10网络工程专业教学大纲

网络工程专业

课程教学大纲

信息科学与工程学院

二O一八年七月

目录

网络工程专业课程教学大纲

（一）理论课程

1.《数据库原理》课程教学大纲.........................................................................1

2.《操作系统原理》课程教学大纲...................................................................11

3.《TCP/IP网络编程》课程教学大纲..............................................................18

4.《服务器与存储技术》课程教学大纲...........................................................23

5.《路由技术原理及应用》实验教学大纲.......................................................31

6.《信息安全概论》课程教学大纲...................................................................37

7.《云计算导论》课程教学大纲.......................................................................43

8.《云计算虚拟化技术》课程教学大纲...........................................................47

9.《数据结构与算法》课程教学大纲...............................................................51

10.《C语言程序设计》课程教学大纲.............................................................58

11.《Linux程序设计》课程教学大纲...............................................................66

12.《面向对象程序设计》课程教学大纲.........................................................73

13.《数值计算方法》课程教学大纲.................................................................80

14.《软件工程经济学》课程设计教学大纲（理论）.....................................88

15.《计算机网络》课程教学大纲.....................................................................97

（二）实验课程

16.《数据库原理》实验教学大纲...................................................................102

17.《操作系统原理》实验教学大纲...............................................................110

18.《文献检索》实验教学大纲.......................................................................117

19.《网络编程技术》实验教学大纲...............................................................121

20.《数据库原理》实验教学大纲...................................................................127

21.《路由技术原理及应用》实验教学大纲...................................................133

22.《信息安全概论》实验教学大纲...............................................................139

23.《云计算虚拟化技术》实验教学大纲.......................................................144

24.《数据结构与算法》实验教学大纲...........................................................149

25.《C语言程序设计》实验教学大纲...........................................................158

26.《Linux程序设计》实验教学大纲............................................................165

27.《面向对象程序设计》实验教学大纲.......................................................173

28.《数值计算方法》实验教学大纲...............................................................182

29.《软件工程经济学》课程设计教学大纲（实验）...................................189

30.《计算机网络》实验教学大纲...................................................................194

（三）实践课程

31.《C语言程序概念实训》实习教学大纲...................................................199

32.《计算机科学与技术》毕业设计教学大纲...............................................203

33.《毕业实习》教学大纲...............................................................................209

34.《程序设计技能实训》实习教学大纲.......................................................213

35.《专业教育》课程教学大纲.......................................................................217

