操作系统教学大纲

操作系统课程教学大纲课程编码：N16103010总课时（实践课时）：45(10)执笔者：郭迎九修(制)订日期：.9合用专业：软件工程审阅者：一、课程的性质和学习目的本课程是软件工程专业的重要专业基础课,重要内容是操作系统的基本概念、原理和基本措施等知识。通过对本课程的学习，使学生掌握操作系统的基本概念、原理和基本措施，掌握操作系统的开发模式、开发措施和操作系统的分析、设计能力，理解操作系统的发展方向，培养学生观测问题、分析问题、处理问题和实际动手能力，为学生后来参与系统软件分析和开发奠定基础。同步养成踏实认真、刻苦钻研的基本素质，为后续专业课学习和参与本专业的工程实践打下必要的基础。二、课程总课时分派总课时讲授课时试验课时实训课时4535100三、课程教学内容、规定及课时（一）操作系统概论（讲授3课时）教学目的通过列举已经有的操作系统的特点及分类，理解操作系统的发展历史、操作系统的分类，掌握操作系统的功能及配置、"生成"概念。掌握至少一种常用操作系统的安装、使用和维护。教学内容操作系统定义及发展；操作系统的形成和五大类型；操作系统的五大功能；表征操作系统的属性；操作系统的配置、"生成"概念。至少一种常用操作系统的安装、使用和维护。教学规定1.理解怎样认识、熟悉和解剖操作系统；2.掌握操作系统概念；操作系统的五大类型和五大功能；3.掌握操作系统的安装、使用和维护(选择一种)；5.掌握计算机网络拓扑构造的定义、分类与特点。重点：操作系统概念；操作系统的五大类型和五大功能。难点：操作系统的安装、使用和维护。（二）进程管理（讲授6课时，试验3课时）教学目的通过讲解进程PCB构造以及进程的状态转换图，使学生掌握进程的定义及基本特性；通过讲解多进程管理以及生产者与消费者例子使学生掌握进程的通信、进程调度以及同步、互斥防止死锁的算法。教学内容进程的定义；进程的五个基本特性；程序与进程的对比；进程与线程；进程控制块；进程的描述；进程通信；进程调度算法；同步与互斥；信号灯；死锁及产生死锁的四个必要条件。教学规定1.掌握操作系统关键运行与“进程”的基本概念及“进程”的基本转换状态与应用特点；2.掌握操作系统进程的概念及与线程的关系；3.掌握作业的概念；4.理解操作系统关键运行及状态转换；5．理解进程调度算法的程序编制；重点：操作系统进程的概念及与线程的关系;难点：作业的概念。（三）文献管理（讲授4课时、试验3课时）教学目的通过列举C程序中文献操作的例子函数，讲解操作系统对文献的管理，使学生掌握文献的构造（物理构造和逻辑构造）以及文献的存储目录和存取措施以及安全机制。教学内容文献管理的任务与功能；文献的构造与分类；文献的物理构造和逻辑构造；文献的目录构造；文献的存取控制和安全机制；文献系统与模型构造。。教学规定1.理解文献系统的编程设计；2.理解文献系统的目录分类管理特点；3.掌握文献的基本存取控制和系统管理；重点：文献的基本存取控制和系统管理难点：文献系统的目录分类管理特点；文献系统的编程设计（四）存储管理（讲授4课时）教学目的通过列举计算机三级存储构造的例子阐明计算机存储系统在计算机体系构造的地位和作用。使学生理解和掌握内存的分区、分页、分段管理、物理地址与逻辑地址的概念以及内存管理与分派的算法。教学内容内存的分区、分页、分段管理概念；物理地址与逻辑地址；内存"扩充"技术；式存储管理；段式存储管理；内存的分派算法。教学规定1.理解内存空间的有效运用；2.理解内存管理中多种分区、分頁和分段措施的特点；2.掌握内存管理中基本分派和调度措施；重点：内存管理中基本分派和调度措施。难点：内存管理中多种分区、分頁和分段措施的特点（五）输入输出设备管理（讲授4课时）教学目的通过列举键盘、鼠标、显示屏、显卡等输入输出设备讲解输入输出设备功能与分类。使学生掌握输入输出设备的独享、共享、拟设备的管理特点；理解输入输出设备处理程序的功能和输入输出设备的管理方略。教学内容输入输出设备功能与分类；独享、共享、拟设备的管理特点；输入输出设备处理程序；输入输出设备的管理方略。教学规定1.理解输入输出设备处理程序的编程要点；2.理解输入输出设备的分类设计措施；3.掌握输入输出设备的管理特点。重点：输入输出设备的管理特点。难点：输入输出设备的分类设计措施；输入输出设备处理程序的编程要点。（六）处理机调度与死锁（讲授6课时、试验2课时）教学目的通过讲解处理机调度程序使学生掌握处理机调度的概念及调度算法，多处理机调度的概念和死锁的概念，并掌握防止死锁的算法。教学内容处理机调度的基本概念；调度算法；实时调度；多处理机的调度；"死锁"概念。教学规定1.理解进程调度算法的程序编制；2.理解产生死锁的原因和必要条件，防止死锁，死锁的检测与解除；3.掌握关键运行与“进程”的基本概念；产生死锁的原因和必要条件，防止死锁；重点：产生死锁的原因和必要条件，防止死锁;难点：死锁的检测与解除。（七）操作系统接口（讲授4课时、试验2课时）教学目的引用WINDOWS操作系统讲解操作系统的命令接口，使学生掌握操作系统的人机界面设计原则和系统调用的措施。教学内容操作系统的命令接口；操作系统的调用；UNIX系统调用；图形顾客接口。教学规定1.理解操作系统老式的接口界面；2.理解操作系统人机接口界面的基本设计思想；3.