《操作系统课程设计》课程教学大纲

1、操作系统课程设计课程教学大纲一、课程基本信息课程名称（中文）操作系统课程设计课程名称（英文）Practicum of Operating System课程类别1：学科基础课课程性质2必修授课语言3中文授课学期5学分1课程学时及分配总学时讲课实验课外1616适用专业计算机科学与技术教材计算机操作系统（第四版）汤小丹等主编，西安电子科技大学出版，2014.5授课学院计算机与软件学院先修课程计算机组成原理、微机原理、数据结构、高级语言程序设计后续课程数据库系统原理、计算机网络课程简介课程基本定位：操作系统课程设计是计算机专业的学生在学习了操作系统课程之后，为了加深和巩固学生对所学操作系统各个理论和算

2、法知识的理解，同时提高学生利用操作系统知识综合运用的能力和分析问题、解决问题的能力而开设的一门实践课程。操作系统课程设计理论联系实际，通过实际操作加深学生对计算机操作系统基本理论和算法的理解和掌握；延续操作系统课程实验的要求，培养学生综合运用基本理论和设计方法，设计实现各种控制应用，从而进一步体会操作系统中基本功能模块的结构和实现方法的本质，进而加深体会利用操作系统原理解决实际问题在计算机系统编程和普通编程中解决实际问题的思路；培养学生能够对计算机领域复杂工程问题研究和设计可行的解决方案，并具有对解决方案进行分析和论证的能力；通过对程序编写规范，培养学生良好的编程风格，包括程序结构形式，行文格

3、式和程序正文格式等，从而规范学生的编程习惯。核心学习结果：实验内容侧重于对操作系统原理的动态模拟实现，并对操作系统内核进行初步探索。以培养学生良好的系统设计与实现能力为目标。使得毕业五年后的学生能够从事程序开发、系统维护、项目管理等工作进而能够成长为计算机工程应用型人才。主要教学方法：学生上机实践为主，教师辅导为辅。给定一组题目，学生进行选择，也可自主命题。以OS基本原理为基础，使用一种开发语言和相应开发环境设计实现，并撰写系统相应的需求分析文档、概念结构设计文档和逻辑结构设计文档。大纲更新时间2020.8.13注：1.课程类别：选填“通识核心课/通识拓展课/通修课/学科基础课/专业主干课/专

4、业选修课/专业实践/素质拓展”2.课程性质：选填“选修/必修”3.授课语言：选填“中文/双语/全英文或其他语种”二、课程目标序号课程目标（参考培养目标、毕业要求、课程定位）支撑毕业要求指标点1达成途径课程目标1知识目标：掌握操作系统的基本概念和基本理论等核心知识与相关算法，培养学生解决计算机领域复杂工程问题所需要的专业基础知识，为本专业后续课程的学习打下良好的理论基础。1.课堂理论授课；2.课程设计课程目标2能力目标：能够综合运用操作系统课程的基本理论和设计方法，结合JAVA或者C#等软件环境，设计实现一个简单的单内核操作系统。能够对计算机领域复杂工程问题研究和设计可行的解决方案，并能对解决方

5、案进行分析和论证。课程设计课程目标3素养目标：以毕业五年后的学生能够从事程序开发、系统维护、项目管理等工作进而能够成长为计算机工程应用型人才为目标，本课程设计在实施过程中，不断激发学生的爱国热情、科研精神、学习斗志。课程设计注：1.支撑毕业要求指标点：选填项。需要进行专业认证，有毕业要求指标点可参照的课程必填，无明确毕业要求指标点可参照的可不填。三、实践（实验或实习）教学编号实验或实习项目名称教学内容学时实验或实习类型2思政融入点学生学习预期成果课程目标1进程管理1解决生产者-消费者进程同步问题。同时使用信号量-PV操作和管程两种方法；动态模拟两种方法的实现过程；对比二者的优缺点。16认识实习

6、1.掌握临界资源和临界区；2.掌握信号量和管程如何解决进程同步问题；3.深入体会进程同步的本质。1、2、32进程管理2解决哲学家进餐问题。同时使用信号量-PV操作和管程两种方法；动态模拟两种方法的实现过程；对比二者的优缺点。16认识实习1、2、33处理器三级调度动态的模拟处理器三级调度模型；将三级调度模型与进程的七态转换结合，并程序中动态呈现；高级调度采用至少两种算法；低级调度采用至少两种算法。16认识实习本章的调度模型和第二章的进程状态转换密不可分，引导学生将“三级调度模型”和“进程的七态转换图”相结合，培养学生学会将“点阵知识”系统化的能力。1.理解三级调度，能够和第2章的七态转换进行融合

