《操作系統(tǒng)》課程教學大綱

千里之行，始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦《操作系統(tǒng)》課程教學大綱《操作系統(tǒng)》課程教學大綱

第一部分課程簡介

【課程名稱】：操作系統(tǒng)

【課程代碼】：252022341

【課程屬性】：專業(yè)教導基礎課程

【授課對象】：計算機專業(yè)2年級本科生

【學時/學分】：48/3(另上機16學時)

一、課程性質與教學目的

（一）課程性質（指課程的地位、作用）

計算機全部能做的一切——編程、嬉戲、上網、看影碟……終于都要歸結于硬件的操作序列。人們?yōu)榱吮磉_自己對硬件操作序列的支配，編制了機器語言。然而，機器語言由0、1代碼構成，用戶界面不很友好。這從客觀上需要有一系列軟件來便利用戶使用計算機。設置操作系統(tǒng)的首要目的就是提供更利于使用的人機界面；隨著“多道程序設計”概念的提出，計算機系統(tǒng)資源的利用率得到了極大的提高。與此同時，操作系統(tǒng)也肩負了使互相競爭的各進程能有序地、高效地使用處理機、存儲器、外設等資源的任務。

正是因此，操作系統(tǒng)既作為資源的管理者，負責與硬件的直接聯(lián)系；又作為計算機與人之間的接口，與用戶的使用息息相關，終于彌補了人與計算機硬件之間的鴻溝。而且，作為計算機硬件的首次擴充，它還要對語言編譯、應用程序、數據庫管理程序等提供須要的支持，是學習“軟”部分課程的基礎。

計算機專業(yè)主干課程中，硬件部分以《計算機組成原理》為基礎；軟件部分以《操作系統(tǒng)》為基礎；軟硬件聯(lián)系與《匯編語言》課程的綻開。在課程設置上，《操作系統(tǒng)》居于學制中期，同學學習了一定的軟硬件學問，但仍很龐雜，難以提高到全局高度再熟悉；再者，面向一系列日新月異的專業(yè)課，學生也需要這樣一門課程告知他們畢竟這些課程講授的內容在計算機系統(tǒng)中居于什么樣的地位。

（二）教學目的

通過本課程的學習，應使同學從定性上了解計算機系統(tǒng)、特殊是軟件系統(tǒng)的構成及工作原理。

二、課程基本內容

主要包括操作系統(tǒng)用戶接口、進程管理、處理機調度、存儲管理、文件系統(tǒng)及設備管理

等幾個部分。其學問能力及技能方面的基本要求包括：

1．了解操作系統(tǒng)的歷史、類型、功能。

2．深刻理解什么是進程，理解進程在操作系統(tǒng)中的重要性。

3．了解多道程序系統(tǒng)面臨的問題及幾種解決進程同步與互斥的辦法。

4．理解臨界資源與臨界段。

5．把握計數信號量機制如何解決進程的同步與互斥,能看懂容易的P、V操作原語解決進程的同步與互斥的問題。

6．深刻理解什么是死鎖，理解死鎖發(fā)生的緣由和須要條件．

7．理解CPU調度有幾級，各在何時起作用。

8．了解存儲管理提供的主要功能。

9．知道交換與籠罩。

10．理解頁、段式管理涉及的數據結構及地址變換過程。

11．深刻理解什么是虛擬存儲器。

12．了解I/O哀求的處理步驟。

13．理解SPOOLING技術。

14．理解設備分配機制及設備無關性。

15．了解什么是文件，理解文件的組織、分享、命名矛盾和名目的關系。

三、先修課程及后續(xù)課程

（一）先修課程

《程序設計基礎》、《匯編語言》、《計算機組成原理》、《編譯原理》、《接口與通信》、《計算機網絡》

（二）后續(xù)課程

其次部分教學總體支配一、學時分配

二、教學重點與難點

（一）教學重點

1、計算機硬件的組成和軟件的結構.

2、設置操作系統(tǒng)的目的.

3、什么是操作系統(tǒng),具備什么樣的功能.

4、操作系統(tǒng)有哪幾種類型,各有什么特點.

5、什么是多道程序設計,支持其的軟硬件基礎有哪些.

