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《操作系統(tǒng)》教學大綱

課程編號:13091140004

課程名稱（中文）:操作系統(tǒng)

課程名稱（英文）:Operation System

開課單位:信息技術學院，計算機科學與技術學科

學分: 4 總學時: 72

理論學時:60 實驗學時:12

先開課程:計算機程序設計（C語言）、數(shù)據(jù)結構

授課對象:計算機科學與技術專業(yè)本科

考核方式:考試

一、課程的教學目標與任務

《操作系統(tǒng)》是計算機科學與技術專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎必修課。課程的教學目標在于通過介紹操作系統(tǒng)的目標、作用和模型，重點闡述操作系統(tǒng)的各部分功能管理的基本原理，從資源管理的角度領會操作系統(tǒng)的功能和實現(xiàn)過程。其主要內(nèi)容包括進程和線程的基本概念、進程的同步和通信、調(diào)度和死鎖；存儲器管理和虛擬存儲器的概念以及對虛擬存儲器性能的分析；設備管理、文件系統(tǒng)以及磁盤存儲器的管理。通過本課程的學習，使學生具有利用操作系統(tǒng)開發(fā)自己所需各種應用軟件的基礎能力。使學生具有相當?shù)淖詫W能力，能較快地掌握和使用自己所擁有的具體的操作系統(tǒng)，使它能讓自己的開發(fā)工作提供各種深度的各種支撐。

二、課程內(nèi)容及基本要求

(一) 第一章 操作系統(tǒng)引論（6學時）

主要內(nèi)容:操作系統(tǒng)的目標、作用和模型，操作系統(tǒng)的發(fā)展過程、基本特性、主要功能，操作系統(tǒng)的結構設計及操作系統(tǒng)的進一步發(fā)展。

1.基本要求

（1）掌握操作系統(tǒng)的定義，操作系統(tǒng)的特性和主要功能。

（2）理解操作系統(tǒng)的主要類型，多道并發(fā)的概念及分時概念。

（3）了解操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程，分時和實時操作系統(tǒng)的特點，操作系統(tǒng)的用戶界面，操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的地位，主要操作系統(tǒng)產(chǎn)品系列，以及操作系統(tǒng)的結構及模型特征。

2.重點、難點

重點:操作系統(tǒng)的定義、主要功能

難點:操作系統(tǒng)的結構特征

3.說明:

（二）第二章 進程管理（24學時）

主要內(nèi)容:進程的基本概念；進程控制、同步；經(jīng)典進程同步問題；管程機制；進程通信，線程。

1.基本要求

（1）掌握進程定義、臨界區(qū)概念、進程的狀態(tài)及其變化、進程的同步與互斥；掌握線程的基本概念及線程與進程的區(qū)別。

（2）理解多道程序設計概念、進程的組成、進程管理的基本命令、信號量和Ｐ、Ｖ操作及其應用；線程引入的原因，理解用戶級線程和核心級線程的區(qū)別。

（3）了解進程間的通信方式；

（4）了解UNIX的進程管理方式。

2.重點、難點

重點:進程的概念、結構；進程狀態(tài)，進程同步于互斥。

難點:管程的結構特征及實現(xiàn)。

3.說明:

（三）第三章 處理機調(diào)度與死鎖（8學時）

主要內(nèi)容:處理機調(diào)度的基本概念；調(diào)度算法；實時調(diào)度算法；死鎖的概念，產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件；預防死鎖的方法；死鎖的檢測與解除。

1.基本要求

（1）掌握作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度的功能、先來先服務；

（2）掌握時間片輪轉(zhuǎn)法、優(yōu)先級法；

（3）理解死鎖的概念、死鎖的預防和避免、產(chǎn)生死鎖的必要條件；

（4）理解調(diào)度級別、性能評價標準；

（5）了解銀行家算法、死鎖的檢測及恢復方法的實現(xiàn)算法。

2.重點、難點

重點:各種處理機調(diào)度算法；死鎖的概念及產(chǎn)生死鎖的四個必要條件；處理死鎖的方法。

難點:銀行家算法。

3.說明:

（四）第四章 存儲器管理（8學時）第五章 虛擬存儲器（6學時）

主要內(nèi)容:程序的裝入和鏈接；連續(xù)分配方式；基本分頁存儲管理方式；基本分段存儲管理方式；虛擬存儲器的概念；請求分頁存儲管理方式；頁面置換算法；請求分段存儲管理方式。

1.基本要求

（1）掌握用戶程序的主要處理階段及相應概念、分頁和分段概念、虛擬存儲器的概念、分頁存儲器技術；

（2）理解存儲器層次、分段存儲器管理技術；

（3）段頁式存儲管理技術、虛存中的置換算法、UNIX中的存儲管理技術。

2.重點、難點

重點:連續(xù)分配方式；基本分頁存儲管理方式；請求分頁存儲管理方式；頁面置換算法。

難點:請求分頁存儲管理方式和請求分段管理方式。

3.說明:

（五）第六章 輸入輸出系統(tǒng)（6學時）

主要內(nèi)容:I/O系統(tǒng)的概念、I/O系統(tǒng)的硬件組成；I/O控制方式；緩沖管理；I/O軟件；設備分配；SPOOLing技術；設備處理；磁盤存儲器的管理。

1.基本要求

（1）掌握I/O控制方式、設備分配技術、設備管理功能；

（2）理解緩沖技術引入的原因，實現(xiàn)方法；

（3）了解設備分類、SPOOLIing系統(tǒng)、處理I/O請求資源。

（4）掌握磁盤存儲器的結構特征及管理方法。

2.重點、難點

重點:緩沖管理、設備分配、磁盤調(diào)度算法。

難點:緩沖池的管理及實現(xiàn)方法。

3.說明:

（六）第七章 文件管理（6學時）第八章 磁盤存儲器的管理（4學時）

主要內(nèi)容:文件和文件系統(tǒng)；文件的邏輯結構；外存分配方式與文件的物理結構；目錄管理；文件存儲空間的管理；文件共享與文件保護；數(shù)據(jù)一致性控制。

1.基本要求

（1）了解文件系統(tǒng)的基本概念、文件的邏輯結構、文件、記錄、數(shù)據(jù)項的基本概念。

（2）掌握外存分配的連續(xù)分配、連接分配、索引分配方式。

（3）掌握目錄管理、文件存儲空間管理的功能。

2.重點、難點

重點:外存分配方式；目錄管理；文件存儲空間的管理。

難點:UINX成組鏈法。

3.說明:

（七）第九章 操作系統(tǒng)接口（4學時）

主要內(nèi)容:聯(lián)機命令接口、脫機命令接口、系統(tǒng)調(diào)用、圖形用戶接口

1.基本要求

（1）掌握命令接口、shell命令、系統(tǒng)功能調(diào)用、圖形用戶接口。

2.重點、難點

重點:命令接口，系統(tǒng)調(diào)用。

難點:系統(tǒng)調(diào)用。

3.說明:

三、教學安排及方式

總學時:72學時，其中理論教學時數(shù)60學時，實驗教學時數(shù)為12學時。

四、考核方式

1.考核方式:

筆試（閉卷）

2.成績評定:

各教學環(huán)節(jié)占總分的比例:平時測驗及作業(yè):15%，實驗:15%，期末考試:70%。

五、推薦教材與參考資料

1.推薦教材:

湯小丹,梁紅兵等主編《計算機操作系統(tǒng)》（第三版），（西安）: 西安電子科技大學出版社，（2007.5）

2.參考資料:

（1）張堯?qū)W、史美林主編《計算機操作系統(tǒng)教程》（第三版）北京:清華大學出版社，（2006.5）

（2）孫鐘秀、費翔林、駱斌主編《操作系統(tǒng)教程》（第四版），（北京）: 高等教育出版社,（2008.2）

（3） 塔嫩鮑姆 (Tanenbaum.A.S) 《現(xiàn)代操作系統(tǒng)》（原書第三版）.北京:機械工業(yè)出版社，（2009.5）