《操作系统》课程教学大纲

1、操作系统课程教学大纲课程名称操作系统课程编码131500015课程类型（学院内）跨专业课程适用范围院级课程学分数3先修课程程序设计语言、数据结构、计算机组成原理学时数48其中实验学时其中实践学时考核方式考试制定单位数学与信息科学学院执笔者 审核者、一、教学大纲说明（一）课程的地位、作用与任务操作系统是信息类计算机应用专业学生必修的专业基础课之一，是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。在计算机软硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。其特点是概念多、较抽象和涉及面广，其整体实现思想和技术又往往难于理解。操作系统对计算机系统资源实施管理，是所有其他软件与计算机硬件的唯一接口，所有用户在使用计

2、算机时都要得到操作系统提供的服务。因此本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握常用操作系统（如UNIX、Windows）的使用和一般管理方法，了解它是如何组织和运作的，从而为学生以后的学习和工作打下基础。先修课要求，本课程在学习之前最好具有计算机组成原理、程序设计语言的知识。（二）课程的教学目的和要求通过本课程的学习，使学生较好地掌握操作系统在计算机系统中的重要作用和基本工作原理。了解操作系统发展过程、新技术的应用。理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握常用操作系统及它们的使用和一般管理方法，为今后的进修、应用实务作好技术准备。掌握：基本概念包括：多道

3、程序设计、并发、分时、作业、进程、互斥与同步、周转时间、吞吐量、重定位、连接、虚拟存储、虚拟设备、死锁、线程。基本知识：计算机系统资源（处理机、存储器、设备、文件）的管理策略。基本技能：管理系统资源的常用命令、系统配置与维护的方法和技术。理解重点：进程概念、存储管理（尤其虚拟存储）的各种策略、文件系统的管理、设备的管理和配置。结合具体现代操作系统加深理解。了解难点：进程的概念及其与程序的区别、进程间同步与互斥的正确实现、虚拟设备与虚拟存储。Unix与Windows NT的系统结构、功能特点。（三）课程的教学方法与手段1、本课程概念多、较抽象、涉及面广，因此教学形式以讲授方式为主，教师应该提供自

4、学提纲并适当辅导。提倡学员关注部份资料性的教材。2、为加强和落实动手能力的培养，应充分重视实践性教学环节，保证上机机时不少于12学时。建议在UNIX或兼容的系统中完成实验。3、对关键性概念、整体实现思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。4、文字教材与课件教材的配合。课程以文字教材为主,文字教材担负起形成整个课程体系系统性和完整性的任务，是学生学习的主要媒体形式。因此教材要概念清晰、条理分明、深入浅出、便于自学，并要注意加强导学。在内容上要紧密围绕培养目标，突出重点、兼顾一般，反映当代最新技术及应用。5、教材及课件作为文字教材的强化媒体，配合文字教材讲授课程的重点、难点以及问题的分析方法与思路。两

5、者互相补充，彼此配合。（四）课程与其它课程的联系操作系统作为计算机硬件和软件的接口，涉及计算机组成的各部件，应用程序设计等方面知识，因而先修课程有：计算机基础、计算机组成原理、程序语言设计等。后继课程有：计算机网络、软件工程等。 （五）教材与教学参考书教材：汤小丹、梁红兵、哲凤屏、汤子瀛，计算机操作系统，第三版，西安电子科技大学出版社，2007年教学参考书：1、张尧学、史美林，计算机操作系统教程，清华大学出版社，北京，20002、陈向群、杨芙清操作系统教程，2版，北京大学出版社，北京，20063、刘乃琦，计算机操作系统，北京，电子工业出版社，2001年二、课程的教学内容、重点和难点第一章 操作

