《操作系统原理》课程教学大纲.docx

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1、操作系统原理课程教学大纲（Princip1esofOperatingSystems）学时数：72学时其中：实验学时：12学时课外学时：0学时学分数：4.5适用专业：计算机科学与技术一、课程的性质、目的和任务性质：本课程是高等院校计算机科学与技术专业本科的一门学科基础课程，是必修课。目的：通过操作系统原理的学习，了解操作系统的发展过程及种类，掌握操作系统设计中的相关基本概念和原理，以及在操作系统的设计与构造中涉及的资源共享、提高系统资源利用率等各方面基本知识，了解并掌握操作系统在发展过程及将来引入的新技术与方法。任务：阐述计算机系统的核心软件操作系统的基本概念、基本原理和实现技术。主要包括操作系

2、统的用户界面、操作系统的资源管理功能等，其中资源管理还包括进程管理、处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、网络与安全等方面内容，并将操作系统的一般原理与实际操作系统的分析与设计有机地结合。二、课程教学的基本要求（一）掌握操作系统的基本原理、概念及主要功能（-）掌握进程概念、进程的同步与互斥、思索的预防与检测（H）掌握处理机的调度层次划分与调度、调度方法评价以及调度基本策略（四）掌握存储管理目标与几种存储管理策略（五）掌握设备与处理之间的数据传送方式、缓冲技术以及设备管理基本手段（六）掌握文件系统的物理及逻辑设备的空间组织与管理、多级目录结构、文件东共享实现以及文件系统的安全与防护（七）了解

3、并掌握操作系统的安全与防护基本知识，了解一些病毒与黑客的常用手段以及一些基本应对措施（八）了解网络操作系统的基本概念，了解网络操作系统必须实现的一些基本技术（九）通过实验环节具备一定系统软件和应用软件的开发技能三、课程的教学内容、重点和难点第一章操作系统概论（4学时）一、基本内容（一）操作系统概观（二）操作系统的形成与发展（H）操作系统提供的服务与用户接口（四）流行操作系统简介二、基本要求（一）掌握操作系统的基本概念。（二）了解操作系统的发展过程，理解资源共享观点是现在操作系统的基本观点。（三）掌握操作系统的功能结构。重点：操作系统的概念：多道程序；分时技术难点：多道程序特征第二章处理器管理（

4、6学时）一、基本内容（一）中央处理器（二）中断技术（H）进程及其实现（四）线程及其实现（五）处理器调度（六）低级调度二、基本要求（一）了解单处理器系统于多处理器系统、处理器状态。（二）回顾中断概念与技术。（H）掌握进程和线程的基本概念，掌握进程与线程的特性，掌握进程状态。（四）掌握处理器调度层次与层次划分。（五）掌握低级调度的功能与调度算法。（六）了解实时调度与多处理器调度。重点：进程的基本概念；进程的特性；进程的状态及状态转换；处理器调度的层次划分;低级调度算法难点：进程的概念及特性；进程与线程的区别与联系第三章并发进程（12学时）一、基本内容（一）并发进程（二）临界区管理（）信号量与PV操

5、作（四）管程（五）进程通信（六）死锁二、基本要求（一）掌握顺序程序与并发程序各自不同的特性。（二）掌握临界区与临界资源的定义。（三）了解临界资源管理的一些常用的软件和硬件方法。（四）了解通过信号量实现进程之间的同步与互斥。（五）掌握利用PV原语解决进程之间的同步与互斥的方法。（六）了解管程实现进程的同步与互斥的方法。（七）了解进程之间通信的几种通信方法。（八）掌握死锁的概念及产生的基本条件。（九）了解如何预测、检测和消除死锁。重点：顺序程序执行的特点；并发程序执行的特点；进程的同步与互斥；临界区与临界资源；信号量与PV原语；死锁及产生条件难点：P、V原语解决进程之间的同步与互斥的方法；死锁的判

6、断与解除第四章存储管理（10学时）一、基本内容（一）存储器（二）连续存储空间管理（H）分页式存储管理（四）分段式存储管理（五）虚拟存储管理二、基本要求（一）了解存储器层次，掌握地址转换与保护。（二）掌握连续存储空间管理的单用户连续存放、固定分区、可变分区存储管理的基本思想。（H）掌握分页式存储管理的基本思想、基本数据结构、地址变换过程，特性等内容。（四）掌握分段式存储管理的基本思想、基本数据结构、地址变换过程，特性等内容。（五）掌握虚拟存储管理的支持技术。重点：分页式存储管理；分段式存储管理；虚拟存储管理难点：动态地址变换；虚拟存储管理第五章输入输出管理（8学时）一、基本内容（一）DO硬件原理

