广播电视大学《操作系统》课程教学大纲.doc

中央广播电视大学操作系统课程教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质、目的与任务操作系统是中央电大电子与信息工程类计算机应用专业学生必修的公共基础课之一，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，是所有其他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。因此本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握常用操作系统（如UNIX）的使用和一般管理方法，了解它是如何组织和运作的，从而为学生以后的学习和工作打下基础。二、先修课要求 本课程在学习之前最好具有计算机组成原理、程序设计语言的知识。三、课程的教学要求 基本概念：多道程序设计、并发、分时、作业、进程、互斥与同步、周转时间、吞吐量、重定位、连接、虚拟存储、虚拟设备、死锁、线程。 基本知识：计算机系统资源（处理机、存储器、设备、文件）的管理策略。 基本技能：管理系统资源的常用命令、系统配置与维护的方法和技术。 重点：进程概念、存储管理（尤其虚拟存储）的各种策略、文件系统的管理、设备的管理和配置。 难点：进程的概念及其与程序的区别、进程间同步与互斥的正确实现、虚拟设备与虚拟存储。四、课程的教学方法和教学形式建议、本课程概念多、较抽象、涉及面广，因此教学形式以讲授方式（面授和电视录像）为主。、为加强和落实动手能力的培养，应充分重视实践性教学环节，保证上机机时不少于26学时。建议在UNIX或兼容的系统中完成实验。、对关键性概念、整体实现思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。、如条件许可，应利用网络技术进行授课、答疑和讨论。五、教学要求的层次课程的教学要求在每一章教学内容之后给出，大体上分为三个层次：了解、理解和掌握。了解即能正确判别有关概念和方法；理解是能正确表达有关概念和方法的含义；掌握是在理解的基础上加以灵活应用。第二部分教学媒体与教学过程建议一、课程教学总学时数、学分数 课程教学总学时数为90学时,其中授课时间为64学时（含面授、录像学时），实验课时为26学时。总学分数为5学分。二、文字教材与音像教材的配合1.课程以文字教材为主(包括主教材和实验教材两部分),文字教材担负起形成整个课程体系系统性和完整性的任务，是学生学习的主要媒体形式。因此教材要概念清晰、条理分明、深入浅出、便于自学，并要注意加强导学。在内容上要紧密围绕培养目标，突出重点、兼顾一般，反映当代最新技术及应用。2.录像教材作为文字教材的强化媒体，配合文字教材讲授课程的重点、难点以及问题的分析方法与思路。两者互相补充，彼此配合。3.努力实现网上教学。三、主要教学媒体的使用与学时分配教学内容授课学时实验学时（含录像学时） 操作系统引论6 进程管理 10 4 处理机管理 8 存储器管理 8 6 文件系统 10 6 设备管理 6 6 中断和信号机构 3 死锁 2 微内核体系结构 6 4 网络操作系统 3 操作系统展望与汉化 2 合计 64 26四、考核本课程采用笔试和上机操作两种考核方式，笔试由中央电大根据教学大纲统一命题，上机操作由各省级和计划单列市电大完成考核。第三部分教学内容和教学要求 一 操作系统引论教学内容1.1 操作系统的形成和发展一、什么是操作系统二、操作系统的发展历程1.2 操作系统的功能和特性一、操作系统的功能二、操作系统的特性1.3 操作系统的类型和主要产品一、多道批处理系统二、分时系统三、实时系统四、个人机系统五、网络操作系统 六、分布式操作系统 七、操作系统的主要产品系列 1.4 操作系统的用户界面一、图形界面二、命令行界面三、系统调用教学要求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，UNIX命令行格式，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。教学建议 各实施单位可根据具体情况，对所用操作系统的运行环境作适当介绍。二 进程管理教学内容2.1进程的概念 一、多道程序设计概念 二、进程的定义2.2 进程的状态和组成 一、进程的状态及其变化 二、进程的组成 三、进程队列2.3 进程的管理和有关命令 一、进程的管理 二、进程管理命令2.4 进程的相互作用和通信 一、进程的同步与互斥 二、同步机制及其应用 三、进程间的通信教学要求 、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：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、操作及其应用。 、了解：进程间的通信。教学建议 进程以及进程的同步与互斥既是本课程的重点，又是难点，可组织适当讨论，多加练习，适当开设习题课，鼓励学生积极思考，多提问题。三 处理机管理教学内容 3.1作业调度 一、调度级别 二、作业状态 三、作业调度3.2进程调度3.3调度性能的评价 3.4常用调度算法 一、先来先服务法 二、时间片轮转法 三、优先级法 四、其他算法简介 3.5 UNIX常用调度命令及命令执行过程 一、UNIX常用调度命令 二、Shell命令执行过程教学要求 1.