7、；2.掌握作业调度算法和进程调度算法。3.掌握中级调度的本质。1、2、34处理死锁的方法四种处理死锁的方式：预防死锁、避免死锁、检测死锁、解除死锁，明确预防死锁和避免死锁的区别；以避免死锁为主要，动态的模拟银行家算法。16认识实习1.理解死锁的四个必要条件；2.理解处理死锁方法，能够区分避免死锁和预防死锁；3.掌握避免死锁的算法银行家算法；4.了解死锁检测和接触。1、2、35存储空间的管理本题目融合连续存储空间管理、分页存储空间管理、分段存储空间管理三种方式；实现的结果可以任意选择分配管理方式；能够进行对三种实现过程动态展现，并有相关的对比分析。16认识实习引导学生开动脑筋，讨论存储器管理的各

8、种有效方法，让学生参与课堂，体现“以生为本”的同时，激发了学生的学习兴趣和科研热情。1.理解存储器的层次结构；2.掌握连续分配存储管理方式，尤其动态重定位方式；3.掌握分页和分段存储管理方式；4.通过课设能够更深刻认识内存的分配管理；6.激发学生探索更有效的存储器管理方式。1、2、36虚拟存储器管理请求分页存储管理方式和请求分段存储管理方式融合；动态实现两个管理方式；能够采用合适的方式对两种方式的比较结果进行展现。16认识实习1.了解虚拟存储器；2.掌握请求分页存储管理方式，理解该方式中的对换和进程七态转换中的挂起功能的关系，且了解对换出的页面所处的物理位置；3.掌握各种页面置换算法；4.理解

9、“抖动”在虚拟内存管理中的意义；5.能够深刻体会到请求分页和请求分段存储管理的特点。1、2、37综合题目（设计一个具有基本功能的操作系统）设计并实现一个小的操作系统。包含进程管理、处理器的三级调度、存储器的管理方式（至少一种）、虚拟存储器的管理方式（至少一种）。16认识实习本题目是为少部分能够实现OS基本功能的同学设计的，为他们提供更多的选择、更广阔的发挥空间，激发学生的学习兴趣和斗志。本题目是一个自主开放型题目，且也是一个比较难的题目。这一题目即为学生提供了自我展现的机会，又激发了学生自我挑战的斗志。从而培养了学生解决复杂系统工程问题的能力。1、2、3注：1.此表可用于课内实践教学环节或某门

10、综合实践课程2.实验类型：选填”验证性/综合性/设计性”；实习类型：选填“认识实习/生产实习/毕业实习”四、课程评价（一）考核内容、考核方式与课程目标对应关系课程目标考核内容课程目标在各考核方式中占比1系统演示课程报告1、2、3课题任务的需求分析、总体结构的方案设计。20%1、2、3课题任务相关的基本算法、结构实现。25%1、2、3课题任务功能结构的完整、动态实现。50%1、2、3撰写较规范的课程设计报告。5%100%合计100%100%各考核方式占总成绩权重（自行赋值）60%40%注：1. 课程目标在考核方式及占比：主要根据课程目标自行设计和制定多元化考核方式，表中所列仅为参考（红色数据可删

11、除）。但所列考核方式必须覆盖全体学生，可根据当学期具体教学情况酌情调整。2. 各考核方式占总成绩权重：根据课程实际情况对各考核方式占总成绩的权重予以赋值。（二）考核方式评分标准1系统演示评分标准课程目标评分标准（分数段划分可根据课程需要自行设计）占比90-100（优）80-89（良）70-79（中）60-69（及格）0-59（不及格）1、2、3系统功能设计方案周密、合理、可行系统功能设计方案合理、可行；系统功能设计方案比较合理、可行系统功能设计方案基本合理系统功能设计方案不符合逻辑20%1、2、3能够根据自己功能设计，非常好、且完整的实现各个动能模块；动态的实现课程任务。能够根据自己功能设计，

12、较好、且较完整的实现各个动能模块；动态的实现课程任务。能够根据自己功能设计，基本完整的实现各个动能模块；动态的实现课程任务。能够根据自己功能设计，小部分功能（次要功能）没有实现；动态的实现课程任务。能够根据自己功能设计，不能实现课设要求的功能；不能动态的实现课程任务。40%1、2、3程序具有好的可读性，界面友好；结果正确，且有一定的创新性。程序具有较好的可读性，界面友好；结果正确。程序具有可读性，但有小部分瑕疵，界面较友好；结果基本正确。程序具有可读性，但有部分瑕疵，界面较友好；结果正确，但不够完善。程序可读性差，界面不够友好；结果错误。40%2课程报告评分标准课程目标评分标准（分数段划分可根据课程需要自行设计）占比90-100（优）80-89（良）70-79（中）60-69（及格）0-59（不及格）1、2、3报告格式规范，内容充分，文字顺畅，图表正确，能充分展现实验过程和结果，报告中没有明显的错误。报告格式比较规范，结构合理，内容完整，能较好展现实践过程。报告格式基本规范，内容基本正确、但有欠缺，能大致展现实践过程。报告格式不太规范，内容空洞不全。报告格式不规范，大部分内容叙述不正确，条理不清楚，或者有严重的抄袭现象。100%五、参考书目及学习资料1.操作系统教程，孙钟秀、费翔林等编著，高等教育出版社.2.计算机操作系统教程，张尧学、史美林等