36.《计算机综合项目实训》实习教学大纲...................................................220

37.《C语言课程设计》实践教学大纲...........................................................224

《数据库原理》课程教学大纲

一、课程概况

课程代码：04420740

课程名称：数据库原理

课程学分：3.5

课程学时：56（理论学时：36；实验（实践）学时：20）

课程性质：学科教育课程（必修）

开课部门：信息科学与工程学院

建议修读学期：2

建议先修课程：C语言程序设计

适用专业（方向）：计算机科学与技术、物联网工程

二、课程地位、作用与任务

《数据库原理》是高等学校计算机类（专业代码0809）专业的一门专业基础课，是计算

机科学与技术专业和物联网工程的必修课程，主要培养学生的数据库系统设计能力和工程应

用实践能力。

本课程的主要任务是培养学生掌握数据库的基本概念、基本原理、数据库设计过程和数

据库应用开发方法。培养学生完成具体数据库应用系统的需求分析、数据库概念设计、逻辑

设计、模式求精、物理设计以及应用与安全设计等方面工作的能力。培养学生分析研究复杂

工程问题提供系统分析、设计的基本理论和基本方法，支撑专业毕业要求中相应指标点的达

成。

三、课程目标

（一）教学目标

《数据库原理》具体要求达到的特定教学目标包括：

1.教学目标1.掌握数据库的基本理论和知识。具体包括：数据模型、数据抽象与数据库三

级模式、数据库系统的基本概念，关系模型与关系代数的基本理论，SQL语言，数据库概

念设计（E-R模型），数据库逻辑设计（关系模型），关系数据理论与模式求精、数据库完整

性与安全。（指标点1）

2.教学目标2.具有综合运用数据库的知识、方法和技术解决数据存储和访问的基本能力，

能够优化数据库设计方案，使用适当的数据库管理工具设计和开发数据库应用系统，能够建

立规范的数据库设计文档。（指标点2）

（二）本课程支撑的毕业要求

1

1.本课程支撑的毕业要求：（毕业要求1、2、3、9、10。）（毕业要求见2018版人才培养方

案）

2.本课程支撑的指标点：指标点1.1、1.2、2.1、2.2、3.1、3.2、3.4、3.5、9.1、9.2、10.1、

10.2。

（1）指标点1.1：具有从事工程工作所需的相关数学知识和相关自然科学知识。

（2）指标点1.2：具有扎实的工程基础知识和计算机科学与技术专业基本理论知识。

（3）指标点2.1：能够运用数理、自然科学和工程科学的基本原理，识别问题，并清楚、准

确地表达出问题。

（4）指标点2.2：能够运用数理、自然科学和工程科学的基本原理，通过查阅科技文献，分

析复杂工程中遇到的问题。

（5）指标点2.3：能够运用数理、自然科学和工程科学的基本原理，通过查阅科技文献，解

决复杂工程中遇到的问题，并获得有效的结论。

（6）指标点3.1：针对复杂软件工程问题需求，能准确设定系统目标和要求，定义软件功能、

概念和体系结构；设计过程能以用户为中心，从用户体验角度进行软、硬件系统设计。

（7）指标点3.2：使用特定软件工具正确进行系统建模，设计过程划分科学合理，确保目标

达成的可能性，能按概念设计、概要设计、详细设计进行软件系统设计。

（8）指标点3.4：能根据实施情况对设计的系统进行优化修正。

（9）指标点3.5：具有系统实现能力。

（10）指标点9.1：培养学生具有个人魅力，凝练团队成员高效完成所承担任务，具有协调

成员之间技术，保证项目按计划完成的能力。

（11）指标点9.2：培养学生团队协作精神，能参与协调团队工作，提出创意和策划，促进

团队发展的能力。

（12）指标点10.1：能根据交流内容，交流环境制定适当的交流方式和策略。

（13）指标点10.2：能根据沟通对象设计文稿、陈述发言，沟通思维清晰、回答流畅，具有

较强的写作和书面交流能力，具有一定的沟通技巧。

（三）课程教学目标与毕业要求对应表

《数据库原理》课程教学目标与毕业要求的对应表

课程名称：数据库原理任课教师：陈晓丹

课程性质：专业必修课程学分：3.5

课程支撑的毕业要求课程目标、达成途径、评价依据

毕业要求1：教学目标：掌握数据库的基本理论和知识。

1.1：具有从事工程工作所需的相达成途径：通过数据库关系代数和关系数据理论的学习，

关数学知识和相关自然科学知使学生具备从事数据库设计所需的数学知识。

识。评价依据：课堂提问、课程设计和考试。

2

毕业要求1：教学目标：掌握数据库的基本理论和知识。

1.2：具有扎实的工程基础知识和达成途径：通过数据库基本概念、SQL语言、数据库概

计算机科学与技术专业基本理论念设计（E-R模型），、数据库逻辑设计（关系模型），、

知识。数据库完整性与安全等方面的学习，使学生具备工程基

础知识和专业理论知识。

评价依据：课堂提问和考试。

毕业要求2：

教学目标：具有综合运用数据库的知识、方法和技术解

2.1：能够运用数理、自然科学和

决数据存储和访问的基本能力。

工程科学的基本原理，识别问题，

并清楚、准确地表达出问题。达成途径：完成数据库应用系统的需求分析。

评价依据：课堂提问、课程设计和考试。

毕业要求2：

教学目标：具有综合运用数据库的知识、方法和技术解

2.2：能够运用数理、自然科学和

决数据存储和访问的基本能力，能够优化数据库设计方

