操作系统课程教学大纲.doc

操作系统课程教学大纲课程名称（中文/英文）：操作系统/Operating System 课程编码：12023010 课程类型：专业必修课 课程性质：专业基础课 使用范围：04地理信息系统学分数：3 先修课程：计算机程序设计 学时数：54 其中：实验/实践学时： 课外学时： 考核方式：考试 制定日期：2004年 制定单位：广州大学地理科学学院 审核者： 夏丽华 执笔者：曹学宝 一、教学大纲说明1.课程的地位、作用和任务该课程是GIS专业一门专业基础课，因为GIS专业以后要基于一种系统平台开发相应的应用程序，所以作为该专业的学生必须深入了解操作系统的内部机制，才可以在以后的GIS的工程开发中可以游刃有余。学好这门课对于学生以后从事实际工作或者继续在IT界深造都很有帮助。.课程教学的目的和任务该课程的目的是使学生了解并掌握计算机操作系统的原理、结构以及基本实现方法。计算机操作系统是非常重要的系统软件，也是进行软件开发的基础平台，学好这门课程不仅有利于学生继续学习有关系统管理的知识，而且有利于提高对计算机系统的了解，并可为以后进行较深层的软件研制和开发打下坚实的基础。课程要求学生了解操作系统的基本概念，了解当前的主流的操作系统，以及他们的特点和优劣，要求学生理解操作系统的运行环境，理解计算机系统的软硬件组成，理解分布式操作系统的原理，以及当前构建操作系统的主要技术：微内核操作系统的结构与设计；要求学生掌握进程、线程和并行性相关内容，主存储器管理，设备和文件管理，以及Windows NT，UNIX系统主要设计思想。3.课程教学方法与手段本课程主要以课程讲授为主，结合课堂讨论，习题，以及论文的形式综合传授，灵活灵活运用多媒体课件，多媒体课件讲授的内容占百分之九十以上。4.课程与其他课程的联系本课程虽然作为一门专业基础课，但是也需要相应的课程基础，修这门课程需要先修C语言程序设计，计算机组成原理等课程，学了这门课以后，学生可以修可视化程序设计，计算机图形学，Windows操作系统原理等课程。5.教材与教学参考书本课程教材：屠祁等著.操作系统基础. 清华大学出版社.2001参考教材：陈向群著. 操作系统教程. 北京大学出版社.2001二、课程的教学内容、重点和难点第一章：引论第一章 系统概述第二章 操作系统的形成和发展第三节 多道程序设计的概念第四节 操作系统的功能和特性第五节 操作系统的类型第六节 现代操作系统特点重点：操作系统的定义；操作系统的特征；多道程序设计的概念，单道程序设计和多道程序设计的区别，多道程序设计的优点；操作系统的功能难点：操作系统的性能指标；操作系统的类型，批处理操作系统，分时系统，实时系统，网络操作系统，分布式操作系统第二章 操作系统的运行环境第一节 硬件环境第二节 操作系统软件与其他系统软件的关系第三节 操作系统与人的接口 第四节 微程序设计的概念重点：硬件环境，中央处理器，主存储器；作业，作业步和进程的关系难点：I/O机制，中断机制，缓冲技术，时钟及时钟队列；重定位的概念，绝对装入程序和相对装入程序第三章 进程管理第一节 进程的概念第二节 进程的状态第三节 进程的描述和管理第四节 进程的控制第五节 UNIX的进程管理重点：进程的概念，进程和程序的区别；进程的状态，进程状态的变化，进程状态的转换难点：进程的描述，进程控制块，进程控制块的信息，进程的管理；进程的控制原语，操作系统与进程控制的执行第四章 多线程第一节 线程的概念第二节 线程的状态和线程管理第三节 多线程的实现第四节Solaris操作系统的线程机制轻质线程，重点：线程的概念，线程的性质，线程和进程的比较；线程的状态，线程的描述，线程的管理，线程组难点：用户级线程，核心级线程；Solaris操作系统的线程机制，轻质线程第五章 并行性：互斥和同步第一节 概论第二节 临界段第三节互斥第四节 信号量第五节 管程第六节 进程间的通信第七节UNIX进程间的同步与通信重点：进程间的联系；临界段的定义，使用临界段的原则；互斥的软件解法，Dekker解法，互斥的硬件解法，互斥的中断解法，互斥的硬件指令解法 难点：信号量的定义，信号量及同步原语；用信号量实现互斥问题，信号量实现同步问题，实现前趋图，生产者与消费者问题，阅读者与写入者问题第六章 多处理器系统和处理器管理第一节 