn)程通信第七節(jié)線程

習(xí)題課

2、教學(xué)基本要求

讓學(xué)生認(rèn)識(shí)進(jìn)程，了解進(jìn)程的概念；了解管程、線程的基本概念；了解進(jìn)程通信的有關(guān)概念、類型和消息傳遞通信的實(shí)現(xiàn)；把握進(jìn)程的基本狀態(tài)與各種基本狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換；熟練把握進(jìn)程的同步，并能熟練使用P、V原語解決進(jìn)程同步問題。3、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：進(jìn)程的基本概念，進(jìn)程同步，用P、V原語描述同步問題教學(xué)難點(diǎn)：進(jìn)程的基本概念，進(jìn)程同步，用P、V原語描述同步問題4、復(fù)習(xí)參考題

⑴試說明PCB的作用，為什么說PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志？⑵試說明進(jìn)程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因？

⑶試?yán)眯盘?hào)量寫出一個(gè)不會(huì)出現(xiàn)死鎖的哲學(xué)家就餐問題的算法。

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第三章處理機(jī)調(diào)度與死鎖10學(xué)時(shí)1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)處理機(jī)調(diào)度的基本概念其次節(jié)調(diào)度算法

第三節(jié)實(shí)時(shí)調(diào)度第四節(jié)多處理機(jī)系統(tǒng)中的調(diào)度第五節(jié)產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件第六節(jié)預(yù)防死鎖的方法第七節(jié)死鎖的檢測(cè)與解除習(xí)題課

2、教學(xué)基本要求了解并把握處理機(jī)的各種調(diào)度算法；熟練把握死鎖產(chǎn)生的必要條件和處理死鎖的基本方法；熟練把握避免死鎖的算法。

3、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：處理機(jī)的調(diào)度算法，避免死鎖的算法教學(xué)難點(diǎn)：避免死鎖的算法4、復(fù)習(xí)參考題

⑴高級(jí)調(diào)度與地基調(diào)度的主要任務(wù)是什么？為什么要引入中級(jí)調(diào)度按？⑵何謂死鎖？死鎖產(chǎn)生的原因和必要條件是什么？

第四章存儲(chǔ)器管理14學(xué)時(shí)1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)程序的裝入和鏈接其次節(jié)連續(xù)分派方式

第三節(jié)基本分頁存儲(chǔ)管理方式第四節(jié)基本分段式存儲(chǔ)管理方式第五節(jié)虛擬存儲(chǔ)器的基本概念第六節(jié)請(qǐng)求分頁存儲(chǔ)管理方式第七節(jié)頁面置換算法第八節(jié)請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式習(xí)題課

2、教學(xué)基本要求把握內(nèi)存管理的基本概念；把握虛擬存儲(chǔ)器的基本概念和算法；熟練把握各種內(nèi)存分派方式。

3、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：各種內(nèi)存分派方式，虛擬存儲(chǔ)器的基本概念和算法

第3頁

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教學(xué)難點(diǎn)：離散式內(nèi)存分派方式，虛擬存儲(chǔ)器的基本概念和算法4、復(fù)習(xí)參考題

⑴為什么要引入動(dòng)態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？⑵分頁和分段存儲(chǔ)管理有何區(qū)別？

⑶虛擬存儲(chǔ)器有哪些特征？其中最基本的特征是什么？

第五章設(shè)備管理6學(xué)時(shí)1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)I/O系統(tǒng)其次節(jié)I/O控制方式第三節(jié)緩沖管理第四節(jié)設(shè)備分派第五節(jié)設(shè)備處理第六節(jié)磁盤存儲(chǔ)管理習(xí)題課

2、教學(xué)基本要求了解常用I/O設(shè)備的管理原理；把握I/O設(shè)備的相關(guān)概念；把握設(shè)備管理中的相關(guān)技術(shù)。

3、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：I/O控制方式，設(shè)備處理，緩沖管理，SPOOLING技術(shù)教學(xué)難點(diǎn)：緩沖管理，SPOOLING技術(shù)4、復(fù)習(xí)參考題

⑴引入緩沖的主要原因是什么？

⑵為何要引入設(shè)備獨(dú)立性？如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性？⑶試說明SPOOLing系統(tǒng)的組成。

第六章文件管理8學(xué)時(shí)1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)文件和文件系統(tǒng)其次節(jié)文件的規(guī)律結(jié)構(gòu)第三節(jié)外存分派方式第四節(jié)目錄管理

第五節(jié)文件存儲(chǔ)空間的管理第六節(jié)文件共享與文件保護(hù)習(xí)題課

2、教學(xué)基本要求

第4頁

計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)大綱共計(jì)6頁了解文件共享、文件保護(hù)、可靠性的相關(guān)技術(shù)；把握文件系統(tǒng)的規(guī)律結(jié)構(gòu)及相關(guān)概念；把握外存空間的管理與分派方式。

