2、《操作系统》教学大纲

“操作系统”课程教学大纲课程名称：操作系统：OperatingSystems先修课程：程序设计基础总学时数：48学时1、教学目的本课程可作为计算机科学与技术、软件工程等相关本科专业的必修课，也可作为其它本科专业的选修课，或者其它专业低年级研究生的选修课。本课程的教学目的是使学生掌握操作系统的基本概念和基本原理，包括系统的架构、各个模块的功能和实现思路等，从而为今后从事相关领域的研究或项目开发工作奠定坚实的基础。具体来讲，要使学生掌握进程的基本概念，包括为何引入进程、如何表示和管理进程、进程的特性和状态等；理解线程的基本概念，包括为何引入线程、线程与进程的区别、如何实现线程等；理解进程间通信与同步，包括通信方式、进程间互斥、基于繁忙等待的互斥实现、信号量的原理和实现、进程间同步以及经典的进程间同步问题；理解进程间的调度问题，包括进程的行为、I/O繁忙与CPU繁忙、各种调度算法等；理解程序运行时的内存布局和地址映射的过程；掌握页式和段式等存储管理机制；深刻理解虚拟页式存储管理中的虚拟地址空间、物理地址空间、页表的实现、缺页中断、页面置换算法等内容；理解I/O设备管理，包括I/O硬件、I/O编址、I/O控制方式等，能编写常用的设备驱动程序；理解I/O软件的层次结构；理解文件系统的架构、文件和目录的实现、文件的物理结构、系统调用的实现过程等。2、教学方法在教学方法上，根据课程的各个特点采用相应的教学策略：针对课程内容庞杂的特点，精心设计课程的组织结构，各个章节结构清晰，各部分内容之间前后关联、逻辑性强，每一项内容通常采用Why-What-How的逻辑结构针对课程内容非常抽象的特点，在教学上要注重理论与实践相结合，采用问题驱动和案例教学的策略，通过问题来引出内容，并将讲授内容融入在案例之中，从而切实培养学生分析问题、解决问题的能力针对课程内容晦涩难懂的特点，善于引用生活中的案例来类比，把抽象概括的内容变成具体形象的内容，从而加深学生的理解。例如，在讲授虚拟存储管理时，将操作系统中的虚拟存储技术与卓别林电影“马戏团”中“大变活人”的魔术进行类比。针对课程内容单调枯燥的特点，在语言风格上，要风趣幽默、生动形象，提高学生的兴趣。3、教学内容本课程共分为六章。（一）操作系统概述（6学时），内容包括操作系统的概念、操作系统的发展历史、操作系统的类型和承上启下的操作系统。重点是CPU状态和系统调用。（二）进程管理（12学时），内容包括进程的基本概念、进程的状态、进程控制块、线程、进程间通信与同步、经典的进程间通信问题、进程调度等。难点是基于信号量的进程间同步与互斥、调度算法等（三）死锁（6学时），内部包括死锁概述、死锁的检测与解除、死锁的避免、死锁的预防等（四）存储管理（12学时），内容包括存储管理概述、单道程序存储管理、分区存储管理、页式和段式存储管理、虚拟存储技术等，重点是虚拟页式存储管理技术，包括页表设计、页面置换算法等。难点是进程的内存空间布局、地址映射、多级页表等。（五）I/O设备管理（6学时），内容包括I/O硬件、I/O控制方式、I/O软件、磁盘和固态硬盘。重点是I/O控制方式，尤其是基于中断驱动的I/O控制方式，难点是如果实现具体的设备驱动程序（六）文件系统（6学时），内容包括文件、目录和文件系统的实现，重点是文件、目录和系统调用的具体实现，以及空闲空间管理。4、配套教材《操作系统（第2版）》，谌卫军，清华大学出版社

5、教案样例章节名称虚拟存储管理教学内容为何要引入虚拟存储管理？之前的存储管理方式存在的缺点何谓虚拟存储管理？用卓别林电影“马戏团”中“大变活人”魔术来类比，所有人先藏在桌子内，轮到谁出场就爬到柜子里，这与虚拟存储技术的原理是类似的，柜子即内存，桌子即外存。虚拟存储管理有效性的前提：程序的局部性原理一个具体的虚拟存储管理技术：虚拟页式存储管理虚拟页式存储管理的实现，包括页表、缺页中断等，举例说明缺页中断的处理过程页面置换算法，举例说明各种算法的计算过程一个完整的案例：在