掌握人机接口界面的设计；4.掌握操作系统的系统调用。重点：操作系统的系统调用。难点：图形顾客接口。（八）操作系统的性能指标和系统构造（讲授4课时）教学目的演示常见操作系统的性能，使学生理解操作系统的性能指标和操作系统的构造特点。教学内容操作系统的性能指标；理解操作系统构造的五种形式。教学规定1.理解UNIX和Windows的系统构造；2.理解操作系统重要性能指标的含义；3.掌握操作系统的性能指标、设计简朴的操作系统。重点：操作系统的性能指标。难点：设计简朴的操作系统。四、课程试验（实训）环节内容总体上要考虑试验内容由简朴到复杂、由验证到综合应用，试验用时由少到多，试验难度由低到高这几种环节。如下安排仅作参照：1、进程管理试验（3课时）2、文献管理试验(3课时)3、处理机调度与死锁试验(2课时)4．操作系统接口试验（2课时）阐明：有关试验环节的详细规定见所附本课程试验教学大纲。五、课程的重要教学措施操作比较抽象，可针对不一样知识点采用灵活讲课措施，如讲授法、谈论法、演示法、启发法、试验法、发现法、练习法、课堂讨论法等多种教学措施进行讲课，充足调动学生的积极性。六、课程的考核措施突出学生处理实际问题的能力，加强过程性考核。总评成绩包括平时出勤（10%）、课堂体现（10%）、作业（10%）、试验（10%）、阶段性测验（10%）、期末考试（50%）等六部分构成。期末考试采用闭卷形式，试题应包括基本概念、基本理论、程序设计、构造设计等部分，题型可采用填空、选择、简答、编程、画图等方式。七、本课程的先修课高级程序设计语言、数据构造，计算机体系构造八、提议教材、教学参照书及其他教学资源网站[1]刘循等编著，计算机操作系统，人民邮电出版社，。[2]陈向群等译，现代操作系统（第2版），机械工业出版社，。[3]AbrahamSilberschatz，OperatingSystemConcept（影印），高等教育出版社，。[4]AndrewTanenbaum，ModernOperatingSystems（第2版，影印），机械工业出版社，。[5]孙钟秀等编著，操作系统教程，高等教育出版社，。[6]陈向群杨芙清，操作系统教程（第二版），北京大学出版社，。[7]汤小丹、梁红兵.计算机操作系统.西安：西安电子科技大学出版社,-8[8]汤小丹、梁红兵.计算机操作系统习题解答构成原理.西安：西安电子科技大学出版社,-9[9]何炎祥、李飞，计算机操作系统，北京：清华大学出版社，-6。[10]伯尔,肖.操作系统原理.北京:清华大学出版社,-10操作系统课程试验教学大纲课程编码：N16103010试验课时数：10执笔者：郭迎九修（制）订日期：.5合用专业：软件工程审阅者：一、试验的性质和目的操作系统课程是软件工程专业的重要专业基础课，而本试验课程的学习目的在于配合课堂教学使学生更好地理解和掌握操作系统的基本概念、基本原理和应用措施，同步培养学生动手能力和知识的应用能力。二、试验的教学内容、教学规定及考核措施单片机原理及接口技术课程试验项目汇总表序号试验项目名称试验类型课时1进程管理试验验证性3课时2文献管理试验验证性3课时3处理机调度与死锁试验验证性2课时4操作系统接口试验验证性2课时合计10注：试验类型一般指演示性、验证性、设计性及综合性试验。其中设计性试验是指给定试验目的、规定和试验条件，由学生自行设计试验方案并加以实现的试验；综合性试验是指试验内容波及本课程的综合知识或与本课程有关课程知识的试验。试验一进程管理试验【试验目的】加深理解进程并发执行的概念，认识多进程并发执行的实质；观测进程争夺资源的现象，分析其过程和原因，学习处理进程互斥的措施；通过设计，编制，调试一种简朴的进程调度模拟系统，对进程管理，进程运行状态变换及PV操作加深理解和掌握。【试验类型】验证性。【试验内容及规定】1、模拟批处理多道操作系统的进程调度；2、模拟实现同步机构防止并发进程执行时也许与时间有关的错误；随机给出一种进程调度实例，如：进程抵达时间服务时间A0 3B2 6C4 4D6 5E8 2模拟进程调度，给出按照算法先来先服务FCFS、轮转RR（q=1）、最短进程优先SPN、最短剩余时间SRT、最高响应比优先HRRN进行调度各进程的完毕时间、周转时间、响应比的值。【教学措施】试验法为主，讲授法、演示法、谈论法、启发法、练习法、课堂讨论法等多种教学措施为辅。【考核措施】当堂检查验收学生试验完毕状况，作为课程试验成绩的一部分。试验二文献管理试验【试验目的】文献系统是操作系统中管理取信息的机构，他具有“按名存取”的功能，不仅以便顾客，并且能提高系统效率且安全可靠。为了使学生对多种文献操作命令的实质内容和执行过程有深入理解，指导学生使用高级语言编写和调试一种简朴的文献系统，到达模拟文献管理工作的目的。【试验类型】验证性。【试验内容及规定】模拟实现采用二级文献目录构造，第一级为主目录文献MFD，第二级为顾客文献。目录文献UFD。（1）设计一种有m个顾客的文献系统，每个顾客最多可保留一种文献；（2）规定顾客在一次运行中只能打开K个文献；（3）系统能检查键入命令的对的性，出错时应能显示出错原因；（4）对文献应能设置保护措施，如只能执行，容许读，容许写等；（5）对文献的操作设计提供一套文献操作：