工程科学的基本原理，通过查阅

案。

科技文献，分析复杂工程中遇到

的问题。达成途径：完成数据库应用系统的需求分析、数据库概

念设计、逻辑设计、模式求精、物理设计以及应用与安

全设计等方面工作。

评价依据：课堂提问、课程设计和考试。

毕业要求2：

教学目标：具有综合运用数据库的知识、方法和技术解

2.3：能够运用数理、自然科学和

决数据存储和访问的基本能力，能够优化数据库设计方

工程科学的基本原理，通过查阅

案，使用适当的数据库管理工具设计和开发数据库应用

科技文献，解决复杂工程中遇到

系统，能够建立规范的数据库设计文档。

的问题，并获得有效的结论。

达成途径：完成数据库应用系统的需求分析、数据库概

念设计、逻辑设计、模式求精、物理设计以及应用与安

全设计等方面工作。

评价依据：课堂提问、课程设计和考试。

毕业要求3：

教学目标：具有综合运用数据库的知识、方法和技术解

3.1：针对复杂软件工程问题需

决数据存储和访问的基本能力，能够优化数据库设计方

求，能准确设定系统目标和要求，

案，使用适当的数据库管理工具设计和开发数据库应用

定义软件功能、概念和体系结构；

系统，能够建立规范的数据库设计文档。

设计过程能以用户为中心，从用

户体验角度进行软、硬件系统设达成途径：完成数据库应用系统的需求分析、数据库概

计。念设计、逻辑设计、模式求精、物理设计以及应用与安

全设计等方面工作。

评价依据：课堂提问、课程设计和考试。

毕业要求3：

教学目标：具有综合运用数据库的知识、方法和技术解

3.2：使用特定软件工具正确进行

决数据存储和访问的基本能力，能够优化数据库设计方

系统建模，设计过程划分科学合

案，能够建立规范的数据库设计文档。

理，确保目标达成的可能性，能

按概念设计、概要设计、详细设达成途径：完成数据库应用系统的需求分析、数据库概

计进行软件系统设计。念设计、逻辑设计、模式求精、物理设计以及应用与安

全设计等方面工作。

3

评价依据：课堂提问、课程设计和考试。

毕业要求3：

教学目标：能够优化数据库设计方案。

3.4：能根据实施情况对设计的系

统进行优化修正。达成途径：完成数据库应用系统的需求分析、数据库概

念设计、逻辑设计、模式求精、物理设计以及应用与安

全设计等方面工作。

评价依据：课堂提问、课程设计和考试。

毕业要求3：

教学目标：使用适当的数据库管理工具设计和开发数据

3.5：具有系统实现能力。

库应用系统，能够建立规范的数据库设计文档。

达成途径：完成数据库应用系统的需求分析、数据库概

念设计、逻辑设计、模式求精、物理设计以及应用与安

全设计等方面工作。

评价依据：课堂提问、课程设计和考试。

毕业要求9：

教学目标：具有综合运用数据库的知识、方法和技术解

9.1：培养学生具有个人魅力，凝

决数据存储和访问的基本能力，能够优化数据库设计方

练团队成员高效完成所承担任

案，使用适当的数据库管理工具设计和开发数据库应用

务，具有协调成员之间技术，保

系统，能够建立规范的数据库设计文档。

证项目按计划完成的能力。

达成途径：分组完成数据库应用系统设计和开发工作。

评价依据：课程设计。

毕业要求9：

教学目标：具有综合运用数据库的知识、方法和技术解

9.2：培养学生团队协作精神，能

决数据存储和访问的基本能力，能够优化数据库设计方

参与协调团队工作，提出创意和

案，使用适当的数据库管理工具设计和开发数据库应用

策划，促进团队发展的能力。

系统，能够建立规范的数据库设计文档。

达成途径：分组完成数据库应用系统设计和开发工作。。

评价依据：课程设计。

毕业要求10：

教学目标：具有综合运用数据库的知识、方法和技术解

10.1：能根据交流内容，交流环

决数据存储和访问的基本能力，能够优化数据库设计方

境制定适当的交流方式和策略。

案，使用适当的数据库管理工具设计和开发数据库应用

系统，能够建立规范的数据库设计文档。

达成途径：分组完成数据库应用系统设计和开发工作，

并能通过答辩。

评价依据：课程设计。

毕业要求10：

教学目标：具有综合运用数据库的知识、方法和技术解

10.2：能根据沟通对象设计文稿、

决数据存储和访问的基本能力，能够优化数据库设计方

陈述发言，沟通思维清晰、回答

案，使用适当的数据库管理工具设计和开发数据库应用

流畅，具有较强的写作和书面交

系统，能够建立规范的数据库设计文档。

流能力，具有一定的沟通技巧。

达成途径：分组完成数据库应用系统设计和开发工作，

并能通过答辩。

评价依据：课程设计。

4

四、课程内容

教学内容作业要求

第一章数据库系统概论自学内容：

1.1数据库系统的作用1.数据管理技术的产生

1.2数据模型与发展

1.3数据库抽象与数据库三级模式2.数据库应用

1.4数据库系统3.层次模型、网状模型

知识点：

1.数据与数据管理

2.数据管理技术的产生与发展

3.数据库应用

4.数据模型的分层

5.数据模型的组成要素

6.数据模型类型：层次模型、网状模型、关系模型

7.数据库抽象与数据库三级模式

8.数据库系统组成

9.数据库管理系统

10.数据库系统的相关人员

第二章关系模型与关系代数课外作业：

2.1关系模型教材71页习题2

2.2关系代数

知识点：

1.关系数据结构

2.关系完整性约束

3.关系操作

4.传统的集合运算(并、差、交、广义笛卡尔积)

5.专门关系运算(选择、投影、连接、除)

