《操作系統(tǒng)》教學(xué)大綱
課程編號(hào):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(shù)學(xué)院,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科
學(xué)分: 4 總學(xué)時(shí): 72
理論學(xué)時(shí):60 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí):12
先開課程:計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)(C語言)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
授課對(duì)象:計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科
考核方式:考試
一、課程的教學(xué)目標(biāo)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)基礎(chǔ)必修課。課程的教學(xué)目標(biāo)在于通過介紹操作系統(tǒng)的目標(biāo)、作用和模型,重點(diǎn)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(lǐng)會(huì)操作系統(tǒng)的功能和實(shí)現(xiàn)過程。其主要內(nèi)容包括進(jìn)程和線程的基本概念、進(jìn)程的同步和通信、調(diào)度和死鎖;存儲(chǔ)器管理和虛擬存儲(chǔ)器的概念以及對(duì)虛擬存儲(chǔ)器性能的分析;設(shè)備管理、文件系統(tǒng)以及磁盤存儲(chǔ)器的管理。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生具有利用操作系統(tǒng)開發(fā)自己所需各種應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)能力。使學(xué)生具有相當(dāng)?shù)淖詫W(xué)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(xué)時(shí))
主要內(nèi)容:操作系統(tǒng)的目標(biāo)、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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作系統(tǒng)的進(jìn)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(shí)概念。
(3)了解操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程,分時(shí)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn),操作系統(tǒng)的用戶界面,操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)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(jié)構(gòu)及模型特征。
2.重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):操作系統(tǒng)的定義、主要功能
難點(diǎn):操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征
3.說明:
(二)第二章 進(jìn)程管理(24學(xué)時(shí))
主要內(nèi)容:進(jìn)程的基本概念;進(jìn)程控制、同步;經(jīng)典進(jìn)程同步問題;管程機(jī)制;進(jìn)程通信,線程。
1.基本要求
(1)掌握進(jìn)程定義、臨界區(qū)概念、進(jìn)程的狀態(tài)及其變化、進(jìn)程的同步與互斥;掌握線程的基本概念及線程與進(jìn)程的區(qū)別。
(2)理解多道程序設(shè)計(jì)概念、進(jìn)程的組成、進(jìn)程管理的基本命令、信號(hào)量和P、V操作及其應(yīng)用;線程引入的原因,理解用戶級(jí)線程和核心級(jí)線程的區(qū)別。
(3)了解進(jìn)程間的通信方式;
(4)了解UNIX的進(jìn)程管理方式。
2.重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):進(jìn)程的概念、結(jié)構(gòu);進(jìn)程狀態(tài),進(jìn)程同步于互斥。
難點(diǎn):管程的結(jié)構(gòu)特征及實(shí)現(xiàn)。
3.說明:
(三)第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖(8學(xué)時(shí))
主要內(nèi)容:處理機(jī)調(diào)度的基本概念;調(diào)度算法;實(shí)時(shí)調(diào)度算法;死鎖的概念,產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件;預(yù)防死鎖的方法;死鎖的檢測(cè)與解除。
1.基本要求
(1)掌握作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度的功能、先來先服務(wù);
(2)掌握時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法、優(yōu)先級(jí)法;
(3)理解死鎖的概念、死鎖的預(yù)防和避免、產(chǎn)生死鎖的必要條件;
(4)理解調(diào)度級(jí)別、性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);
(5)了解銀行家算法、死鎖的檢測(cè)及恢復(fù)方法的實(shí)現(xiàn)算法。
2.重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):各種處理機(jī)調(diào)度算法;死鎖的概念及產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件;處理死鎖的方法。