CREATE建立文献

DELETE删除文献

OPEN打开文献

CLOSE关闭文献

READ读写文献

WRITE写文献【教学措施】试验法为主，讲授法、演示法、谈论法、启发法、练习法、课堂讨论法等多种教学措施为辅。【考核措施】当堂检查验收学生试验完毕状况，作为课程试验成绩的一部分。试验三处理机调度与死锁【试验目的】对理论课中学习的进程通信机制-消息队列、共享内存、信号量-概念做深入的理解，明确进程通信的原理；加深理解进程通信所使用的多种措施的概念，认识进程通信机制的长处；本试验规定学生模拟作业调度的实现，理解作业调度在操作系统中的作用。【试验类型】验证性。【试验内容及规定】采用先来先服务算法和运行时间最短者优先算法模拟设计作业调度程序。。规定学生通过本试验课程的学习能掌握处理机调度与死锁的原理及算法，培养学生对操作系统处理机调度与死锁等问题的应用能力。【教学措施】试验法为主，讲授法、演示法、谈论法、启发法、练习法、课堂讨论法等多种教学措施为辅。【考核措施】当堂检查验收学生试验完毕状况，作为课程试验成绩的一部分。试验四操作系统接口试验【试验目的】对理论课中学习的接口中的概念深入的理解；熟悉Linux文献系统的顾客界面；理解接口管理的重要实现措施；熟悉linux环境，基本常识及使用。【试验类型】验证性。【试验内容及规定】试验包括如下内容：1.Linux常用命令2.Linux命令解释程序shell的使用3.vi使用基础4.练习基本C程序5.进程状态及控制6.文献链接与复制(hardlink)7.符号链接（软链接）symboliclink/softlink8.不一样顾客之间的硬链接和符号链接9.Linux中与文献系统有关的系统调用【教学措施】试验法为主，讲授法、演示法、谈论法、启发法、练习法、课堂讨论法等多种教学措施为辅。【考核措施】当堂检查验收学生试验完毕状况，作为课程试验成绩的一部分。三、考核措施和成绩评估综合考虑学生平时试验课课堂体现、完毕试验状况给出试验成绩，作为课程总成绩的一部分（20%）。四、教材及参照资料[1]刘循等编著，计算机操作系统，人民邮电出版社，。[2]陈向群等译，现代操作系统（第2版），机械工业出版社，。[3]AbrahamSilberschatz，OperatingSystemConcept（影印），高