《操作系统课程设计》教学大纲

1、操作系统课程设计（Curriculum Design of Operating Systems）课程代码：7151076学分：1学时：16（其中：课程教学学时：0，课程实践学时：16）先修课程：数据结构、计算机组成原理、面向对象程序设计。适用专业：计算机科学与技术、软件工程、网络工程、物联网工程教材：汤小丹，计算机操作系统，西安电子科技大学出版社，2006开课学院：计算机与软件学院课程性质与课程目标（一）课程性质操作系统是计算机教学中最重要的环节之一，也是计算机专业学生的一门重要的专业课程。操作系统能极大地扩充计算机系统的功能，充分发挥系统中各种设备的使用效率，提高系统工作的可靠性。由于操作系

2、统涉及计算机系统中各种软硬件资源的管理，具有很强的实践性，因此必须把理论与实践紧密结合。培养计算机专业的学生的系统程序设计能力，是操作系统课程的一个非常重要的环节。通过操作系统上机实验，可以培养学生程序设计的方法和技巧，提高学生编制清晰、合理、可读性好的系统程序的能力，加深对操作系统课程的理解。使学生更好地掌握操作系统的基本概念、基本原理、及基本功能，具有分析实际操作系统、设计、构造和开发现代操作系统的基本能力。以Linux为实验平台，进行源代码分析和修改，是一门系统性和技术性很强的课程。通过该课程的学习，学生能掌握Linux系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路

3、，运用内核开发环境实现对内核的修改，培养学生的系统设计能力，并了解操作系统的发展动向和趋势。（二）课程目标课程目标包括知识目标和能力目标，具体如下：课程目标1：能够针对具体实验项目，确切理解操作系统的处理器管理、存储器管理和设备管理等主要功能。课程目标2：针对具体的实验项目，提高各种算法的编程实现能力，具有系统全面的实践经历。课程目标3：针对具体的实验项目，掌握Linux系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，运用内核开发环境实现对内核的修改，培养学生的系统设计能力。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中的毕业要求指标点3.3、4.2

4、和5.1。毕业要求指标点3.3：在掌握软硬件资源管理基本算法基础上，理解各类资源系统的概念、原理及其在计算机领域的主要体现；毕业要求指标点4.2：具有计算机软硬件及系统相关的工程基础能力，能够针对计算机领域相关问题进行实验验证与实现，能够利用理论分析手段对实验数据进行解释与对比分析，给出实验结论；毕业要求指标点5.1：掌握计算机系统相关开发环境、资源和软硬件开发工具课程目标毕业要求指标点课程目标1课程目标2课程目标3毕业要求3.3毕业要求4.2毕业要求5.1二、本课程开设的实验项目编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1Linux初始代码分析4验证性必做课程目标1、32Linux的fork

5、、exec、wait函数的分析4验证性必做课程目标2、33Linux的消息函数的分析4综合性必做课程目标2、34Linux的调度和时钟中断处理代码的分析4综合性必做课程目标1、3实验1： Linux初始代码的分析（4学时）实验目的及要求1)通过对Linux初起代码的分析，了解一个操作系统的初起过程，锻炼学生分析大型软件代码的能力2)通过与同组同学的合作，锻炼学生的合作能力实验主要内容根据课程设计指导书提供的基础知识和有关资料分析init/main.c中关于系统初起的相关代码，得到相关的框图，写出报告1）了解基础知识；2)与同组同学一起讨论出任务的分配方式；3)对自己的任务部分的代码充分阅读，得

6、到相应的框图；4)与同组同学讨论，得到整体的框图；3. 重难点操作系统课程设计，可以培养学生程序设计的方法和技巧，加深对操作系统课程和linux操作系统的理解。使学生更好地掌握操作系统的基本概念、基本原理、及基本功能，具有分析实际操作系统、设计、构造和开发现代操作系统的基本能力。实验2 ：Linux的fork、exec、wait函数的分析（4学时）实验目的及要求通过对Linux的fork、exec、wait代码的分析，了解一个操作系统进程的创建、执行、等待、退出的过程，锻炼学生分析大型软件代码的能力通过与同组同学的合作，锻炼学生的合作能力。实验主要内容根据课程设计指导书提供的基础知识和有关资料