6、多道程序系統(tǒng)有哪些特征,這些特征為操作系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)帶來了什么影響.

7、系統(tǒng)調用的執(zhí)行過程是什么.

8、作業(yè)、進程與線程.

9、進程的特征是什么,它與程序有何不同.

10、進程的狀態(tài)及狀態(tài)轉換的條件(五狀態(tài)).

11、為什么PCB是系統(tǒng)感知進程存在的唯一標志,PCB中包含的信息.

12、什么是內核,內核實現(xiàn)什么基本功能.

13、內核為什么進展到了微內核.

14、什么是原語,它通常提供哪些功能.

15、順行程序和并行程序各有什么特點.

16、程序并發(fā)執(zhí)行的Bernstein條件.

17、什么是臨界資源、臨界區(qū),進程進入臨界區(qū)的準則.

18、解決進程互斥的方法有幾種,如何利用這些機制編寫容易的P、V操作原語解決

進程間互斥和同步.

19、生產者─消費者與讀寫者問題各描述了什么樣的進程同步和互斥的關系.

20、CPU的調度級別有幾種,各在什么時候起作用.

21、作業(yè)與進程調度的算法有哪些,會定量計算得出詳細環(huán)境下它們的優(yōu)劣.

22、進程調度的時機.

23、死鎖緣由、須要條件及死鎖的解決(含銀行家算法).

24、用戶與操作系統(tǒng)的接口有幾種.

25、什么是系統(tǒng)調用.

26、CPU有幾種工作狀態(tài),狀態(tài)間的轉換條件是什么.

27、存儲管理主要具備哪些功能.

28、區(qū)別地址空間和存儲空間,相對(規(guī)律)地址和物理地址.什么是地址重定位.

29、重定位有幾種辦法,有什么區(qū)分,各有什么益處.

30、什么是虛擬存儲器,支持之的物質基礎是什么.

31、可變分區(qū)的分配和回收算法及庇護方式.

32、籠罩與交換技術.

33、分頁管理涉及的數據結構、哀求頁式管理、靜態(tài)頁式管理的地址變換過程.

34、哀求分頁的淘汰算法及程序的局部性原理.

35、頁式管理的優(yōu)缺點.

36、段、頁式管理之間的區(qū)分.

37、設備管理主要完成哪些任務.

38、處理一個I/O哀求需要哪些步驟.

39、為什么要設置緩沖區(qū),有幾種實現(xiàn)辦法及SPOOLING技術.

40、系統(tǒng)磁盤的調度策略.

41、設備分配機制.

42、什么叫設備無關性,設備管理中哪一部分體現(xiàn)了設備無關性.

43、設備分配通常采納哪些策略.

44、什么是文件,文件系統(tǒng)的主要功能.

45、文件的分類.

46、文件的物理組織有幾種形式,各有什么特點.

47、文件存貯空間的管理辦法有哪些.

48、文件名目有什么作用,名目項包含哪些內容,名目如何組織.

49、什么叫便于分享的名目結構,有什么益處.

50、文件如何舉行存取控制.

51、文件操作命令實現(xiàn)的功能.

52、文件系統(tǒng)七層模型中各層主要的功能.

（二）教學難點

1、什么是操作系統(tǒng),具備什么樣的功能.

2、什么是多道程序設計,支持其的軟硬件基礎有哪些.

3、系統(tǒng)調用的執(zhí)行過程是什么.

4、進程的狀態(tài)及狀態(tài)轉換的條件(五狀態(tài)).

5、什么是原語,它通常提供哪些功能.

6、程序并發(fā)執(zhí)行的Bernstein條件.

7、什么是臨界資源、臨界區(qū),進程進入臨界區(qū)的準則.

8、解決進程互斥的方法有幾種,如何利用這些機制編寫容易的P、V操作原語解決進程

間互斥和同步.

9、生產者─消費者與讀寫者問題各描述了什么樣的進程同步和互斥的關系.

10、CPU的調度級別有幾種,各在什么時候起作用.

11、作業(yè)與進程調度的算法有哪些,會定量計算得出詳細環(huán)境下它們的優(yōu)劣.

12、進程調度的時機.