7、（二）I/O软件原理（三）具有I/O通道的系统管理（四）缓冲技术（五）驱动调度技术（六）设备分配（七）虚拟设备二、基本要求（一）了解并回顾I/O硬件和软件的基本原理。（二）了解具有通道的DO系统管理技术。（三）掌握缓冲技术中的单缓冲、双缓冲与多缓冲技术。（四）掌握驱动调度技术关于存储设备的物理结构、循环排序、优化分布、交替地址、搜索定位等技术措施。（五）掌握设备管理的基本数据结构。（六）掌握SPOO1ing技术。重点：缓冲技术；驱动调度技术；设备管理；SPOOIing技术难点：虚拟设备实现及管理第六章文件系统（8学时）一、基本内容（一）文件系统的基本概念（-）文件的逻辑组织与基本方法（H）文件

8、的物理结构（四）文件存储空间的管理（五）文件目录（六）共享与安全（七）文件操作二、基本要求（一）掌握文件与文件系统的基本概念。（二）掌握文件的逻辑结构与物理结构与相应的组织与存取方式。（H）掌握文件的目录结构组织方式。（四）掌握文件系统中文件共享文件的技术策略。（五）掌握文件的安全与共享的基本手段。重点：文件与文件系统概念；文件逻辑结构与物理结构的联系与区别；存储空间组织；目录结构；文件共享难点：共享文件的组织形式；文件保护第七章操作系统的安全与保护（6学时）一、基本内容（一）操作系统的安全性（二）安全威胁及其类型（H）操作系统的保护（四）入侵者（五）病毒（六）保护机制、策略与模型二、基本要求

9、（一）掌握操作系统的安全性相关基本概念。（二）了解系统的安全威胁来源及分类。（H）了解操作系统保护的层次划分以及在不同层次上的应对措施。（四）了解入侵者常用的一些入侵方法。（五）了解计算机病毒特征、类型及相关的防范措施。（六）了解利用身份认证机制、授权机制、加密机制和审计机制提供对操作系统的保护。重点：操作系统的安全性；操作系统的层次保护难点：操作系统的认证机制及机理第八章网络和分布式操作系统（6学时）一、基本内容（一）计算机网络概述（二）网络操作系统（三）分布式操作系统二、基本要求（一）了解并回顾计算机网络相关内容。（二）了解网络操作系统的基本特征。（H）了解分布式操作系统基本特征、资源管理

10、手段、进程通讯机理、死锁处理等内容。重点：网络操作系统及其特征；分布式操作系统及其特征难点：分布进程的并发：分布进程的死锁四、课程各教学环节要求（一）实验操作系统课程是计算机本科教育的主要专业课程，进程作为现代操作系统进行资源分配和管理的基本对象，对进程概念更好的理解，有助于学生全面理解现代操作系统的构造机理以及各种管理手段的设计。设计完成后，要求上交设计报告。设计报告内容包括： 设计题目 设计主要思路 主要数据结构 主要算法流程 自己对设计情况的分析具体实验内容如下：实验（设计）名称实验学时实验属性实验者类别开出要求生产者一消费者模型模拟进程调度4设计本科必开存储管理4设计本科必开虚拟存储器

11、4设计本科选开文件管理4设计本科选开多道程序调度转换4设计本科选开设备管理4设计本科选开*注：以上6个实验（设计）学生可任选且必选做其中3个本课程考核采用平时作业与笔试结合的方式，其中平时成绩占30%,笔试成绩占70%。五、学时分配教学内容各教学环节学时分配作业题量备注章节主要内容讲授实验讨论习题课外其它小计第1章操作系统概论446第2章处理器管理6284第3章并发进程122145第4章存储管理104145第5章设备管理82105第6章文件系统82105第7章操作系统的安全与保护665第8章网络与分布式操作665系统合计60127240六、课程与其它课程的联系先修课：计算机组成原理、C语言程序设计、汇编语言程序设计、数据结构、计算机网络等。七、教材与教学参考书（一）教材汤小丹.计算机操作系统（第3版）.西安：电子科技大学出版社，2007年。（二）教学参考书1张尧学.计算机操作系统教程.北京：清华大学出版社，2006年。2屠祁.操作系统基础（第三版）.北京：清华大学出版社，2000年。3孙钟秀.操作系统教程（第四版）.北京：高等教育出版社，2008年。