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《计算机操作系统》教学大纲
作者:管理员  来源:本站原创  发布时间:2016年5月11日  点击次数:348

《计算机操作系统》教学大纲

Computer Operating System

 

课程编码:09A03050              学分: 2.5          课程类别: 专业任选课

计划学时: 48             其中讲课:32     实验或实践:      上机:16

适用专业:信息与计算科学

推荐教材:汤小丹. 计算机操作系统[M], 4. 西安: 西安电子科技大学出版社,2014.5

参考书目:1、郁红英等. 计算机操作系统[M], 2. 北京: 清华大学出版社, 2014.9

2、李俭等. 操作系统原理实用教程[M]. 北京: 清华大学出版社, 2011.4

3、庞丽萍等. 计算机操作系统[M], 2. 北京: 人民邮电出版社, 2014.1

 

课程的教学目的与任务

本课程的教学目的是使得学生能够掌握操作系统的基本概念、结构、功能和管理软硬件的各种方法。理解操作系统是用户与计算机硬件之间的接口的真正含义,为今后从事各种软硬件开发打下扎实的基础。本课程通过对操作系统的基本概念、原理和实现方法的阐述,使学生了解计算机系统的工作过程,资源管理策略以及并发活动的处理方法,以便为今后的课程学习和高级程序设计(如进程、线程、同步)打好基础。

课程的基本要求

    通过本课程的学习,要求学生掌握操作系统的一般原理,掌握操作系统中对各种软、硬件资源管理方法,所采用的调度策略、方法,了解当今流行的操作系统的设计思想,为今后设计大程序提供良好基础。操作系统课程涉及知识面较广,理论性教强,因此在教学方式上采取多媒体的教学方法,及时补充新知识,并通过课堂讲授、课堂讨论等多种教学方式强化教学。

各章节授课内容、教学方法及学时分配建议(含课内实验)

 

第一章:操作系统引论                             建议学时:2

[教学目的与要求] 掌握操作系统的定义、操作系统的特性和主要性能、多道程序设计技术的特征与意义。理解操作系统的主要类型、分时概念。了解操作系统的发展历程、分时和实时操作系统的特点,操作系统在计算机系统中的地位、主要操作系统产品系列。

[教学重点与难点] 操作系统的形成及发展;操作系统的功能及特征;多道程序设计技术的特征与意义。

[      ] 以课堂讲授为主,课堂讨论为辅。

[      ]

第一节   操作系统的目标和作用

第二节   操作系统的发展过程

第三节   操作系统的基本特性

第四节   操作系统的主要功能

第二章:进程管理                                  建议学时:6+4(上机)

[教学目的与要求] 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。

理解进程的组成、进程管理的基本命令、信号量和PV操作及其应用。通过上机实验模拟进程控制,理解进程控制的原理。了解进程间的通信。

[教学重点与难点] 进程及其描述;进程的状态与转换;进程控制;PV操作;信号量机制。

[      ] 课堂讲授与上机实验相结合。

[      ]

第一节   前趋图和程序执行

第二节   进程的描述

第三节   进程控制

第四节   上机实验项目1:进程控制模拟

第五节   经典进程的同步问题

第六节   进程通信

第七节   线程的基本概念

第八节   线程的实现

第三章:处理机调度与死锁                           建议学时:4+8(上机)

[教学目的与要求] 掌握作业调度和进程调度功能,FIFS法、时间片轮转法、优先级法。掌握死锁的概念,死锁的预防和避免, 掌握银行家算法。通过上机实验模拟进程调度与银行家算法,理解进程的调度的算法与银行家算法避免死锁的方法。理解调度级别、性能评价标准,产生死锁的必要条件。了解其它调度算法,死锁的检测及恢复。

[教学重点与难点] 重点是算法的设计原理,处理死锁的方法,产生死锁的原因;难点是利用银行家避免死锁。

[      ] 课堂讲授与上机实验相结合。

[      ]

第一节   处理机调度的层次和调度算法的目标

第二节   作业与作业调度

第三节   进程调度

第四节   上机实验项目2:进程调度模拟

第五节   死锁概述

第六节   预防死锁

第七节   上机实验项目3:银行家算法模拟

第八节   死锁的检测与解除

第四章:存储器管理                                 建议学时:4

[教学目的与要求]了解程序的装入与链接的原理;掌握几种内存分配方式的方法与原理;掌握分页和分段的概念、分页存储管理技术、分段存储管理技术。

[教学重点与难点]  重点掌握分页分段存储管理技术。

[      ] 以课堂讲授为主,课堂讨论为辅。

[      ]

第一节   存储器的层次结构

第二节   程序的装入和链接

第三节   连续分配存储管理方式

第四节   对换

第五节   分页存储管理方式

第六节   分段存储管理方式

第五章:虚拟存储器                                  建议学时:6+2(上机)

[教学目的与要求] 掌握虚拟存储器概念;理解分页方式对虚拟存储器的支持;通过上机实验掌握几种页面置换算法的原理;了解其他的置换算法;了解请求分段管理方式。

[教学重点与难点] 重点掌握虚拟存储器的原理及实现技术,页面置换算法;难点在于页面置换算法的使用。

[      ] 课堂讲授与上机实验相结合。

[      ]

第一节    虚拟存储器概述

第二节    请求分页存储管理方式

第三节    页面置换算法

第四节    上机实验项目4:页面置换算法模拟

第五节    请求分段存储管理方式

第六章:输入输出系统                                建议学时:4+2(上机)

[教学目的与要求] 了解I/O系统的组成;掌握几种I/O控制方式的方法、原理与优缺点;理解引入缓冲的原理,掌握几种缓冲的原理与实现方式;了解与设备分配有关原理,了解设备处理过程;通过上机实验掌握磁盘调度算法。

[教学重点与难点] 重点和难点是缓冲的原理与实现。

[      ] 课堂讲授与上机实验相结合。

[      ]

第一节   I/O系统的功能、模型和接口

第二节   I/O设备和设备控制器

第三节   中断机构和中断处理程序

第四节   设备驱动程序

第五节   I/O软件

第六节   缓冲区管理

第七节   磁盘存储器的性能和调度

第八节   上机实验项目5:磁盘调度算法模拟

第七章:文件管理                                 建议学时:4

[教学目的与要求] 理解文件的分类、文件的逻辑组织。掌握文件的目录结构。了解文件的共享与保护方法。

[教学重点与难点] 文件的目录结构。

[      ] 以课堂讲授为主,课堂讨论为辅。

[      ]

第一节   文件和文件系统

第二节   文件的逻辑结构

第三节   文件目录

第四节   文件共享

第五节   文件保护

第八章:磁盘存储器的管理                          建议学时:2

[教学目的与要求]理解文件的物理组织的概念;了解文件存储空间的管理;了解提高磁盘I/O速度的方法。

[教学重点与难点] 文件存储空间的管理。

[      ] 以课堂讲授为主,课堂讨论为辅。

[      ]

第一节   外存的组织方式

第二节   文件存储空间的管理

第三节   提高磁盘I/O速度的途径

第四节   提高磁盘可靠性的技术

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

撰稿人: 宋玉成    审核人:靳绍礼 

 
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