6、系统引论教学内容：介绍操作系统的组成、形成和发展，多道程序设计，操作系统的功能和特性，类型和主要产品。重点：操作系统的定义，操作系统的特性和主要功能。难点：操作系统的主要类型，多道程序设计概念，分时概念。了解：操作系统的发展历程，分时和实时操作系统的特点，操作系统的用户界面，操作系统在计算机系统中的地位，主要操作系统产品系列。教学建议对所用操作系统的运行环境作适当介绍。第二章 进程管理进程的定义、状态、组成和管理；进程的相互作用和通信。操作系统与进程控制的执行。操作系统如何管理进程，线程概念。线程与进程的关系。重点：进程定义，临界区概念，进程的状态及其变化，临界段、互斥、信号量、用信号量实现进

7、程间的互斥、生产者和消费者问题、进程的通讯。难点：进程的控制，进程管理，用信号量实现进程间的互斥、进程同步和通讯。教学建议：进程以及进程的控制原语，可组织适当讨论，多加练习，鼓励学生积极思考，分析问题。第三章 处理机调度与死锁处理机调试层次与算法。常用重要的机制和技术，主要内容：线程概念、状态和管理，多线程的实现、UNIXR 的线程机制。重点：常用的几种调度算法、死锁预防的方法难点：多线程机制及相关算法。第四章 存储器管理技术教学内容：主存储器管理主要技术和工作原理及它们优劣比较。这是不同操作系统的主要区别之一。逻辑地址，物理地址，虚拟地址空间，快表地址转换，段页式存储管理和算法，主存共享、快

8、表一致性。虚拟存储器的概念及实现原理。重点：用户程序的主要处理阶段及相应概念，分区、分页和分段的概念，分页存储、分段、段页式存储管理技术和算法。请求分页等管理技术难点：动态重定位技术及其工作原理，分段存储管理技术。虚拟存储管理在操作系统中的作用、段页式存储管理的原理、算法和实现。算法分析与策略。第五章 设备管理设备管理概述；I/O子系统的功能的三种技术模式(编程I/O、中断驱动I/O、DMA)、输入输出管理；缓冲技术；驱动程序；磁盘调度。重点：设备分配技术，设备驱动程序功能，DMA、通道、SPOOL系统。难点：缓冲技术、通道、处理I/O请求的步骤。第六章 文件系统文件存储空间的管理，文件的共享

9、和文件系统的安全性及基本操作。文件系统的实现，文件的存取控制，UNIX文件系统的主要操作、虚拟文件系统、安全性和保护。重点：文件的逻辑组织和物理组织的概念及不同的组织形式，文件的目录结构，文件和目录的主要操作。难点：文件组织与存储，文件共享与保护。第七章 操作系统接口操作系统与用户接口的几种类型，命令方式、系统调用、图形用户界面，通过实例说明各方式的使用。重点：SHELL命令的使用难点：SHELL命令的使用第八章 网络操作系统网络操作系统功能及服务等具体网络操作系统介绍、客户/服务器模式、浏览器/服务器模式重点：网络操作系统功能 难点：客户/服务器模式、浏览器/服务器模式第九章 系统安全性系统

10、安全的相关技术，数据加密、认证技术、访问控制及防火墙等技术，安全策略与模型。Linux安全机制与Windows操作系统的安全机制。重点：操作系统的策略与安全机制。难点：安全操作系统设计与开发。第十章 UNIX系统内核结构UNIX系统的进程机制、存储管理、设备管理与文件系统。重点：理解UNIX系统的基本结构与实现原理难点：UNIX进程通讯、文件管理三、学时分配教学内容各教学环节学时分配采用何种多媒体教学手段章节主要内容学时分配讲授实验讨论习题实践其它1操作系统引论 44本课程全部采用PPT讲稿，结合实际操作系统使用演示进行教学2进程管理66用PPT讲稿，结合实际操作系统使用演示进行教学3处理机调度与死锁66用PPT讲稿，结合实际操作系统使用演示进行教学4存储器管理技术66用PPT讲稿，结合实际操作系统使用演示进行教学5设备管理66用PPT讲稿，结合实际操作系统使用演示进行教学6文件系统66用PPT讲稿，结合