操作系统课程介绍资料

1、操作系统课程(kchng)介绍 任课教师：文东戈 联系电话电子邮箱(din z yu xin)： QQ：2843987共十九页操作系统课程(kchng)基本情况课程类别：专业基础必修课总 学 时：54/42学 分：3/2.5理论学时：42 实验学时：12/0适用专业：计算机相关专业先修课程：计算机信息导论、C语言、数据结构、计算机组成原理后续(hux)课程：Unix/Linux操作系统、嵌入式操作系统开发、计算机网络、数据库原理等 共十九页课程(kchng)性质“操作系统”是计算机相关专业的一门专业主干课程。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

2、程的设置(shzh)上，它起着承上启下的作用。其特点是概念多、算法多、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，所以它是计算机系统开发的基础。 共十九页教学(jio xu)目标及达到的能力要求 计算机操作系统是一个大型且复杂的系统软件，它是许多人共同合作编制而成。对于学生，要求其从总体的概念和基本工作原理上入手，掌握操作系统的结构，计算机操作系统是由哪些功能模块组成(z chn)，各模块的功能以及他们对软硬件资源进行管理的技术和方法，了解计算机操作系统的各部分是

3、如何协调一致进行工作的。本课程的目的与任务是使通过学习使学生掌握计算机操作系统的发展特点、设计技巧和方法，了解操作系统与计算机硬件的关系，了解操作系统与其他软件的关系，掌握常用操作系统（如Linux）的使用和一般管理方法，了解它是如何组织和运作的，从而为学生今后的计算机软硬件系统平台上的开发设计打下坚实的基础。 共十九页先修课程(kchng)提供的知识点 信息技术导论中的进制转换；C语言、数据结构中的算法分析与描述(mio sh)；组成原理的计算机体系结构、设备分配、输入输出系统的组成与控制方法等。 后续课程提供的知识点 Unix/Linux操作系统中用到的该环境下的C语言的系统编程、内核分析

4、、进程控制与管理等；嵌入式操作系统开发用到的包括底层驱动、系统内核、设备驱动接口、文件系统、系统资源的分配、任务调度，控制、协调并发活动等；数据库原理设计到的并发操作、读者写着问题分析等等；计算机网络涉及到的网络操作系统管理，多核技术、云计算与分布式网络操作系统联系紧密。 共十九页教学(jio xu)基本内容 操作系统原理课程教学的主要内容就是操作系统对计算机系统资源实施的管理，这主要包括：(“冯诺依曼”体系)处理机管理：进程管理：进程描述、进程控制、进程的同步与互斥（信号量、PV操作、两个经典问题：生产者与消费者，读者与写者）、进程通信、线程。处理机调度三级调度模型、调度算法、实时调度及其算

5、法。死锁：死锁的概念(ginin)、产生的原因及必要条件、资源分配图；死锁避免：两个经典问题（哲学家就餐、银行家信贷算法）；内存管理：地址映射转换、分区存储、页式存储、段式存储、段页式存储管理；虚拟存储管理。分配算法、置换算法。 设备管理：设备的分类、I/O控制方式、设备分配原则和设备分配策略、缓冲技术、SPOOLing技术、磁盘调度算法等。 文件管理：文件及文件系统的概念、文件的逻辑结构和物理结构、件的存取方式、文件目录结构、文件存储空间的分配与回收中方法、文件的保护和安全等。 共十九页教学(jio xu)基本内容 “冯诺依曼”冯诺依曼（John von Neumann，19031957），

6、20世纪最重要的数学家之一，在现代计算机、博弈论和核武器等诸多领域内有杰出建树(jinsh)的最伟大的科学全才之一，被称为“计算机之父”和“博弈论之父”。 “冯诺依曼”体系结构： 共十九页学时(xush)分配 知识点理论学时实验学时第二课堂学时小计备注操作系统概论4进程管理82处理机调度62死锁42存储管理82设备管理62文件管理62*操作系统安全概述自学*Linux系统案例分析自学总计4212共十九页教材(jioci)及参考文献 （1）选用(xunyng)教材张尧学，计算机操作系统教程（第4版），清华大学出版社，2013年（2）参考教材滕艳平，计算机操作系统教程，哈尔滨大学出版社，2008年

7、 汤小丹，计算机操作系统，西安电子科技大学出版，2007年考核形式 （1）考核方式本课程考核包括笔试和平时两部分。笔试统一命题，闭卷，占总成绩的60%。平时包括作业、出勤、平时测试等占总成绩的20%，第2课堂实践占总成绩的20%。（2）成绩构成平时出勤、平时提问、平时测试、实践报告、期中成绩、期末成绩 共十九页教材(jioci)及参考文献 张尧学：计算机操作系统(co zu x tn)教程（第4版）清华大学出版社2013年版共十九页教材(jioci)及参考文献 滕艳平：计算机操作系统(co zu x tn)哈尔滨大学出版社2008年版 共十九页实验(shyn)教学内容及教学要求：（1）Linu