第三章SQL语言自学内容：

3.1SQL概述1.SQL发展、SQL特点

3.2SQL的数据定义语言

3.3查询课外作业：

3.4SQL的数据更新教材131页习题3

3.5视图

知识点：

1.SQL发展、SQL特点

2.SQL查询基本概念

3.表的定义：定义删除修改基本表、建立删除索引

4.查询数据：单表查询、连接查询、嵌套查询、集合查询

5.插入数据

6.修改数据

5

7.删除数据

8.视图的操作：定义视图、查询视图、视图更新、删除视图

第四章数据库建模（实体—联系模型）课外作业：

4.1数据库设计过程教材179页习题4

4.2E-R模型基本概念及表示

4.3约束

4.4弱实体集

4.5扩展E-R特征

4.6E-R建模问题

4.7数据库概念设计实例--大学选课系统

4.8逻辑设计--E-R模型转化为关系模型

知识点：

1.E-R模型基本概念及表示：实体与实体集、属性、联系与

联系集

2.约束：映射约束、码约束与联系集的属性安置、依赖约束、

参与约束、多值联系

3.弱实体集

4.扩展E-R特征

5.E-R建模的基本原则

6.依赖约束的建模

7.多值联系的建模

8.逻辑设计：E-R模型转化为关系模型方法

第五章关系数据理论与模式求精课外作业：

5.1问题提出教材204页习题5.3、5.4、

5.2函数依赖定义5.5

5.3函数依赖理论

5.4范式

5.5模式分解算法

5.6数据库模式求精

知识点：

1.函数依赖定义

2.函数依赖集闭包

3.属性集闭包

4.正则覆盖

5.无损连接分解

6.保持依赖分解

7.第一范式（1NF）--码

8.第二范式（2NF）--全部是码

9.第三范式（3NF）--仅仅是码

10.Boyce-Codd范式（BCNF）

11.BCNF分解算法

12.3NF分解算法

第六章关系数据库设计实例——网上书店课外作业：

6

6.1需求描述和系统边界选择一个教材232页习题

6.2需求分析6的中的题目或自拟题

6.3主要业务的概念建模分析目，2-3人一组开始课程设

6.4确定实体集及属性计，完成需求分析、数据

6.5确定联系集及E-R图库概念设计和逻辑设计、

6.6检查是否满足需求模式求精。

6.7逻辑数据库设计

6.8模式求精

知识点：

1.业务需求及处理流程

2.功能需求及数据需求分析

3.业务规则分析

4.E-R图

5.关系模式设计

6.模式求精

第七章数据库存储结构课外作业：

7.1文件组织完成小组课程设计的数据

7.2记录组织库物理设计部分。

7.3顺序索引

7.4B+树索引

7.5散列

7.6物理数据库设计

知识点：

1.存储介质

2.存储访问

3.定长记录与变长记录

4.记录组织

5.索引基本概念

6.索引顺序文件

7.多级索引

8.索引的更新

9.辅助索引

10.B+树索引的结构、查询与更新、文件组织

11.散列文件组织

12.散列索引

13.动态散列

14.散列与顺序索引的比较

第八章查询处理课外作业：

8.1查询处理完成小组课程设计的数据

8.2查询优化库查询优化部分。

知识点：

1.查询处理过程

7

2.查询代价度量

3.查询优化概述

4.选择执行计划

第九章数据库完整性与安全课外作业：

9.1数据库安全性完成小组课程设计的数据

9.2数据库完整性库安全设计部分。

9.3游标

9.4存储过程

9.5触发器

9.6应用与安全设计

知识点：

1.数据库安全的基本概念

2.安全标准

3.SQL存取控制机制

4.审计机制

5.数据库完整性：完整性约束条件、实体完整性、参照完整

性、用户自定义完整性

6.完整性约束的修改

7.游标：游标的使用、当前游标集的修改

8.存储过程：创建、执行、修改和删除存储过程

9.触发器：创建、修改和删除触发器

第十章事务管理与恢复课外作业：

10.1事务完成小组课程设计的数据

10.2并发控制库安全设计部分。

10.3恢复与备份

知识点：

1.事务的概念、特性

2.事务并发执行与调度

3.事务调度及正确性准则

4.并发控制：基于封锁的协议

5.故障分类及恢复策略

6.事务访问数据方式

7.基于日志的故障恢复策略

8.检查点

9.备份与介质故障恢复

第十一章数据库应用开发

11.1数据库系统的体系结构

11.2数据库访问技术(1学时)

11.3数据库应用开发实践(2学时)