13、死鎖緣由、須要條件及死鎖的解決(含銀行家算法).

14、什么是系統(tǒng)調用.

15、存儲管理主要具備哪些功能.

16、區(qū)別地址空間和存儲空間,相對(規(guī)律)地址和物理地址.什么是地址重定位.

17、重定位有幾種辦法,有什么區(qū)分,各有什么益處.

18、可變分區(qū)的分配和回收算法及庇護方式.

19、哀求分頁的淘汰算法及程序的局部性原理.

20、設備管理主要完成哪些任務.

21、處理一個I/O哀求需要哪些步驟.

22、為什么要設置緩沖區(qū),有幾種實現(xiàn)辦法及SPOOLING技術.

23、系統(tǒng)磁盤的調度策略.

24、什么叫設備無關性,設備管理中哪一部分體現(xiàn)了設備無關性.

25、設備分配通常采納哪些策略.

26、文件存儲空間的管理辦法有哪些.

三、教學材料

（一）推舉教材

《OperatingSystemsInternalsandDesignPrinciples》WilliamStallings

清華高校出版社

（二）推舉參考書

《計算機操作系統(tǒng)》湯子贏、楊成忠、哲鳳屏

西安電子科技高校出版社

《操作系統(tǒng)基礎》屠立德、屠祁

清華高校出版社

《基于微內核的國產操作系統(tǒng)COSIXV2.0教程》

周明德中軟總公司基礎軟件事業(yè)部

《操作系統(tǒng)試驗指導說明書和UNIX系統(tǒng)手冊》

張麗芬北京理工高校

《計算機操作系統(tǒng)》

翟一鳴清華高校出版社

《OperatingSystemsDesignandImplementation》

AndrewS.TanenbaumAlbertS.Woodhull

清華高校出版社

（三）推舉網站（包括課程網站、專業(yè)網站等）

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http://./

四、本課程開設需要的教學環(huán)境和設備條件

需要電化教學設備，試驗用計算機上必需要有主流的編程軟件

五、考核辦法及成果評定（包括考核方式及所占比例）

該科目為考試課

1.成果評定總則：以百分制計算總成果，其中平常成果占總成果的40%，期末考試成果占60%?？偝晒麧M分100分，60分即獲得該課程學分；

2.平常成果評定：分作業(yè)、試驗兩部分，每部分各占20分；

3.期末考核方式：閉卷考試。

第三部分課程教學內容及教學要求

第一章緒論學時6

【教學目的及要求】

一、嫻熟把握

什么是操作系統(tǒng)，什么是多道程序設計

二、把握

操作系統(tǒng)的功能，形成與進展，以及操作系統(tǒng)的基本類型

三、了解

計算機系統(tǒng)的組成以及操作系統(tǒng)的結構

【教學重點與難點】

一、教學重點：

1、計算機硬件的組成和軟件的結構.

2、設置操作系統(tǒng)的目的.

3、什么是操作系統(tǒng),具備什么樣的功能.

4、操作系統(tǒng)有哪幾種類型,各有什么特點.

5、什么是多道程序設計,支持其的軟硬件基礎有哪些.

6、多道程序系統(tǒng)有哪些特征,這些特征為操作系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)帶來了什么影響.

二、教學難點：

1、什么是操作系統(tǒng),具備什么樣的功能.

2、什么是多道程序設計,支持其的軟硬件基礎有哪些.

【教學手段及方式辦法】

課堂講授

【教學內容】

一、緒論

（一）計算機系統(tǒng)組成

（二）操作系統(tǒng)的概念

（三）操作系統(tǒng)的功能

（四）操作系統(tǒng)的形成和進展

（五）操作系統(tǒng)的基本類型

（六）操作系統(tǒng)的結構

【思量題】

1、語言支持系統(tǒng)還是系統(tǒng)支持語言

2、什么是操作系統(tǒng)，指出某些系統(tǒng)是不是操作系統(tǒng)，并說明為什么

其次章作業(yè)管理學時4

【教學目的及要求】

一、嫻熟把握

什么是系統(tǒng)調用，以及系統(tǒng)調用的執(zhí)行過程

二、把握

作業(yè)的概念與狀態(tài)，以及計算機的用戶接口

三、了解

程序庫與鏈接編譯和作業(yè)的建立過程

【教學重點與難點】

一、教學重點：

1、什么是系統(tǒng)調用.

