《操作系统》教学大纲

课程编号:13091140004

课程名称（中文）:操作系统

课程名称（英文）:Operation System

开课单位:信息技术学院，计算机科学与技术学科

学分: 4 总学时: 72

理论学时:60 实验学时:12

先开课程:计算机程序设计（C语言）、数据结构

授课对象:计算机科学与技术专业本科

考核方式:考试

一、课程的教学目标与任务

《操作系统》是计算机科学与技术专业的一门重要的专业基础必修课。课程的教学目标在于通过介绍操作系统的目标、作用和模型，重点阐述操作系统的各部分功能管理的基本原理，从资源管理的角度领会操作系统的功能和实现过程。其主要内容包括进程和线程的基本概念、进程的同步和通信、调度和死锁；存储器管理和虚拟存储器的概念以及对虚拟存储器性能的分析；设备管理、文件系统以及磁盘存储器的管理。通过本课程的学习，使学生具有利用操作系统开发自己所需各种应用软件的基础能力。使学生具有相当的自学能力，能较快地掌握和使用自己所拥有的具体的操作系统，使它能让自己的开发工作提供各种深度的各种支撑。

二、课程内容及基本要求

(一) 第一章 操作系统引论（6学时）

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、基本特性、主要功能，操作系统的结构设计及操作系统的进一步发展。

1.基本要求

（1）掌握操作系统的定义，操作系统的特性和主要功能。

（2）理解操作系统的主要类型，多道并发的概念及分时概念。

（3）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，以及操作系统的结构及模型特征。

2.重点、难点

重点:操作系统的定义、主要功能

难点:操作系统的结构特征

3.说明:

（二）第二章 进程管理（24学时）

主要内容:进程的基本概念；进程控制、同步；经典进程同步问题；管程机制；进程通信，线程。

1.基本要求

（1）掌握进程定义、临界区概念、进程的状态及其变化、进程的同步与互斥；掌握线程的基本概念及线程与进程的区别。

（2）理解多道程序设计概念、进程的组成、进程管理的基本命令、信号量和Ｐ、Ｖ操作及其应用；线程引入的原因，理解用户级线程和核心级线程的区别。

（3）了解进程间的通信方式；

（4）了解UNIX的进程管理方式。

2.重点、难点

重点:进程的概念、结构；进程状态，进程同步于互斥。

难点:管程的结构特征及实现。

3.说明:

（三）第三章 处理机调度与死锁（8学时）

主要内容:处理机调度的基本概念；调度算法；实时调度算法；死锁的概念，产生死锁的原因和必要条件；预防死锁的方法；死锁的检测与解除。

1.基本要求

（1）掌握作业调度和进程调度的功能、先来先服务；

（2）掌握时间片轮转法、优先级法；

（3）理解死锁的概念、死锁的预防和避免、产生死锁的必要条件；

（4）理解调度级别、性能评价标准；

（5）了解银行家算法、死锁的检测及恢复方法的实现算法。

2.重点、难点

重点:各种处理机调度算法；死锁的概念及产生死锁的四个必要条件；处理死锁的方法。

难点:银行家算法。

3.说明:

（四）第四章 存储器管理（8学时）第五章 虚拟存储器（6学时）

主要内容:程序的装入和链接；连续分配方式；基本分页存储管理方式；基本分段存储管理方式；虚拟存储器的概念；请求分页存储管理方式；页面置换算法；请求分段存储管理方式。

1.基本要求

（1）掌握用户程序的主要处理阶段及相应概念、分页和分段概念、虚拟存储器的概念、分页存储器技术；

（2）理解存储器层次、分段存储器管理技术；

（3）段页式存储管理技术、虚存中的置换算法、UNIX中的存储管理技术。

2.重点、难点

重点:连续分配方式；基本分页存储管理方式；请求分页存储管理方式；页面置换算法。

难点:请求分页存储管理方式和请求分段管理方式。

3.说明:

（五）第六章 输入输出系统（6学时）

主要内容:I/O系统的概念、I/O系统的硬件组成；I/O控制方式；缓冲管理；I/O软件；设备分配；SPOOLing技术；设备处理；磁盘存储器的管理。

1.基本要求

（1）掌握I/O控制方式、设备分配技术、设备管理功能；

（2）理解缓冲技术引入的原因，实现方法；

（3）了解设备分类、SPOOLIing系统、处理I/O请求资源。

（4）掌握磁盘存储器的结构特征及管理方法。

2.重点、难点

重点:缓冲管理、设备分配、磁盘调度算法。

难点:缓冲池的管理及实现方法。

3.说明:

（六）第七章 文件管理（6学时）第八章 磁盘存储器的管理（4学时）

主要内容:文件和文件系统；文件的逻辑结构；外存分配方式与文件的物理结构；目录管理；文件存储空间的管理；文件共享与文件保护；数据一致性控制。

1.基本要求

（1）了解文件系统的基本概念、文件的逻辑结构、文件、记录、数据项的基本概念。

（2）掌握外存分配的连续分配、连接分配、索引分配方式。

（3）掌握目录管理、文件存储空间管理的功能。

2.重点、难点

重点:外存分配方式；目录管理；文件存储空间的管理。

难点:UINX成组链法。

3.说明:

（七）第九章 操作系统接口（4学时）

主要内容:联机命令接口、脱机命令接口、系统调用、图形用户接口

1.基本要求

（1）掌握命令接口、shell命令、系统功能调用、图形用户接口。

2.重点、难点

重点:命令接口，系统调用。

难点:系统调用。

3.说明:

三、教学安排及方式

总学时:72学时，其中理论教学时数60学时，实验教学时数为12学时。

四、考核方式

1.考核方式:

笔试（闭卷）

2.成绩评定:

各教学环节占总分的比例:平时测验及作业:15%，实验:15%，期末考试:70%。

五、推荐教材与参考资料

1.推荐教材:

汤小丹,梁红兵等主编《计算机操作系统》（第三版），（西安）: 西安电子科技大学出版社，（2007.5）

2.参考资料:

（1）张尧学、史美林主编《计算机操作系统教程》（第三版）北京:清华大学出版社，（2006.5）

（2）孙钟秀、费翔林、骆斌主编《操作系统教程》（第四版），（北京）: 高等教育出版社,（2008.2）

（3） 塔嫩鲍姆 (Tanenbaum.A.S) 《现代操作系统》（原书第三版）.北京:机械工业出版社，（2009.5）