操作系统教学大纲
操作系统教学大纲
操作系统教学大纲2015学时：64学时学分：3学分理论学时：48学时实验学时：16学时适用专业：计算机科学与技术一、教学大纲说明1、课程的性质、地位和任务操作系统(OperatingSystem)是当代计算机软件系统的核心，是计算机系统的基础和支撑，它管理和控制着计算机系统中的所有软、硬件资源，可以说操作系统是计算机系统的灵魂。
操作系统课程是计算机专业学生必须学习和掌握的基础课程，是计算机应用人员深入了解和使用计算机的必备知识，是进行系统软件开发的理论基础，也是计算机科学与技术专业的一门理论性和实践性并重的核心主干课程。
2、课程教学的基本要求本课程的目标是使学生掌握现代计算机操作系统的基本原理、基本设计方法及实现技术，具有分析现行操作系统和设计、开发实际操作系统的基本能力。
本课程主要讲述操作系统的基本概念、基本原理及其实现技术，包括处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理等内容。
3、课程教学改革通过剖析某个实用的操作系统（如UN1X或1inUX）的内核，使学生了解这种操作系统是如何对计算机资源进行管理的，以及操作系统的发展趋势。
二'教学内容（一）本课程理论教学内容第一章操作系统引论主要内容：操作系统的目标、作用和模型、操作系统的发展过程、操作系统的特征和服务、操作系统的功能、操作系统的进一步发展。
重点：操作系统的概念、特征和服务、操作系统的功能。
第二章进程管理主要内容：前驱图和程序执行、进程的描述、进程控制、线程的基本概念。
进程同步的基本概念、信号量机制、经典进程同步问题、进程通信。
重点：进程的描述、进程控制。
临界资源、临界区、软件解决互斥、硬件解决互斥、信号量机制、进程通信。
难点：进程控制。
进程同步问题。
第三章处理机调度与死锁主要内容：调度类型、调度算法、死锁的概念、原因、产生的必要条件、处理死锁的基本方法、安全状态、银行家算法、死锁的检测与解除。
重点：调度类型、调度算法、死锁的概念、产生的必要条件、处理死锁的基本方法、安全状态、银行家算法、死锁的预防和避免。
操作系统课程教学大纲
操作系统课程教学大纲一、引言操作系统作为计算机科学和信息技术领域的重要组成部分，对于学习者全面了解计算机系统的运行原理、管理方式和资源调度具有重要作用。
本课程的教学目标是使学生掌握操作系统的基本概念、原理和设计方法，培养学生的系统思维和问题解决能力。
二、课程目标1. 理解操作系统的基本概念和功能，包括进程管理、内存管理、文件系统、输入输出等。
2. 掌握操作系统的设计原则和实现技术，了解多道程序设计、并发控制、死锁处理等核心概念和算法。
3. 熟悉操作系统的应用领域和发展趋势，了解实时操作系统、分布式操作系统和网络操作系统的基本特点。
4. 培养学生的团队合作和实践操作能力，通过实验和项目实践提高学生对操作系统的理解和应用能力。
三、课程安排1. 操作系统概述- 了解操作系统的定义、发展历程和重要性。
- 理解操作系统的功能和基本组成部分。
- 介绍操作系统的分类和应用领域。
2. 进程管理- 介绍进程和线程的基本概念，了解进程的创建、调度和终止。
- 学习进程同步和互斥的方法，包括信号量、互斥量、条件变量等。
- 理解死锁的原因和解决方法，包括银行家算法和资源分配图。
3. 内存管理- 了解内存的层次结构和地址映射技术。
- 学习内存分配和回收的方法，包括连续内存分配、分段式内存分配和分页式内存分配。
- 熟悉虚拟内存的概念和实现机制。
4. 文件系统- 理解文件系统的基本概念和组织方式。
- 学习文件系统的实现技术，包括文件的存储结构、目录管理和文件访问控制。
- 掌握文件系统的缓存管理和磁盘调度算法。
5. 输入输出系统- 了解输入输出设备与计算机系统之间的接口和工作方式。
- 学习输入输出的基本概念和操作方法，包括缓冲区管理、设备驱动程序和中断处理。
- 熟悉输入输出设备的特性和性能评价方法。
6. 操作系统设计和实现- 介绍操作系统的设计原则和实现方法。
- 学习操作系统的内核结构和模块划分。
- 进行实验和项目实践，设计和实现一个简单的操作系统原型。
《操作系统》教学大纲
《操作系统》教学大纲操作系统教学大纲一、引言操作系统是计算机科学中非常重要的一门课程。
本教学大纲旨在介绍操作系统的基本概念、原理和设计等内容，帮助学生深入理解操作系统的工作原理和应用。