2、系統(tǒng)調用的執(zhí)行過程是什么.

3、用戶與操作系統(tǒng)的接口有幾種.

二、教學難點：

1、什么是系統(tǒng)調用.

2、系統(tǒng)調用的執(zhí)行過程是什么.

【教學手段及方式辦法】

課堂講授

【教學內容】

二、作業(yè)管理

（一）程序庫與鏈接編輯

（二）作業(yè)的概念與狀態(tài)

（三）作業(yè)的建立過程

（四）用戶接口

1.命令接口的演化

2.程序接口

【思量題】

1、簡述作業(yè)的狀態(tài)及其轉換，說明狀態(tài)裝換的時機，以及每個狀態(tài)下作業(yè)存在的形式和位

置。

第三章進程管理學時16

【教學目的及要求】

一、嫻熟把握

什么是進程，進程的狀態(tài)及轉換，程序的并發(fā)執(zhí)行，臨界資源，并發(fā)進程的同步、互斥、條件互斥，死鎖及其須要條件、充分條件、避開、解除和檢測，信號量以及P、V操作原語解決進程的同步與互斥，處理機調度的分級模型以及調度的過程。

二、把握

進程的特征，PCB，原語，Bernstein條件，進入臨界區(qū)的準則，進程通信的實現(xiàn)過程，死鎖的須要條件，作業(yè)調度與進程調度的主要算法

三、了解

什么是操作系統(tǒng)內核，信號量集和管程，以及調度算法的評價

【教學重點與難點】

一、教學重點：

1、作業(yè)、進程與線程.

2、進程的特征是什么,它與程序有何不同.

3、進程的狀態(tài)及狀態(tài)轉換的條件(五狀態(tài)).

4、為什么PCB是系統(tǒng)感知進程存在的唯一標志,PCB中包含的信息.

5、什么是內核,內核實現(xiàn)什么基本功能.

6、內核為什么進展到了微內核.

7、什么是原語,它通常提供哪些功能.

8、順行程序和并行程序各有什么特點.

9、程序并發(fā)執(zhí)行的Bernstein條件.

10、什么是臨界資源、臨界區(qū),進程進入臨界區(qū)的準則.

11、解決進程互斥的方法有幾種,如何利用這些機制編寫容易的P、V操作原語解決

進程間互斥和同步.

12、生產者─消費者與讀寫者問題各描述了什么樣的進程同步和互斥的關系.

13、CPU的調度級別有幾種,各在什么時候起作用.

14、作業(yè)與進程調度的算法有哪些,會定量計算得出詳細環(huán)境下它們的優(yōu)劣.

15、進程調度的時機.

16、死鎖緣由、須要條件及死鎖的解決(含銀行家算法).

17、CPU有幾種工作狀態(tài),狀態(tài)間的轉換條件是什么.

二、教學難點：

1、進程的狀態(tài)及狀態(tài)轉換的條件(五狀態(tài)).

2、什么是原語,它通常提供哪些功能.

3、程序并發(fā)執(zhí)行的Bernstein條件.

4、什么是臨界資源、臨界區(qū),進程進入臨界區(qū)的準則.

5、解決進程互斥的方法有幾種,如何利用這些機制編寫容易的P、V操作原語解決進程

間互斥和同步.

6、生產者─消費者與讀寫者問題各描述了什么樣的進程同步和互斥的關系.

7、CPU的調度級別有幾種,各在什么時候起作用.

8、作業(yè)與進程調度的算法有哪些,會定量計算得出詳細環(huán)境下它們的優(yōu)劣.

9、進程調度的時機.

10、死鎖緣由、須要條件及死鎖的解決(含銀行家算法).