難點(diǎn):銀行家算法。
3.說明:
(四)第四章 存儲(chǔ)器管理(8學(xué)時(shí))第五章 虛擬存儲(chǔ)器(6學(xué)時(shí))
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(chǔ)管理方式;基本分段存儲(chǔ)管理方式;虛擬存儲(chǔ)器的概念;請(qǐng)求分頁存儲(chǔ)管理方式;頁面置換算法;請(qǐng)求分段存儲(chǔ)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(yīng)概念、分頁和分段概念、虛擬存儲(chǔ)器的概念、分頁存儲(chǔ)器技術(shù);
(2)理解存儲(chǔ)器層次、分段存儲(chǔ)器管理技術(shù);
(3)段頁式存儲(chǔ)管理技術(shù)、虛存中的置換算法、UNIX中的存儲(chǔ)管理技術(shù)。
2.重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):連續(xù)分配方式;基本分頁存儲(chǔ)管理方式;請(qǐng)求分頁存儲(chǔ)管理方式;頁面置換算法。
難點(diǎn):請(qǐng)求分頁存儲(chǔ)管理方式和請(qǐng)求分段管理方式。
3.說明:
(五)第六章 輸入輸出系統(tǒng)(6學(xué)時(shí))
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(shè)備分配;SPOOLing技術(shù);設(shè)備處理;磁盤存儲(chǔ)器的管理。
1.基本要求
(1)掌握I/O控制方式、設(shè)備分配技術(shù)、設(shè)備管理功能;
(2)理解緩沖技術(shù)引入的原因,實(shí)現(xiàn)方法;
(3)了解設(shè)備分類、SPOOLIing系統(tǒng)、處理I/O請(qǐng)求資源。
(4)掌握磁盤存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)特征及管理方法。
2.重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):緩沖管理、設(shè)備分配、磁盤調(diào)度算法。
難點(diǎn):緩沖池的管理及實(shí)現(xiàn)方法。
3.說明:
(六)第七章 文件管理(6學(xué)時(shí))第八章 磁盤存儲(chǔ)器的管理(4學(xué)時(shí))
主要內(nèi)容:文件和文件系統(tǒng);文件的邏輯結(jié)構(gòu);外存分配方式與文件的物理結(jié)構(gòu);目錄管理;文件存儲(chǔ)空間的管理;文件共享與文件保護(hù);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(jié)構(gòu)、文件、記錄、數(shù)據(jù)項(xiàng)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(chǔ)空間管理的功能。
2.重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):外存分配方式;目錄管理;文件存儲(chǔ)空間的管理。
難點(diǎn):UINX成組鏈法。
3.說明:
(七)第九章 操作系統(tǒng)接口(4學(xué)時(shí))
主要內(nèi)容:聯(lián)機(jī)命令接口、脫機(jī)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(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):命令接口,系統(tǒng)調(diào)用。
難點(diǎn):系統(tǒng)調(diào)用。
3.說明:
三、教學(xué)安排及方式
總學(xué)時(shí):72學(xué)時(shí),其中理論教學(xué)時(shí)數(shù)60學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)數(shù)為12學(xué)時(shí)。
教學(xué)環(huán)節(jié) 教學(xué)時(shí)數(shù)
課程內(nèi)容 | 講授 | 實(shí)驗(yàn)(實(shí)踐) | 上機(jī) | 小計(jì) | 備注 |
第一章 操作系統(tǒng)引論 | 6 | 6 | |||
第二章 進(jìn)程的描述與控制 | 14 | 10 | 24 | ||
第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 | 6 | 2 | 8 | ||
第四章 存儲(chǔ)器管理 | 8 | 8 | |||
第五章 虛擬存儲(chǔ)器 | 6 | 6 | |||
第六章 輸入輸出系統(tǒng) | 6 | 6 | |||
第七章 文件管理 | 6 | 6 | |||
第八章 磁盤存儲(chǔ)器的管理 | 4 | 4 | |||
第九章 操作系統(tǒng)接口 | 4 | 4 | |||
合計(jì) | 60 | 12 | 72 | ||
四、考核方式
1.考核方式:
筆試(閉卷)
2.成績?cè)u(píng)定:
各教學(xué)環(huán)節(jié)占總分的比例:平時(shí)測(cè)驗(yàn)及作業(yè):15%,實(shí)驗(yàn):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(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》(第三版),(西安): 西安電子科技大學(xué)出版社,(2007.5)
2.參考資料:
(1)張堯?qū)W、史美林主編《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程》(第三版)北京:清華大學(xué)出版社,(2006.5)
(2)孫鐘秀、費(fèi)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(jī)械工業(yè)出版社,(2009.5)