3、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：外存的管理與分派方式，文件存儲(chǔ)空間的管理，文件的共享教學(xué)難點(diǎn)：外存的管理與分派方式，文件的共享，文件的可靠性4、復(fù)習(xí)參考題

⑴何謂規(guī)律文件？何謂物理文件？⑵對(duì)目錄管理的主要要求是什么？

總復(fù)習(xí)4學(xué)時(shí)

五、試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置及教學(xué)基本要求

試驗(yàn)項(xiàng)目一單處理器系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度4學(xué)時(shí)1、試驗(yàn)?zāi)康呐c要求

加深對(duì)進(jìn)程概念的理解，明確進(jìn)程和程序的區(qū)別；深入了解系統(tǒng)如何組織進(jìn)程、

創(chuàng)立進(jìn)程；進(jìn)一步認(rèn)識(shí)如何實(shí)現(xiàn)處理器調(diào)度。

2、試驗(yàn)內(nèi)容

編寫程序完成單處理機(jī)系統(tǒng)中的進(jìn)程調(diào)度，要求采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。試驗(yàn)具體包括：首先確定進(jìn)程控制塊的內(nèi)容，進(jìn)程控制塊的組成方式；然后完成進(jìn)程創(chuàng)立原語和進(jìn)程調(diào)度原語；最終編寫主函數(shù)對(duì)所做工作進(jìn)行測(cè)試。

3、試驗(yàn)類型設(shè)計(jì)型

試驗(yàn)項(xiàng)目二動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理方式的主存分派與回收4學(xué)時(shí)1、試驗(yàn)?zāi)康呐c要求

了解動(dòng)態(tài)分區(qū)分派方式中使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和分派算法，并進(jìn)一步加深對(duì)動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理方式及其實(shí)現(xiàn)過程的理解；深入了解動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理方式主存分派與回收的實(shí)現(xiàn)。

2、試驗(yàn)內(nèi)容

編寫程序完成動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理方式主存分派與回收的實(shí)現(xiàn)。

試驗(yàn)具體包括：首先確定主存空間分派表；然后采用最優(yōu)適應(yīng)算法完成主存空間的分派和回收；最終編寫主函數(shù)對(duì)所做工作進(jìn)行測(cè)試。

3、試驗(yàn)類型設(shè)計(jì)型

試驗(yàn)項(xiàng)目三頁式虛擬存儲(chǔ)管理中地址轉(zhuǎn)換和缺頁中斷4學(xué)時(shí)1、試驗(yàn)?zāi)康呐c要求

深入了解頁式存儲(chǔ)管理如何實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換；進(jìn)一步認(rèn)識(shí)頁式虛擬存儲(chǔ)管理中如何處理缺頁中斷。

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計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)大綱共計(jì)6頁2、試驗(yàn)內(nèi)容編寫程序完成頁式虛擬存儲(chǔ)管理中地址轉(zhuǎn)換過程和模擬缺頁中斷的處理。試驗(yàn)具體包括：首先對(duì)給定的地址轉(zhuǎn)換工作，若發(fā)生缺頁則先進(jìn)行缺頁中斷，然后再進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換；最終編寫主函數(shù)對(duì)所做工作進(jìn)行測(cè)試。假定主存64KB，每個(gè)主存塊1024B，作業(yè)最大支持到64KB，系統(tǒng)中每個(gè)作業(yè)分得主存塊4塊。

3、試驗(yàn)類型設(shè)計(jì)型

試驗(yàn)項(xiàng)目四編寫一個(gè)自己的Shell4學(xué)時(shí)1、試驗(yàn)?zāi)康呐c要求

綜合所學(xué)知識(shí)，結(jié)合自己課外自學(xué)，增加學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)給的感性認(rèn)識(shí)，提升學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式的理解。

2、試驗(yàn)內(nèi)容

模擬Linux的shell編寫程序，實(shí)現(xiàn)一個(gè)命令解釋器。

試驗(yàn)具體包括：從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入命令并執(zhí)行，每次只處理一個(gè)命令，既可以是簡(jiǎn)單命令也可以是繁雜命令?？梢越Y(jié)合自身的能力設(shè)計(jì)管道、輸入輸出定向、后臺(tái)執(zhí)行等，對(duì)具體的實(shí)現(xiàn)過程可以依照傳統(tǒng)方式，也可自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)方式。

3、試驗(yàn)類型創(chuàng)新型

六、教學(xué)參考書

[1]任愛華編.操作系統(tǒng)實(shí)用教程.北京：清華大學(xué)出版社，2023.9

[2]張堯?qū)W，史美林編著.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程.北京：清華大學(xué)出版社，2023.3[3]梁紅兵,湯小丹編著.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)與題解.XX：XX電子科技大

學(xué)出版社，2023.7

[4]曾平，李春葆編著.操作系統(tǒng)習(xí)題與解析.北京：清華大學(xué)出版社，2023.8[5]王育勤,謝余強(qiáng)編著.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)——基于