【教學手段及方式辦法】

課堂講授與仿真切驗相結合

【教學內容】

三、進程管理

（一）進程的概念

（二）進程的描述

（三）進程兩狀態(tài)轉換—〉五狀態(tài)轉換

（四）進程控制

（五）進程互斥

（六）進程同步

（七）進程通信

（八）死鎖問題

1.提出及須要條件

2.預防及銀行家算法

3.死鎖的解決

（九）處理機分級調度

1.作業(yè)調度

2.進程調度

3.調度算法

4.算法評價

【思量題】

1、什么叫前趨圖？試從并行語句標號表示的并發(fā)執(zhí)行過程中恢復前趨圖。

2、按照進程執(zhí)行的軌跡，填寫進程所處的狀態(tài)。

3、什么叫掛起？解掛后進程是否可以直接運行，為什么？

4、按照程序推斷違背了并發(fā)進程進入臨界區(qū)準則的哪幾個？

5、簡述ftp傳輸文件的系統(tǒng)實現(xiàn)過程。

6、什么叫信號量集，為什么And同步可以預防死鎖的發(fā)生？

7、有序資源使用法為什么能夠預防死鎖的發(fā)生？

第四章存儲管理學時12

【教學目的及要求】

一、嫻熟把握

重定位技術，可變分區(qū)的分配與回收算法，局部性原理及哀求分頁的淘汰算法

二、把握

系統(tǒng)中和地址相關的名空間、地址空間和物理空間的概念，存儲管理的主要功能，虛擬存儲系統(tǒng)，多重分區(qū)，頁式虛存、段式虛存與段頁式虛存、Belady現(xiàn)象，快表

三、了解

單道環(huán)境下的存儲管理，籠罩與交換，工作集策略，分區(qū)庇護機制

【教學重點與難點】

一、教學重點：

1、存儲管理主要具備哪些功能.

2、區(qū)別地址空間和存儲空間,相對(規(guī)律)地址和物理地址.什么是地址重定位.

3、重定位有幾種辦法,有什么區(qū)分,各有什么益處.

4、什么是虛擬存儲器,支持之的物質基礎是什么.

5、可變分區(qū)的分配和回收算法及庇護方式.

6、籠罩與交換技術.

7、分頁管理涉及的數據結構、哀求頁式管理、靜態(tài)頁式管理的地址變換過程.

8、哀求分頁的淘汰算法及程序的局部性原理.

9、頁式管理的優(yōu)缺點.

10、段、頁式管理之間的區(qū)分.

二、教學難點：

1、存儲管理主要具備哪些功能.

2、區(qū)別地址空間和存儲空間,相對(規(guī)律)地址和物理地址.什么是地址重定位.

3、重定位有幾種辦法,有什么區(qū)分,各有什么益處.

4、可變分區(qū)的分配和回收算法及庇護方式.

5、哀求分頁的淘汰算法及程序的局部性原理.

【教學手段及方式辦法】

課堂講授與仿真切驗相結合

【教學內容】

四、存儲管理

（一）存儲管理的功能

（二）單道環(huán)境下的存儲管理

（三）分區(qū)存儲管理

（四）籠罩與交換技術

（五）頁式管理

（六）段式與段頁式存儲管理

【思量題】

1、為什么頁式系統(tǒng)無外零頭，內零頭是半個頁框/進程?

2、試舉例說明什么叫Belady現(xiàn)象？什么樣的頁面軌跡會導致Belady現(xiàn)象？

第五章文件管理學時6

【教學目的及要求】

一、嫻熟把握

文件存儲空間的管理辦法，文件名目，成組鏈接法

二、把握

文件以及文件系統(tǒng)的主要功能，文件的規(guī)律組織與物理組織，文件的分享與平安，文件的存取控制，文件的使用

三、了解

文件的分類，文件系統(tǒng)的層次模型，文件卷

【教學重點與難點】

一、教學重點：

1、什么是文件,文件系統(tǒng)的主要功能.

2、文件的分類.

3、文件的物理組織有幾種形式,各有什么特點.

4、文件存儲空間的管理辦法有哪些.

5、文件名目有什么作用,名目項包含哪些內容,名目如何組織.

6、什么叫便于分享的名目結構,有什么益處.

7、文件如何舉行存取控制.

8、文件操作命令實現(xiàn)的功能.

9、文件系統(tǒng)七層模型中各層主要的功能.

二、教學難點：

1、文件存儲空間的管理辦法有哪些.

【教學手段及方式辦法】

課堂講授

【教學內容】

五、文件管理