知识点：

C/S体系结构

B/S体系结构

8

C/S与B/S结构的结合

数据库访问技术：ODBCAPI和ODBC库、ADO、ADO.NET、

JDBC

附注：实验教学安排见《数据库原理》实验教学大纲

五、建议学时分配表

学时分配

序号课程内容对应教学目标

讲授实验习题课小计

1第1章数据库系统概论22目标1

第2章关系模型与关系代

2314目标1

数

3第3章SQL语言78116目标1

第4章数据库建模（实体

4314目标1、目标2

——联系模型）

第5章关系数据理论与模

5314目标1、目标2

式求精

第6章关系数据库设计实

68614目标1、目标2

例——网上书店

7第7章数据库存储结构112目标1、目标2

8第8章查询处理112目标1、目标2

第9章数据库完整性与安

9224目标1、目标2

全

10第10章事务管理与恢复112目标1、目标2

11第11章数据库应用开发112目标1、目标2

合计3220456目标1、目标2

六、教学方法

主要的教学方法包括：

1.采用任务驱动式教学：对不同的教学阶段设置不同的课程设计任务，激发学生主动学习

的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动实践和自学获得自

己想学到的知识，通过团队协作完成任务。

2.采用多媒体教学与传统板书相结合，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性。

3.采用案例教学：理论教学与工程实践相结合，引导学生应用所学的理论知识来分析设计

9

数据库系统，以培养其解决相关工程问题的思维方法。

4.采用互动式教学：课内提问讨论和答疑相结合。

七、课程考核内容及方式

1.考核方式考试

2.考核形式平时考核、中期考核、期末考核、实验考核等方式综合评定

3.成绩评定采用百分制，按以下4项考核指标进行成绩综合评定，其构成比例如下：

平时考核成绩：占课程总成绩的10%；（其中考勤占5%，平时测试5%）

期中考核成绩：占课程总成绩的10%；

期末考核成绩：占课程总成绩的60%；

课内实验成绩：占课程总成绩的20%；

八、推荐教材和教学参考书

教材：《数据库系统原理与设计》，万常选、廖国琼、吴京慧等编著，清华大学出版社，2012

年第2版。

参考书：《MySQL数据库技术与实验指导》，钱雪忠、王燕玲、张平编著，清华大学出版社，

2012年第1版。

撰写人：陈晓丹审核人：

学院分管领导签字（盖章）：

年月日

10

《操作系统原理》课程教学大纲

一、课程概况

课程代码：04420630

课程名称：操作系统原理

课程学分：3.5

课程学时：56（理论学时：44；实验（实践）学时：12）

课程性质：考试

开课部门：信息科学与工程学院

建议修读学期：04

建议先修课程：计算机导论、C语言程序设计、计算机组成原理、数据结构与算法

适用专业（方向）：计算机科学与技术、物联网、网络工程

二、课程地位、作用与任务

《操作系统原理》是计算机科学与技术专业、物联网专业和网络工程专业的一门重要的

专业基础课，同时也是计算机相关专业研究生入学考试课程。操作系统原理与实现是计算机

专业人员必须掌握的专业知识。课程在人才培养方案中对本专业毕业生在以下4个方面起了

重要的支撑作用：（1）具有扎实的操作系统理论基础知识；（2）能够运用自然科学和工程科

学的基本原理，通过查阅科技文献，分析系统中遇到的问题；（3）能够体现科学原理的设计

性，能够利用综合性实验对系统问题进行研究；（4）具有自主学习意识培养的能力。该课程

的特点是理论性强，同时与实践结合紧密。课程的主要任务是运用软件工程原理、数据结构

与算法等专业基础知识向学生系统地介绍操作系统的设计原理和实现技术，使学生理解操作

系统原理的基本概念，培养学生使用操作系统原理去理解和分析操作系统运行机制，掌握操

作系统原理的基本概念、操作系统的地位、功能和保证操作系统高效率运行的重要技术和方