多处理器系统 第二节 对称式多处理器系统 第三节 调度的层次和作业的调度第五节 单处理器系统的处理器调度第六节 多处理器器调度重点：多处理器系统的优点；调度的层次，作业状态，作业的调度；多处理器器调度的概念难点：单处理器系统选择调度算法时应考虑的问题，单处理器系统的调度算法第七章 死锁第一节 死锁的引出第二节 死锁的必要条件第三节 死锁的预防第四节 死锁的避免第五节 死锁的检测重点：死锁的概念，死锁的必要条件；死锁的预防，预先静态分配法，有序资源使用法；死锁的恢复难点：死锁的避免，单资源的银行家算法，多资源的银行家算法；死锁的检测，资源分配图第八章 实存储管理技术第一节 引言第二节 固定分区第三节 可变分区存储的 第四节 多道分区管理 第五节 简单分页 第六节 简单分段第七节 内核主存管理重点：存储体系结构，主存储器的物理组织，主存储器的管理功能；固定分区；可变分区存储的概念，存储分配算法，存储的紧缩与程序的浮动，动态重定位的可变分区多道管理难点：简单分页；简单分段；内核主存管理第九章 虚拟存储管理第一节 虚拟存储管理系统的基本概念 第二节 分页存储管理 第三节 分段存储管理 第四节 段页式存储管理第五节 页面转换算法第七节 页架的分配策略 第八节 主存共享，快表一致性问题重点：虚拟存储管理系统的基本概念；分页系统中的地址转换，虚拟分页的硬件支持；虚拟分段的定义，虚拟分段的实现难点：段页式存储管理的概念，段页式存储管理的地址转换，段页式存储管理算法；页面置换算法；页架的分配策略第十章 设备管理第一节 概述第二节I/O子系统的层次模型， 第三节I/O硬件组成第四节 设备驱动程序第五节 I/O子系统第六节 流第八节 磁盘调度 第九节 虚拟设备和SPOOLING系统重点：设备的类型；I/O子系统的层次模型；设备命名，I/O子系统独立于设备的工作难点：磁盘的硬件特性，磁盘调度算法第十一章 文件系统第一节 文件第二节 目录，第三节 文件系统的实现第四节 虚拟文件系统第五节 安全性和保护重点：文件的命名，文件的命名，文件的类型，文件的属性，文件的操作；文件目录结构，路径名，符号连接，目录操作；虚拟文件系统接口，虚拟文件系统开关表难点：文件空间的分配和管理，磁盘空间的管理，文件系统在主存的数据结构和打开操作 第十二章 分布式计算机系统第一节 概述第二节 分布式操作系统的特点第三节 进程通信第四节 分布式文件系统第五节 分布式系统中的互斥与死锁第六节 进程迁移重点：分布式计算机系统的概念；分布式环境下的客户/服务器模式，分布式进程通信；分布式文件系统，分布式文件系统的体系结构难点：逻辑钟，逻辑时，时间戳算法，令牌传送算法；程迁移的原因，进程迁移机制第十三章 微内核，操作系统的结构和设计第一节 微内核第二节 操作系统的设计第三节 操作系统的结构重点：微内核结构的优点；操作系统的设计目标和原则，操作系统的设计思路难点：模块借口法，层次结构设计法，客户/服务器方式第十四章 Windows NT操作系统第一节 Windows NT操作系统的设计历程第二节 Windows NT的设计目标第三节 Windows NT的系统模型第四节Windows NT的保护子系统，NT执行体，NT的结构第五节Windows NT的对象、进程、线程、进程管理程序第六节 微内核和对称式多处理器系统第七节 NT的同步对象第八节 虚拟存储管理进第九节 输入输出系统第十节 Windows NT网络的特色，Windows NT的网络体系结构第十一节 对象管理程序第十二节 进程通信 本地过程调用（LPC）第十三节 NT的安全性，存取令牌和安全描体重点：Windows NT的设计目标；Windows NT的系统模型；Windows NT的保护子系统，NT执行体，NT的结构；Windows NT的对象、进程、线程、进程管理程序；进程通信 本地过程调用（LPC）难点：微内核和对称式多处理器系统，NT的线程状态转换，内核调度程序，进程和线程的优先级；NT的同步对象，线程同步；进程的虚拟地址空间，NT的虚拟分页，页面调度策略和工作集，页架状态和页架数据结构三、学时分配 教学内容 各教学环节学时分配采用何种教学手段章节 主要内容讲授上机讨论习题小计第一章引论33ppt第二章操作系统的运行环境55ppt第三章