掌握：作业调度和进程调度的功能，先来先服务法、时间片轮转法、优先级法。2.理解：调度级别，性能评价标准，UNIX常用调度命令。3.了解：Shell命令执行过程，其他调度算法。四 存储器管理教学内容4.1存储器管理引言 一、存储器的层次 二、用户程序的主要处理阶段 三、存储管理的功能 四、存储管理基本技术 4.2 分页存储管理技术 一、虚拟存储器的概念 二、分页的概念 三、请求分页的基本原理 四、硬件支持及缺页处理 五、页的保护和共享4.3分段存储管理技术 一、分段存储管理的基本概念 二、分段存储管理的基本原理 三、段的保护和共享 四、段页式存储管理技术4.4 虚存中的置换算法 一、先进先出法 二、最优置换法 三、最近最少使用置换法 四、最近未使用置换法 4.5 UNIX中的存储管理技术教学要求、掌握：用户程序的主要处理阶段及相应概念，分页和分段的概念，虚拟存储器概念，分页存储管理技术。、理解：存储器层次，分段存储管理技术，UNIX中的存储管理技术。、了解：段页式存储管理技术，虚存中的置换算法。教学建议 处理机管理和存储器管理的实验可一起进行，以体现二者的联系。五 文件系统教学内容5.1概述 一、文件及其分类 二、文件系统的功能5.2文件的逻辑组织和物理组织 一、文件的逻辑组织 二、文件的物理组织5.3目录结构 一、文件控制块和文件目录 二、目录结构5.4文件存储空间的管理 5.5文件的共享和文件系统的安全性 一、文件的连接 二、文件的存取控制 三、文件的后备和恢复5.6 UNIX文件的主要操作及其命令 一、普通文件的操作 二、目录文件的操作 三、文件系统的操作 四、管道文件教学要求 、掌握：文件的逻辑组织和物理组织的概念及不同的组织形式，文件的目录结构，文件和目录的主要操作。 、理解：文件的分类，文件的存取控制，UNIX文件系统的主要操作。 、了解：文件系统的功能，文件存储空间的管理，文件的后备和恢复，管道文件。六 设备管理教学内容6.1设备管理概述 一、设备分类和标识 二、缓冲技术 三、设备管理的功能6.2设备分配技术 一、设备分配技术 二、Spooling系统6.3输入输出管理 一、处理输入输出请求的步骤 二、设备管理程序功能6.4 UNIX常用设备安装和管理 一、打印机的安装和管理 二、终端的安装和管理教学要求 、掌握：设备分配技术，设备管理程序功能，UNIX常用设备安装和管理。 、理解：缓冲技术。、了解：设备分类，Spooling系统，处理I/O请求的步骤。七 中断和信号机构教学内容7.1中断处理 一、中断的一般处理过程 二、系统调用的实施7.2 UNIX信号机构 一、信号分类 二、信号处理方式 三、信号的检测和处理教学要求1.理解: 中断的一般处理过程。 2.了解:系统调用实施,UNIX信号机构。八 死 锁教学内容 8.1死锁的概念 一、什么是死锁 二、死锁的必要条件8.2死锁的预防 8.3死锁的避免 一、安全序列 二、银行家算法8.4死锁的检测及恢复 一、死锁的检测 二、死锁的恢复教学要求1.掌握:死锁的概念,死锁的预防和避免。 2.理解:死锁的必要条件。 3.了解:银行家算法,死锁的检测及恢复。九 微内核体系结构教学内容 9.1微内核概述 一、微内核概念 二、微内核结构的特点 三、微内核操作系统产品9.2 Windows NT的结构 9.3 Windows NT的对象、进程和线程 一、对象 二、进程 三、线程 四、进程管理程序9.4 Windows NT的内核 一、内核调度程序 二、中断和异常处理 三、内核的同步机制9.5虚拟存储管理 一、进程的虚拟地址空间 二、NT虚拟分页的地址转换机构 三、页面调度策略和工作集9.6输入输出系统 一、输入输出系统的结构 二、统一的驱动程序模型 9.7 Windows NT网络功能 一、内装网络 二、开放式结构 三、分布式应用环境9.8进程通信、对象管理及安全性 一、进程通信 二、对象管理 三、NT的安全性教学要求 1.理解: 微内核、对象、线程的概念。 2.了解：Windows NT的结构及各部分的主要功能。十 网络操作系统教学内容 10.1 网络系统概述 一、计算机网络的定义、分类和发展 二、常用网络互连标准 10.2网络操作系统 一、网络操作系统的任务及分类 二、网络操作系统的一般特性10.3 Windows NT网络命令使用教学要求1.理解:网络操作系统的任务。 2.了解:网络操作系统的一般特性，Windows NT网络命令。十一 操作系统展望与汉化教学内容 11.1操作系统发展展望 一、操作系统“代”的划分 二、Linux系统简介 三、未来操作系统的展望11.2操作系统的汉化 一、操作系统汉化方法 二、主要中文操作系统产品教学要求1.理解:操作系统的“代”。2.了解:未来操作系统特征，操作系统汉化方法及主要产品。第四部分课程实验实验环境 1. SCO UNIX , Linux 和XENIX 之一； 2. Windows NT。实验内容实验一、进程管理（学时）实验二、处理机管理和存储器管理（学时） 实验三、文件系统（学时）实验四、设备管理（学时）实验五、微内核体系结构（学时）注：其中实验一至实验四在UNIX平台上进行,实验五在NT环境下运行。实验要求 、实验一：通过使用有关进程管理的命令，学会如何注册和退出系统，如何设置和修改口令等，使学生进一步掌握进程的概念及状态，加深对进程管理的理解。 、实验二：通过使用有关处理机管理、存储器管理和通信的命令，学会使用Desktop图形界面进行一般管理，巩固有关处理机