《Linux内核设计》课程教学大纲

1、Linux内核设计教学大纲 一、课程基本信息1课程代码：211176002课程中文名称：Linux内核设计 课程英文名称：Linux kernel design3面向对象：信息工程专业4开课学院（课部）、系（中心、室）：信息工程学院信息工程系5总学时数：40讲课学时数：40，实验学时数：06学分数：2.57授课语种：中文，考试语种：中文 8教材： HYPERLINK /s/ref=dp_byline_sr_book_1?ie=UTF8&field-author=Robert+Love&search-alias=books Robert Love，Linux Kernel Development

2、 (3rd Edition)，Addison-Wesley Professional，2010.7二、课程内容简介本课程介绍了Linux内核的基本概念、Linux源码结构、阅读方法，使学生对Linux有一个清楚的认识；随后介绍Linux 核心数据结构设计、内存管理、进程管理、文件系统等，使学生更加深入地理解Linux的工作机理，为以后的学习工作打下基础。三、课程的地位、作用和教学目标操作系统作为所有软件的基础平台，一直是计算机专业课程的重要必修课，而如今在不断涌现的新的操作系统中，在全世界得到广泛关注和迅速发展的当属Linux操作系统。以Linux为代表的开源软件是当今举世瞩目的、发展最快和应

3、用最广的主流软件之一，学习和应用Linux是计算机专业学生的重要技能。通过这门课程的学习，可以让学生了解和掌握Linux系统的基本知识（包括系统源码、内核编译等），Linux基本的数据结构（包括链表、队列、数等），Linux内存管理、进程管理和文件系统。四、与本课程相联系的其他课程本课程是专业课，其先修课是面向对象程序设计、操作系统、计算机网络、嵌入式系统、数据结构等课程。五、教学基本要求1了解Linux内核的基本概念； 2掌握Linux核心数据结构；3掌握Linux内存管理；4掌握Linux进程管理；5了解Linux文件系统。六、考核方式与评价结构比例考核方式：考查。平时成绩：40%（平时成

4、绩包括考勤、作业、课堂问答和实验部分）。考试成绩：60%。七、教学参考资料 1 HYPERLINK /s/ref=dp_byline_sr_book_1?ie=UTF8&field-author=%E8%8E%AB%E5%B0%94%E5%8B%92+%28Wolfgang+Mauerer%29&search-alias=books Wolfgang Mauerer，深入Linux内核架构，人民邮电出版社，20102Daniel P. Bovet，Understanding the Linux Kernel，3rd, OReilly Media, 2011八、教学进度与内容安排序次教学基本内容

5、、重点、难点1内容：Linux内核入门一般：了解操作系统的基本功能、了解Linux操作系统的历史、现状和特点。重点：Linux系统特点难点：Linux系统特点2内容：Linux内核源代码实践一般：掌握Linux源码结构、源码的查阅和读取方法、源码的理解。重点：Linux源码查阅和读取方法难点：Linux源码的理解3内容：Linux内核编程环境一般：程序编辑器、编译器、调试器，熟悉Linux编程库 重点：Linux程序编辑器、编译器和调试器难点：Linux编程库4内容：Linux内核的链表一般：Linux内核链表源码实现：链表头结点的初始化、插入节点、删除节点、移动节点、遍历链表 重点：链表插入

6、、删除和遍历节点 难点：链表插入和删除节点5内容：Linux内核的队列与映射一般：Linux内核队列源码实现：队列的创建、出队、入队；Linux内核映射的源码实现：映射的初始化、元素的查找和删除重点：队列的创建、出队、入队难点：队列的特点6内容：Linux内核的红黑树一般：红黑树的结构体定义、元素的插入、删除和遍历重点：红黑树元素的插入、删除难点：红黑树元素的插入、删除7内容：Linux内核的同步机制一般：原子操作、信号量和自旋锁 重点：原子操作和信号量难点：信号量和自旋锁8内容：Linux虚拟内存与物理内存一般：虚拟内存的意义、实现机制；物理内存与虚拟内存的映射关系 重点：物理内存与虚拟内存

7、的映射关系难点：物理内存与虚拟内存的映射关系9内容：Linux物理内存的分配一般：分区页框分配器、slab分配器、非连续内存区分配 重点：分区页框分配器难点：slab分配器、非连续内存区分配10内容：Linux 物理内存的使用一般：物理内存的内核映射，包括内存地址空间、直接内存映射和高端内存三种映射机制重点：物理内存的内核映射机制 难点：高端内存映射到内核空间的三种机制 11内容：Linux进程地址空间一般：进程地址空间分配、进程地址空间映射和进程地址空间共享重点：进程地址空间分配、进程地址空间映射和进程地址空间共享难点：进程地址空间映射12内容：Linux进程管理数据结构 一般：进程描述符PCB、任务结构