二、课程目标1. 了解操作系统的基本概念和发展历史；2. 掌握操作系统的主要组成部分及其功能；3. 理解操作系统的进程管理、内存管理和文件系统等关键原理；4. 掌握常见操作系统的实践应用；5. 培养学生的问题分析和解决能力，以及团队合作和沟通能力。
三、课程内容1. 操作系统概述1.1 操作系统的定义和作用1.2 操作系统的历史演变1.3 操作系统分类和特点2. 进程管理2.1 进程的定义和特点2.2 进程的创建、调度和终止 2.3 进程同步与通信2.4 死锁及其避免与解决3. 内存管理3.1 内存的层次和管理需求3.2 内存分配和回收策略3.3 虚拟内存和页面置换算法3.4 内存保护与共享4. 文件系统4.1 文件系统的基本概念和功能 4.2 目录结构与文件操作4.3 文件系统的实现与管理4.4 文件存储与磁盘管理5. 输入输出管理5.1 输入输出设备的特点和分类 5.2 缓冲区管理和设备驱动程序5.3 文件IO与设备IO的区别和联系5.4 IO性能优化和错误处理6. 操作系统安全6.1 访问控制和权限管理6.2 安全性漏洞与攻击类型6.3 数据加密和防护机制6.4 安全策略和审核措施四、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解介绍操作系统的基本概念和原理；2. 实验演示：通过操作系统实验，让学生了解操作系统的实际应用；3. 课堂讨论：引导学生进行问题讨论和解决方案的思考；4. 团队项目：组织学生进行操作系统设计与实现的团队项目。
五、考核方式1. 课堂作业：布置与课程内容相关的编程或理论作业；2. 实验报告：要求学生完成操作系统实验并撰写实验报告；3. 期中考试：对学生对操作系统的理论知识进行考核；4. 期末项目：要求学生独立或团队完成操作系统设计与实现的项目。
计算机操作系统课程教学大纲
计算机操作系统课程教学大纲一、课程概述本课程旨在介绍计算机操作系统的基本概念、原理和技术，培养学生对操作系统的深入理解和掌握，为后续学习相关课程奠定基础。
二、课程目标1. 着重介绍操作系统的基本概念和原理，让学生了解操作系统的作用和重要性；2. 引导学生深入理解操作系统的运行机制和管理方法；3. 培养学生分析和解决操作系统问题的能力；4. 掌握操作系统的常见功能和技术，如进程管理、内存管理、文件系统等；5. 培养学生的团队合作能力和实践能力，通过实验和项目来巩固所学知识。
三、教学内容和学时安排1. 操作系统概述（4学时）- 操作系统的定义和发展历程- 操作系统的主要功能和作用- 操作系统的分类和常见例子2. 进程管理（10学时）- 进程的基本概念和进程控制块- 进程的状态和状态转换- 进程的调度算法和调度策略- 进程同步与进程通信- 死锁的概念和避免策略3. 内存管理（8学时）- 内存的层次结构和地址空间- 内存分配和回收的基本方法- 页面置换算法和内存页面置换策略- 虚拟内存的概念和地址映射技术- 内存保护和内存扩展技术4. 文件系统（8学时）- 文件系统的基本概念和组织结构- 文件的逻辑结构和物理结构- 文件的访问控制和权限管理- 文件系统的存储管理和数据恢复技术 - 磁盘调度算法和磁盘缓存技术5. 输入输出系统（6学时）- 输入输出设备的种类和特点- 输入输出控制器和设备驱动程序- 缓冲区管理和数据传输方式- 输入输出中断处理和中断机制- 输入输出软件和设备驱动的编写6. 分布式系统和并发处理（8学时）- 分布式系统的概念和基本特点- 分布式系统的组织结构和通信机制- 并发处理的概念和基本原理- 并发控制和互斥访问技术- 进程间通信和进程远程调用技术四、教学方法和评价方式教学方法包括讲授、讨论、实验和项目实践等。
通过教师主导的讲授，引导学生理解操作系统的基本概念和原理。
通过小组讨论和案例分析，培养学生的分析和解决问题的能力。
2024年度《操作系统原理》教学大纲
介绍RBAC的基本概念和实现方法，如何通 过角色来管理用户的权限。
2024/2/2
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加密技术在操作系统中的应用
加密技术的基本概念
解释加密技术的核心思想，包括加密 算法、密钥管理等。
文件加密
描述操作系统中文件加密的实现方法 和技术，如EFS（加密文件系统）。
2024/2/2
磁盘加密
阐述磁盘加密的原理和实现方法，包 括全盘加密和分区加密等。
微型化与嵌入式操作系统