法。

三、课程目标

（一）教学目标

操作系统原理具体要求达到的特定教学目标包括：

1.教学目标1.了解操作系统发展历史和特点以及在计算机系统中所处的重要地位；掌握操

作系统体系结构；掌握操作系统原理基础理论知识；熟悉进程、线程管理；了解实时调度算

法；熟悉文件系统；了解作业管理；熟悉处理器和I/O设备管理；熟悉操作系统对存储器的

管理。（指标点1.2）

2.教学目标2.任务共享有限资源必然存在资源竞争、调度延时等问题，运行科学和工程的

11

方法和技术，通过查阅文献，分析操作系统中存在的进程、线程同步，互斥，死锁等问题。

在实时性要求高的操作系统环境下，如何优化调度算法与策略来保证任务因竞争资源延时调

度仍然能满足时间约束条件。（指标点2.2）

3.教学目标3.能够运用操作系统原理知识，分析设计算法，对操作系统以下问题进行分析研

究：（1）分析不同进程/线程调度算法对系统资源、系统吞吐量、响应时间以及实时性的影

响；（2）分析管道、内存共享、消息系统，掌握本地计算机内进程通信相关技术；（3）分析

作业调度算法，了解不同作业调度算法对周转时间的影响；（4）分析虚拟存储器管理算法，

熟悉不同页面换入换出策略对系统性能的影响；（5）分析磁盘调度算法，熟悉磁盘调度算法

对I/O性能的影响。（指标点2.2，指标点4.1）

4.教学目标4.掌握操作系统软件体系结构，了解Linux内核实现，能应用C语言阅读、设

计并实现操作系统关键算法，并能分析系统性能。（指标点12.1）

（二）本课程支撑的毕业要求

1.本课程支撑的毕业要求：（毕业要求1、2、4、12）（毕业要求见2018版人才培养方案）

2.本课程支撑的指标点：指标点1.2、2.2、4.1、12.1

（1）指标点1.2：具有扎实的工程基础知识和专业基本理论知识。

（2）指标点2.2：能够运用数理、自然科学和工程科学的基本原理，通过查阅科技文献，分

析复杂工程中遇到的问题。

（3）指标点4.1：能够体现科学原理的设计性，能够利用综合性实验对复杂工程问题进行研

究。

（4）指标点12.1：具有自主学习意识培养的能力。

（三）课程教学目标与毕业要求对应表

《操作系统原理》课程教学目标与毕业要求的对应表

课程名称：操作系统原理任课教师：段林涛

课程性质：专业必修课程学分：3.5

课程支撑的毕业要求课程目标、达成途径、评价依据

毕业要求1：教学目标：了解操作系统发展历史、特点以及在计算机

1.2：具有扎实的工程基础知识和系统中所处的重要地位；掌握操作系统软件体系结构；

专业基本理论知识掌握操作系统原理基础理论知识。

达成途径：通过掌握操作系统软件层次结构和系统功能

（作业、进程、线程管理，处理器调度，文件系统，I/O

设备管理，存储器管理），训练学生综合运用操作系统原

理基础知识，分析一般操作系统问题。

评价依据：课堂提问、实验、作业和考试。

毕业要求2：教学目标：任务共享有限资源必然存在资源竞争、调度

2.2：能够运用数理、自然科学和延时等问题，运行科学和工程的方法和技术，通过查阅

工程科学的基本原理，通过查阅文献，分析操作系统中存在的进程、线程同步，互斥，

科技文献，分析复杂工程中遇到死锁等问题。

的问题。达成途径：分析死锁产生原因，分析设计预防避免和解

12

除死锁的方法；在实时性要求高的操作系统环境下，分

析如何优化调度算法与策略来保证任务因竞争资源延时

调度仍然能满足时间约束条件。

评价依据：课堂提问、实验、作业和考试。

毕业要求4：教学目标：培养学生利用基础理论知识分析工程问题的

4.1：能够体现科学原理的设计能力，能够运用操作系统原理知识，分析设计算法，对

性，能够利用综合性实验对复杂操作系统存在的关键问题进行分析研究。

工程问题进行研究。达成途径：分析不同进程/线程调度算法对系统资源、系

统吞吐量、响应时间以及实时性的影响；分析管道、内

存共享、消息系统，掌握本地计算机内进程通信相关技

术；分析作业调度算法，了解不同作业调度算法对周转

时间的影响；分析虚拟存储器管理算法，熟悉不同页面

