操作系统教学大纲

操作系统教学大纲2015学时学时64学分学分3理论学时学时48实验学时学时16适用专业计算机科学与技术

一、教学大纲说明、课程的性质、地位和任务1操作系统是当代计算机软件系统的核心，是计算Operating System机系统的基础和支撑，它管理和控制着计算机系统中的所有软、硬件资源，可以说操作系统是计算机系统的灵魂操作系统课程是计算机专业学生必须学习和掌握的基础课程，是计算机应用人员深入了解和使用计算机的必备知识，是进行系统软件开发的理论基础，也是计算机科学与技术专业的一门理论性和实践性并重的核心主干课程、课程教学的基本要求2本课程的目标是使学生掌握现代计算机操作系统的基本原理、基本设计方法及实现技术，具有分析现行操作系统和设计、开发实际操作系统的基本能力本课程主要讲述操作系统的基本概念、基本原理及其实现技术，包括处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理等内容、课程教学改革3通过剖析某个实用的操作系统（如或）的内核，使学生UNIX Linux了解这种操作系统是如何对计算机资源进行管理的，以及操作系统的发展趋势

二、教学内容

（一）本课程理论教学内容第一章操作系统引论主要内容操作系统的目标、作用和模型、操作系统的发展过程、操作系统的特征和服务、操作系统的功能、操作系统的进一步发展重点操作系统的概念、特征和服务、操作系统的功能第二章进程管理主要内容前驱图和程序执行、进程的描述、进程控制、线程的基本概念进程同步的基本概念、信号量机制、经典进程同步问题、进程通信重点进程的描述、进程控制临界资源、临界区、软件解决互斥、硬件解决互斥、信号量机制、进程通信难点进程控制进程同步问题第三章处理机调度与死锁主要内容调度类型、调度算法、死锁的概念、原因、产生的必要条件、处理死锁的基本方法、安全状态、银行家算法、死锁的检测与解除重点调度类型、调度算法、死锁的概念、产生的必要条件、处理死锁的基本方法、安全状态、银行家算法、死锁的预防和避免难点银行家算法、死锁的预防和避免第四章存储器管理主要内容程序的装入和链接、连续分配存储管理方式、分页存储管理方式、分段存储管理虚拟存储器的基本概念、请求分页存储管理方式、页面置换、请求分页系统的性能分析、请求分段存储管理方式重点动态分区分配、分页存储管理方式、分段存储管理虚拟存储器的基本概念、请求分页存储管理方式、页面置换、请求分段存储管理方式难点分页存储管理方式页面置换算法第五章设备管理主要内容系统的组成、控制方式、缓冲管理、设备分配、I/O技术、设备处理磁盘、外存分配方法、空闲存储空间的SPOOLING I/O管理、磁盘容错技术、文件系统性能的改善、数据一致性控制重点控制方式、缓冲管理、原理、设备分配I/O SPOOLING磁盘调度算法难点设备分配第六章文件系统主要内容文件和文件系统、文件逻辑结构、目录管理、文件共享、文件保护重点文件逻辑结构、目录管理、文件共享、文件保护外存分配方法、空闲存储空间的管理难点目录管理、文件保护外存分配方法、空闲存储空间的管理第七章操作系统接口主要内容联机用户接口、命令、系统调用、图形接口shell重点用户接口、程序接口难点用户接口、程序接口

（二）本课程实验内容实验一写一个程序描述进程状态迁移过程目标理解进程概念、状态转换及其控制要求提供导致进程状态变化的调用接口，包括创建、删除、调度、阻塞、时间到、挂起、激活等实现进程列表显示的接口注这里设计的进程是一个假设的对象实体，是由程序自己创建和删除，不是系统维护的进程实验二编程实现生产者消费者或读写者的同步问题目标掌握信号量实现进程同步及其应用要求利用线程模拟进程；可视化显示模拟同步实验三设计一个程序，实现四种调度算法.先来先服务算法

1.短作业优先算法

2.优先权算法

3.基于时间片的多级反馈队列算法4目标掌握四种算法的原理要求通过若干个实例实现各种算法的优劣性对比；结果要求可视化展示实验四编程实现银行家算法目标掌握银行家算法实现死锁预防的原理要求输入实例，能够使用银行家算法判断资源分配后是否存在安全序列实验五模拟基本分页式的地址变换机构及其变换方法目标掌握页表概念、基本分页式的地址变换要求要有页表，通过页表等实现地址变换；图示化变换过程实验六实现算法和算法LRU FIFO目标理解页面置换算法要求给出任意的输入流，计算缺页率输入流长度、尺寸可cache定制图示化置换过程测试从可数字的任意排序，长度为例如:Cache=5,0—93012568,36536,56892,70495,36745,87345实验七实现缓冲池的管理（重点是和的操作）getbuff putbuff目标掌握缓冲池的管理方法，进一步理解进程同步信号量的使用要求定义输入、输出和空缓冲个队列，以及种缓冲区；图示34化表示缓冲区的管理及其相关的操作实验八实现算法和算法SSTF SCAN目标掌握算法和算法的原理SSTF SCAN要求给出任意的输入流、计算平均寻道长度输入流长度、磁头移动方向可定制测试设有个磁道，访问序列如下10023,5,98,14,66,25,78,34,66,74,56,87,12,39,当前磁头在道，上次访问的磁道是道71,49,58o5018实验九模拟和实现文件的物理块分配与回收，以及通FAT FDT,过文件目录实现文件的访问，如文件（可自己定义一个文件访问命copy令）要求能表示的分配信息和的管理信息FAT FDT目标掌握的分配原理；掌握实现文件管理的原理FAT FDT要求可视化实现文件管理

（三）课程考核方式、方法理论教学内容的考核闭卷笔试实验教学内容的考核实验报告

三、建议学时分配课程内容讲课习题课或课堂讨论实验上机引论进城管理4处理机调度与死锁614存储器管理614设备管理614文件管理412操作系统接口4222

四、考核方式总评成绩=平时成绩+期中考试成绩+期末考试成绩平时成绩占30%期中考试占20%期末考试成绩占50%

五、先修课程要求程序设计语言（语言或语言）、数据结构等C JAVA

六、教材及参考书汤子瀛，哲风屏，汤小丹编著计算机操作系统（修订版）西安

1.电子科技大学出版社，（教材）

2004.《操作系统原理与应用》，赵德群主编，北京邮电大学出版社

2.《计算机操作系统教程》，张尧学、宋虹、张高编著，清华大学3出版社（

4.Andrew S.Tanenbaum.Modem OperatingSystems Second）（参考书）Edition.Prentice Hall,2001。