随着物联网和智能终端的普及 ，微型化和嵌入式操作系统将 成为未来发展的重要方向，它 们需要更加轻量级、高效和安 全。
云计算与分布式操作系统
云计算和分布式系统的快速发 展对操作系统提出了新的挑战 和机遇，未来的操作系统需要 支持大规模并发处理、资源动 态管理和跨平台协作等功能。
人工智能与操作系统融合
优点分析
解决了内存碎片问题，提高了内存利用率。允许程序的大小超过可用内存的大小，通过虚 拟内存技术实现。提供了更好的内存保护，每个程序只能访问自己的内存空间，不能访问 其他程序的内存空间。
缺点分析
需要复杂的软件和硬件支持，如页表、段表等数据结构以及相应的内存管理算法。在页式 存储管理中，会产生页面抖动现象，即频繁地换入换出页面导致系统性能下降。
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访问控制机制的实现原理
访问控制的基本概念
访问控制列表（ACL）
解释访问控制的核心思想，即主体对客体 的访问权限管理。
描述ACL的工作原理和实现方法，如何通过 ACL来管理用户对资源的访问权限。
强制访问控制（MAC）
基于角色的访问控制（RBAC）
阐述MAC的特点和实现原理，如基于格模 型的访问控制。
2024/2/2
操作系统教学大纲
操作系统教学大纲引言：操作系统是计算机系统中的核心软件，负责协调和管理计算机硬件和其他软件资源。
本教学大纲旨在为操作系统课程提供一个全面而结构化的指导，以确保学生能够全面掌握操作系统的原理、设计和实现。
一、课程目标1.深入理解操作系统的基本原理和概念2.掌握操作系统的设计和实现方法3.培养解决实际操作系统问题的能力4.提高学生的问题分析和解决能力二、课程内容1.操作系统概述1.1 操作系统的定义和作用1.2 操作系统的分类和发展历程2.进程管理2.1 进程的概念和特征2.2 进程调度算法2.3 进程同步和互斥3.内存管理3.1 内存管理的基本概念3.2 内存分配算法3.3 虚拟内存管理4.文件系统4.1 文件系统的基本组成4.2 文件的存储和管理4.3 文件系统的调度和优化5.设备管理5.1 设备管理的概述5.2 设备驱动程序的设计和实现5.3 设备的分配和调度6.操作系统的安全性和保护机制 6.1 安全性的基本概念6.2 用户身份验证与权限管理6.3 数据保护和恢复三、教学方法1.理论讲授：通过课堂讲解，介绍操作系统的基本概念和相关理论知识。
2.实践操作：安排编程实践和实验，让学生亲自动手实现一些常用的操作系统功能，以加深对理论知识的理解。
3.案例分析：选取一些实际操作系统问题进行分析和讨论，培养学生解决问题的能力。
4.课堂讨论：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高思维能力和解决问题的能力。
四、教材及参考资料主教材：- 《操作系统教程》高清影印版，陈向群- 《现代操作系统》第3版，Andrew S. Tanenbaum参考资料：- 《操作系统导论与实践》人民邮电出版社，公认的经典教材- 《深入理解操作系统》第3版，Remzi H. Arpaci-Dusseau, AndreaC. Arpaci-Dusseau五、考核方式1.平时表现（30%）：包括课堂参与、作业完成情况等。
2.实验报告（20%）：根据实验内容完成实验报告。
《操作系统》课程教学大纲
《操作系统》课程教学大纲操作系统课程教学大纲引言：操作系统是计算机科学与技术专业中一门重要的课程，其作为计算机系统的核心软件之一，在计算机科学与技术专业的学习中具有重要的地位。
本文将详细介绍操作系统课程的教学大纲，包括课程目标、主要内容、教学方法和评估方式等方面。
一、课程目标1. 培养学生对操作系统的基本概念和原理的理解；2. 掌握常见操作系统的设计与实现方法；3. 培养学生对操作系统的分析与设计能力；4. 开发学生的问题解决能力和团队合作能力。
