2018— 2019学年第一学期《计算机操作系统》授课计划

 

 

 

授 课 计 划

 

 2018 — 2019 学年第一学期

 

学    院：数学科学学院

课程名称：计算机操作系统

课程编码：09A03050

课程类别：专业选修课              

计划学时：48 (理论32，实验16)

学    分：2.5

授课时间：周一7-8节，周二3-4节(上机)，周三7-8节，1-8周

授课地点：1J0303，1J0207

上机地点：7JC604

教 学 班：计算1601

     

 

 

授课教师：      刘红军      

 

填报日期：    2018 年 9 月1日

 

 

 

计算机操作系统课程授课计划

 

一、课程内容简介与教学目的

（一）《计算机操作系统》是计算机科学与技术专业本科生的一门必修课程,是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。在计算机软硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。其特点是概念多、较抽象和涉及面广，其整体实现思想和技术又往往难于理解。操作系统对计算机系统资源实施管理，是所有其它软件与计算机硬件的唯一接口，所有用户在使用计算机时都要得到操作系统提供的服务。通过学习应使学生掌握计算机操作系统的基本原理及组成；计算机操作系统的基本概念和相关的新概念、名词及术语；了解计算机操作系统的发展特点、设计技巧和方法；对常用计算机操作系统(DOS、Windows和UNIX或 Linux) 会进行基本的操作使用。

（二）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。

二、课程要求及教学活动项目

（一）课程要求：

学完本课程，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，所采用的调度策略与方法；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。

特别提醒：记好笔记，理论联系实际，重视编程理念和能力提升。

（二）教学活动项目及学时分配：

本课程理论教学学时为32学时，实验学时为16学时。组织一次期末考试，学完就考。

 

三、成绩考核

介绍成绩考核的方式和组成。本门课程是考试课程，百分制。

（一）平时成绩：包括考勤、课堂表现、作业，占30-40%。

（二）期末考试成绩: 闭卷，占60-70%。

（三）最终成绩组成说明：由平时成绩+期末考试成绩组成。

四、教材及参考资料

（一）教材

    汤小丹等，《计算机操作系统》第四版，西安电子科技大学出版社，2014

（二）参考资料

1.张尧学等,《计算机操作系统教程》第二版,清华大学出版社, 2000

2.任满杰等,《操作系统原理实用教程》，电子工业出版社，2006

3.腾至阳，《现代操作系统教程》，高等教育出版社，2000

4.陈莉君，《深入分析Linux内核源代码》，人民邮电出版社，2002

五、教改说明

（一）在教学中进一步注重理论联系实际，讲解时注重举一些具体的OS的实例。

 

六、教师联系方式及答疑要求

刘红军，电话：18265690365，邮箱：sms_liuhj@ujn.edu.cn, 答疑时间：周二1-2节，地点：7JC201。

七、课程教学计划安排及策略

第1周

学时：2

授课内容： 第一章 操作系统引论   

目的要求：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。掌握操作系统的定义和主要功能。

作业：课后 4，7，11

第1周

学时：2

授课内容：第二章 进程的描述与控制  §1 进程的描述 §2 进程控制    

目的要求：掌握进程定义，进程的组成，进程的状态及其变化。

作业：课后 5，11，14，15

第1周

学时：2

授课内容：进程控制模拟上机实验(1)

目的要求：理解进程的概念以及进程控制块（pcb）的作用；通过模拟实现进程控制，进一步理解进程控制原语。

其他说明：分析总结实验。

第2周

学时：2

授课内容：§3进程同步

目的要求：掌握：进程的同步与互斥、临界区概念，信号量和P、V操作。

作业：课后 2，3，6

第2周

学时：2

授课内容：§4经典进程的同步问题

目的要求：掌握两类问题的含义，会解决两类问题的扩展问题。

其它说明：补充习题

第2周

学时：2

授课内容：进程控制模拟实验(2)

目的要求：通过模拟实现进程控制，进一步理解进程控制原语。

其它说明：书写实验报告

第3周

学时：2

授课内容：§5进程通信  §6线程

目的要求：了解通信的类型与方法；了解线程的概念，区分内核支持线程与用户线程的区别。

其它说明：查资料，写出至少一种现代操作系统的通信方式。了解现代操作系统的线程机制。

第3周

学时：2

授课内容：习题课

目的要求：复习巩固前两章的内容，处理补充习题中存在的问题及解答。

第3周

学时：2

授课内容：第三章 处理机调度与死锁 §1处理机调度的基本概念 §2调度算法

目的要求：掌握三种调度的概念与三种调度模型，理解选择算法的准则，掌握四种主要的调度算法。

其它说明：补充习题

第4周

学时：2

授课内容：§3实时调度 

目的要求：了解有关实时调度的一些基本概念与算法。

作业：课后20，21

第4周

学时：2

授课内容：§4死锁概述 §5预防死锁

目的要求：掌握产生死锁的必要条件、原因和处理死锁的基本方法。

作业：课后26，27

第4周

学时：2

授课内容：进程调度模拟实验

目的要求：模拟在单处理机情况下的处理机调度问题，加深对进程调度的理解。

其它说明：书写实验报告

第5周

学时：2

授课内容：第四章 存储器管理 §1程序的装入与链接 §2连续分配方式

目的要求：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。

作业：查资料，写出编译软件的内存回收机制：Java、.Net

第5周

学时：2

授课内容：§3基本分页存储管理方式 §4基本分段存储管理方式

目的要求：掌握分页和分段的概念，分页存储管理技术与分段存储管理技术。

作业：课后 7，21，26

第5周

学时：2

授课内容：银行家算法模拟实验

目的要求：使用高级语言编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序，了解死锁产生的条件和原因，并采用银行家算法有效地防止死锁的发生，以加深对课堂上所讲授的知识的理解。

其它说明：书写实验报告

第6周

学时：2

授课内容：第五章虚拟存储器 §1虚拟存储器的基本概念 §2请求分页存储管理方式

§3页面置换算法

目的要求：掌握虚拟存储器概念，以及分页方式对虚拟存储器的支持。掌握几种算法的原理，会应用算法来解决问题。

作业：课后3，8，12，13

第6周

学时：2

授课内容：§8请求分段存储管理方式； 习题课

目的要求：了解请求分段管理方式；复习巩固所学知识。

第6周

学时：2

授课内容：页面置换算法模拟实验

目的要求：通过请求页式管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。

其它说明：书写实验报告

第7周

学时：2

授课内容：第六章 输入输出系统 §1 I/O系统  §2 I/O控制方式

目的要求：了解I/O系统的组成；掌握几种控制方式的方法、原理与优缺点。

作业：课后2，16

第7周

学时：2

授课内容：§3缓冲管理 §4设备分配  §5设备处理

目的要求：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。

作业：课后18，24

第7周

学时：2

授课内容：§6磁盘存储器的性能与调度； 磁盘调度算法模拟实验

目的要求：模拟磁盘调度算法，理解和掌握磁盘调度的功能。

其它说明：书写实验报告

第8周

学时：2

授课内容：第七章 文件管理 §1文件的相关概念与逻辑结构 §2文件目录§3文件的共享与保护 

目的要求：理解文件的分类，文件的逻辑组织和物理组织的概念；掌握文件的目录结构。

作业：课后2,6,8,16

第8周

学时：2

授课内容：第八章 §1外存组织形式 §2文件存储空间的管理§3提高磁盘输入输出速度的方法

目的要求：了解文件存储空间的管理，了解提高磁盘I/O速度的方法。

作业：课后1,12,15

第8周

学时：2

授课内容：重点复习，答疑，准备考试。