7、，分析相关代码，得到相关的框图，写出设计报告。了解基础知识；与同组同学一起讨论出任务的分配方式；对自己的任务部分的代码充分阅读，得到相应的框图；重难点培养学生程序设计的方法和技巧，提高学生编制清晰、合理、可读性好的系统程序的能力，加深对操作系统课程和linux操作系统的理解。使学生更好地掌握操作系统的基本概念、基本原理、及基本功能，具有分析实际操作系统、设计、构造和开发现代操作系统的基本能力。实验3 ：Linux的消息函数的分析（4学时）实验目的及要求1通过对Linux的消息传递代码的分析，了解Linux操作系统中用于消息传递的msgget、msgsnd、msgrcv、msgctl的执行过程，

8、锻炼学生分析大型软件代码的能力通过与同组同学的合作，锻炼学生的合作能力实验主要内容了解基础知识；与同组同学一起讨论出任务的分配方式；对自己的任务部分的代码充分阅读，得到相应的框图；重难点培养学生程序设计的方法和技巧，提高学生编制清晰、合理、可读性好的系统程序的能力，加深对操作系统课程和linux操作系统的理解。使学生更好地掌握操作系统的基本概念、基本原理、及基本功能，具有分析实际操作系统、设计、构造和开发现代操作系统的基本能力。实验4： Linux的调度和时钟中断处理代码的分析（4学时）实验目的及要求培养学生程序设计的方法和技巧，提高学生编制清晰、合理、可读性好的系统程序的能力，加深对操作系统

9、课程和linux操作系统的理解。使学生更好地掌握操作系统的基本概念、基本原理、及基本功能，具有分析实际操作系统、设计、构造和开发现代操作系统的基本能力。实验主要内容根据课程设计指导书提供的基础知识和有关资料，分析相关代码，得到相关的框图，写出设计报告。了解基础知识；与同组同学一起讨论出任务的分配方式；对自己的任务部分的代码充分阅读，得到相应的框图；与同组同学讨论，得到整体的框图；重难点提高学生编制清晰、合理、可读性好的系统程序的能力，加深对操作系统课程和linux操作系统的理解。使学生更好地掌握操作系统的基本概念、基本原理、及基本功能，具有分析实际操作系统、设计、构造和开发现代操作系统的基本能

10、力。三、课程考核本课程采用考勤、实验完成情况与课程报告相结合的方式进行评价，成绩评定采用百分制，其中考勤成绩占比20%，实验完成情况占比40%，课程报告成绩占比40%。考勤成绩评价方式、实验完成情况评价方式和课程报告评价方式如表1所示。表1 课程设计评价方法类别所占比例级别评分规则考勤20%优满勤良缺勤1次中缺勤2次及格缺勤3次不及格缺勤次3次实验完成情况40%优能够按照预设方案完成实验，实验结果完全正确。良能够按照预设方案完成实验，实验结果略有欠缺。中能够按照预设方案基本完成实验步骤，实验结果略有欠缺。及格能够按照预设方案基本完成实验步骤，实验结果不完善。不及格不能够按照预设方案完成实验的基本步骤，无实验结果。课程报告40%优报告格式规范；按要求及时提交。良报告格式基本规范；按要求及时提交。中报告格式基本规范，但缺少图表等来辅助描述算法；按要求及时提交。及格报告格式基本规范，但缺少图表等来辅助描述算法；且没有按要求及时提交。不及格报告格式不规范；没有按要求及时提交。表2 实验项目与毕业要求指标点对照关系及分值分布表实验项目名称对应毕业要求指标点分值Linux初始代码分析3.3、5.125Li