8、x操作系统的进程管理(gunl)（2学时）熟悉Linux环境下的C语言程序编写及编译运行，编写一段程序，实现进程间的软中断通信及管道通信。 （2）单处理机系统的进程调度（2学时） 编写C语言程序，采用最高优先级调度算法，具体内容包括：确定进程控制块的内容和组织形式；完成进程创建原语和进程调度原语；编写主函数并对所做的工作进行测试。 （3）避免死锁的银行家调度算法（2学时） 设计3-4个并发进程，共享系统的10个同类不可抢占资源，各进程按银行家算法动态进行资源的申请和释放，编写程序模拟这一执行过程。 （4）存储器分配与回收（2学时）用C语言实现首次适应算法的动态分区分配过程和回收过程，其中空闲分

9、区通过空闲分区说明表进行，在进行分区分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。 （5）页面置换算法（2学时）（6）设备管理（2学时）（7）简单文件系统的设计（2学时）共十九页第二课堂(d r k tn)：研讨课（取代实验课）操作系统课程具有较强的理论性和实践性，知识的理解相对比较抽象，难于掌握，但操作系统却在我们日常生活中接触最为紧密，这就要求我们学生利用操作系统原理来分析我们日常生活中所接触的电脑、手机、网络等系统中的问题实例，组织学生课堂研讨。联系(linx)生活中的场景实例进行课堂讨论，可以让同学们充分发挥想象力、创造性和主观能动性，培养学生的知识应用能力、分析问题解决问题能力、动手实践能力

10、以及学习的主动性，加深对抽象理论的理解。本实践课的性质、任务与目的 共十九页第二课堂：研讨(ynto)课（取代实验课）课程初期(chq)布置有关操作系统方面的选题，把学生分成讨论小组（2-3人），并写出小论文及PPT。课程中后期定期开始实践课，让学生走到讲台讲解的所布置的选题分析（每个同学讲解时间为5-8分钟），并组织学生针对讲解的选题进行讨论，每个讨论的选题最后都有教师进行总结评判，并当场给出成绩等级。 本实践课的基本实施方法 共十九页第二课堂：研讨(ynto)课（取代实验课）1、要紧密联系操作系统原理有关知识来解答(jid)现实生活中的问题。2、可以编写程序来实现教材中有关各种算法的描述。

11、3、题目可以自拟，也可以从选题实例中选取，内容不准雷同。 本实践课的选题要求 共十九页第二课堂：研讨(ynto)课（取代实验课）1、从12306网站火车票买票系统的瞬间访问量，来分析进程调度中的资源(zyun)瓶颈问题。2、“银河二号”超级计算机系统中的进程调度方法的个人浅析。3、各种调度算法性能分析。以及编程模拟实现。4、用操作系统有关原理分析操作系统中的安全问题。5、双CPU和双核的区别。6、系统死机问题分析。7、操作系统为什么不能复制，只能GHOST。8、死锁避免之模拟银行家算法的编程实现。9、系统优化的理论分析。10、为什么我的操作系统刚安装完比较快，但使用时间长了就越来越慢？11、系

12、统非法关机的危害分析。12、虚拟光驱的原理分析。13、用读者写着问题来说明怎样防止同一张火车票卖给多人。14、Linux文件系统的共享方式方法分析及应用。15、我的系统安装32位还是64位？它们区别及应用？16、操作系统性能评价方法论述，我国自主操作系统如何发展壮大？ 本实践课的选题实例 共十九页第二课堂(d r k tn)：研讨课（取代实验课）17、利用操作系统原理问题来分析如何解决今天的城市交通拥堵问题。18、浅谈抢票软件的实现方法和它对系统的危害。19、对于网上购物平台，如何设计才能提高同一时间的用户访问量。20、页面各种置换算法的性能分析，以及编程模拟实现。21、分页内存管理算法的编程

13、模拟实现。22、操作系统中的经典线程同步问题分析及编程模拟实现。23、磁盘调度中的电梯调度算法实现。24、模拟实现单通路I/O系统中的设备分配程序。25、模拟实现用位示图法管理文件存储空间的分配与回收。26、虚拟系统的资源分配和主系统之间的关系。27、浅析存储设备的变迁及发展趋势。28、简单文件系统管理的模拟程序设计。29、多系统启动的原理及实现方法分析。30、数据存储及数据恢复方式方法的分析。31、论述嵌入式操作系统中的文件(wnjin)、设备及设备驱动之间的关系。 32、闪存分类及应用，用操作系统原理论述固态硬盘和机械硬盘的区别。本实践课的选题实例 共十九页第二课堂：研讨(ynto)课（取代实验课）根据选题难度，课堂讲解分析的深度(shnd)、是否通俗易懂、理论联系实际的应用、工作量等方面进行评判，并当场给出成绩等级。第2课堂实践讨论课占总成绩的20%，其中课堂讲解10分，论文报告10分。 考核方式及成绩评定办法(实践报告) 共十九页内容摘要操作系统课程介绍。总 学 时：54/42。适用专业：计算机相关专业。“操作系统”是计算机相关专业的一门专业主干课程。在计算机软硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。计算机操作系统是一个大型且复杂的系