换入换出策略对系统性能的影响；分析磁盘调度算法，

熟悉磁盘调度算法对I/O性能的影响。

评价依据：课堂提问、实验、作业和考试。

毕业要求12：教学目标：了解操作系统内核设计方法，掌握操作系统

12.1：具有自主学习意识培养的软件体系结构，了解Linux内核实现。

能力。达成途径：掌握C语言高级编程能力，能应用C语言阅

读部分Linux内核源码，了解Linux内核实现方法，设

计并实现现代操作系统中的部分关键算法，并能分析不

同算法对操作系统系统性能的影响。

评价依据：课堂提问、实验、作业和考试。

四、课程内容

教学内容作业要求

第一章操作系统概述自学内容：安装Linux，搭建并配置C语言

1.5操作系统的目标和作用运行环境（编辑环境、编译器、运行、调试

1.6操作系统发展过程器）。

1.7操作系统基本特征课堂作业：

1.8操作系统主要功能1.批处理系统、分时系统、实时系统、网络

1.9操作系统结构设计系统各有什么特点？

知识点：2.说明Cache的作用？

1.操作系统在现代计算机系统中的地位，设计3.列举操作系统为方便用户操作计算机系

目标和作用统提供的五个功能。

2.操作系统分类机器各自特点课外作业：

3.操作系统的基本特征1.完成本章小结

4.操作系统提供软件（作业、进程、线程、文2.并发性和并行性的区别？

件）和硬件（处理器、内存、I/O）管理功能3.操作系统为用户提供了哪些使用接口？

5.操作系统体系结构4.单处理器系统、多处理器系统、分布式系

统中如何保持缓存一致性的？

第二章进程管理自学内容：客户服务器系统的通信

2.1进程基本概念课堂作业：

2.2进程控制1.叙述进程上下文切换时内核处理流程？

2.3进程同步与互斥2.说明程序段在什么情况下可以并发执行，

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2.4进程通信在什么情况下需要顺序执行？

2.5线程3.说明引起进程/线程状态变迁的原因？

知识点：课外作业：

1.程序执行方式（并行、并发、顺序）1.完成本章小结

2.进程状态变迁2.什么是原语，进程控制为什么需要设计为

3.进程控制块原语？

4.进程的创建、终止、阻塞、唤醒、挂起、激3.基于共享内存实现进程间通信

活原语4.基于管道实现进程间通信

5.信号量5.举例说明在什么情况下多个线程并发执

6.同步与互斥问题行性能不及单线程顺序执行？

7.进程通信的类型与实现方法6.使用P,V操作描述生产者消费者同步与互

8.线程基本概念斥问题。

9.线程控制与状态变迁

10.线程间的同步与互斥

第三章处理器调度与死锁自学内容：多处理器调度算法

3.1处理器调度层次课堂作业：

3.2调度模型与调度准则1.哪种进程调度算法可能导致进程饥饿，

3.3调度算法为什么？

3.4死锁产生原因与条件2.有哪些常见的调度算法，各有什么特

3.5死锁预防点？

3.6死锁避免3.抢占式与非抢占式各有什么特点，系统重

3.7死锁检测与解除新进行调度和处理器分派的条件是什么？

知识点：课外作业：

1.高级调度、中级调度与低级调度1.完成本章小结

2.基于（多级）队列的调度模型2.介绍实时系统经典的调度算法？

3.先来先服务、短进程优先、高优先级优先、3.死锁产生原因和四个必要条件是什么？

时间片轮转、（抢占/非抢占）实时调度算法4.银行家算法流程是什么，如何运用银行家

4.静态资源分配的预防死锁算法算法避免死锁？

5.系统安全状态

6.动态资源分配的银行家算法

7.检测死锁发生后的主动解除死锁方法

第四章存储器管理自学内容：IntelPentium处理器体系结构。

4.1存储器的层次结构课堂作业：

4.2程序的装入与链接1.什么是碎片？不同内存管理方法产生什

4.3内存的连续分配与回收方式么类型的碎片？

4.4分页存储管理方式2.可变分区回收有哪几种情况？

4.5分段存储管理方式3.固定分区分配与回收方式有什么优势和

4.6段页式存储管理方式不足?

