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《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,、性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；

（5）了解銀行家算法,、死鎖的檢測及恢復(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；請求分頁存儲(chǔ)管理方式,；頁面置換算法,；請求分段存儲(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,；請求分頁存儲(chǔ)管理方式,；頁面置換算法,。

難點(diǎn):請求分頁存儲(chǔ)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(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),。

四、考核方式

1.考核方式:

筆試（閉卷）

2.成績評定:

各教學(xué)環(huán)節(jié)占總分的比例:平時(shí)測驗(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）