4.7虚拟存储器管理4.已知逻辑地址计算装入的物理地址？

4.8页面置换算法课外作业：

知识点：1.完成本章小结

1.多级存储器结构2.什么页面置换？列举几种页面置换算法

2.程序编译、链接、装入与执行并计算不同算法下的缺页率

3.单一连续分配与回收、固定分区分配与回3.比较分页、分段与段页式存储管理的区别

收、可变分区分配与回收等多种恋雪分配与回4.比较连续内存分配与离散内存分配的区

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收方法别

4.物理块、逻辑页面与页表5.什么是快表？说明引入快表后的地址转

5.地址变换、逻辑地址到物理地址的映射换的过程

6.分段的基本原理、段表6.可以通过什么方式提高快表的命中率？

7.段页时存储管理方式的基本原理

8.实现虚拟存储器管理的多种方式

9.最佳置换、先进先出置换、LRU，CLOCK

置换算法

第五章设备管理自学内容：中断与中断处理程序

5.1I/O系统课堂作业：

5.2I/O控制方式1.比较I/O控制的几种方式，并说明为什么

5.3缓冲管理DMA和通道可以有效改善数据传输效率？

5.4I/O软件2.缓冲的类型有哪些？引入的目的是什

5.5设备分配么？

5.6磁盘管理3.说明I/O设备分配的流程?I/O设备分配是

知识点：否可能引起死锁？

1.设备与设备控制器课外作业：

2.通道、总线1.完成本章小结

3.程序I/O方式2.SPOOLING技术如何将单台独占设备虚

4.中断驱动I/O控制方式拟化为多台共享设备？

5.DMA控制方式3.列举几种磁盘调度算法并能计算在不同

6.通道控制方式调度算法下磁盘平均寻道长度

7.单缓冲、双缓冲、循环缓冲、缓冲池4.什么是廉价磁盘冗余阵列？廉价磁盘冗

8.I/O软件设计、中断处理程序、设备驱动程余阵列是如何提升数据传输时间和数据存

序、设备独立性软件、用户层I/O软件储可靠性的？

9.设备分配程序

10.SPOOLING技术

11.磁盘调度算法

12.廉价磁盘冗余阵列

第六章文件管理自学内容：数据一致性控制

6.1文件和文件系统课堂作业：

6.2文件的逻辑结构1.说明目录结构和索引节点

6.3外存分配方式2.连续内存分配和链接分配各自的特点，有

6.4目录管理什么优势和不足？

6.5文件存储空间管理3.如何实现文件共享，有哪些实现方法？

6.6文件共享与文件保护课外作业：

知识点：1.完成本章小结

1.文件类型与文件操作2.多级目录结构有什么特点，与单级目录、

2.文件逻辑结构两级目录相比具有什么优势？

3.顺序文件、索引文件、哈希文件3.若操作系统提前知道某应用程序访问文

4.外存连续分配、链接分配和索引分配方法件的方式是顺序访问，操作系统如何改善数

5.文件控制块据访问的性能？

6.目录结构与目录查询技术

7.空闲表、空闲链表、位示图、成组链接法

8.基于索引节点的共享方式

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9.利用符号链接实现文件共享

10.磁盘容错技术

第七章操作系统接口自学内容：POSIX标准

7.1联机用户接口课堂作业：

7.2Shell命令语言1.系统配置文件与Shell命令

7.3系统调用2.文件操作的系统功能调用函数

7.4图形用户接口课外作业：

知识点：1.完成本章小结

1.联机用户接口、联机命令的类型2.什么是管道？

2.终端处理程序3.如何查看进程状态和资源使用信息？

3.命令解释程序4.熟悉info，man，help命令的使用

4.重定向与管道命令5.熟悉进程控制的系统功能调用

5.系统调用概念与类型

6.图形用户界面

附注：实验教学安排见《操作系统原理》实验教学大纲

五、建议学时分配表

学时分配

序号课程内容对应教学目标