二、主要内容1. 操作系统概述1.1 操作系统的定义与发展1.2 操作系统的功能与特点1.3 操作系统的分类与应用领域2. 进程管理2.1 进程的概念与特征2.2 进程的状态与转换2.3 进程调度算法2.4 进程同步与互斥2.5 进程通信与线程3. 存储管理3.1 存储器的层次结构与地址映射 3.2 内存分配与回收算法3.3 虚拟存储器与页面置换算法3.4 页面替换算法与缓存管理4. 文件管理4.1 文件系统的组织与管理4.2 文件的逻辑结构与物理结构 4.3 文件的存取与共享4.4 文件的保护与安全性5. 设备管理5.1 设备的分类与特性5.2 设备的分配与控制5.3 设备的中断与异常处理5.4 设备驱动程序设计三、教学方法1. 理论讲授：通过教师的讲解，向学生介绍操作系统的基本概念、原理和设计方法等内容；2. 实验演示：设计实际的操作系统实验，让学生通过实践加深对操作系统的理解；3. 小组讨论：组织学生分成小组，进行课堂讨论，提高学生的问题解决和团队合作能力；4. 课程项目：指导学生参与操作系统的开发项目，锻炼学生的实践能力和创新能力。
四、评估方式1. 平时成绩：包括作业、实验报告和课堂参与等；2. 期中考试：测试学生对操作系统知识的理解和掌握程度；3. 期末考试：全面检验学生对操作系统课程的综合能力。
五、参考教材1. 《现代操作系统》（第四版），作者：Andrew S. Tanenbaum；2. 《操作系统概念》（第九版），作者：Abraham Silberschatz、Peter B. Galvin、Greg Gagne。
计算机操作系统课程教学大纲
计算机操作系统课程教学大纲一、课程介绍1.1 课程名称：计算机操作系统1.2 课程学时：36学时1.3 课程分类：必修课1.4 建议先修课程：计算机体系结构、数据结构与算法1.5 课程目标：本课程旨在使学生了解计算机操作系统的基本原理、功能和特性，掌握操作系统的设计与实现方法，并培养学生使用和管理操作系统的能力。
二、课程内容2.1 概述与原理2.1.1 计算机操作系统的定义与功能2.1.2 操作系统的基本组成和体系结构2.1.3 进程管理与调度2.1.4 内存管理与虚拟存储2.1.5 文件系统与输入输出2.1.6 设备管理与中断处理2.1.7 操作系统的发展与应用2.2 操作系统实现2.2.1 操作系统的设计与实现方法2.2.2 操作系统的启动与初始化2.2.3 进程控制与同步2.2.4 存储管理与地址转换2.2.5 文件系统的实现与管理2.2.6 设备驱动与中断处理2.2.7 操作系统性能优化与调试2.3 操作系统应用与案例分析2.3.1 操作系统在服务器和个人电脑中的应用2.3.2 操作系统在嵌入式系统中的应用2.3.3 操作系统的安全和可靠性分析2.3.4 操作系统的案例研究和实践三、教学方法3.1 授课方式：理论讲授与实践操作相结合3.2 案例分析：通过实际案例进行操作系统的设计与实现分析3.3 课堂讨论：学生参与探讨操作系统的相关问题与应用场景3.4 实验实践：组织学生进行操作系统相关的编程与调试实验3.5 课程作业：安排学生完成操作系统相关的设计与实现作业四、教材与参考资料4.1 主教材：《计算机操作系统教程》4.2 参考资料：- 《现代操作系统》- 《深入理解计算机系统》- 《操作系统概念》- 《操作系统导论》五、考核要求5.1 平时成绩：包括课堂表现、实验报告与作业完成情况等5.2 考试成绩：期末闭卷考试，占总成绩的60%5.3 实验成绩：学生实验报告评分，占总成绩的20%5.4 作业成绩：学生作业评分，占总成绩的20%六、课程评价与改进6.1 学生评价：定期进行学生评价，收集学生对课程的反馈意见6.2 教师评价：对学生的学习情况进行评价，及时调整教学策略6.3 课程改进：结合学生评价与教师总结，不断改进课程内容与教学方法，提高教学质量。
《操作系统》实验教学大纲
《操作系统》实验教学大纲实验名称：操作系统实验实验课程：计算机科学与技术、软件工程、电子信息工程实验学时：24学时（12次课程实验）实验目的：1.通过操作系统实验，学生将深入了解操作系统的原理和设计。
2.学生将掌握操作系统的基本概念和常用技术。
3.提高学生的实践能力和创新能力，培养学生的团队合作精神。
实验内容：1.实验一：操作系统基本概念-实验介绍：了解操作系统的基本概念和基本功能。
-实验要求：学生通过阅读文献或参考书籍，掌握操作系统的基本概念。
-实验过程：学生通过讨论或小组讨论的方式，给出操作系统的定义和基本功能列表。
2.实验二：进程管理-实验介绍：通过实验来学习进程管理的基本概念和常用算法。
-实验要求：学生通过自己编写程序，实现进程的创建、销毁和调度。
-实验过程：学生根据给定的问题，设计进程模型并实现相应的程序。
3.实验三：内存管理-实验介绍：了解内存管理的基本概念和常用算法，学习虚拟内存技术的原理。
-实验要求：学生通过编写程序，实现内存分配和回收的算法。
-实验过程：学生通过模拟内存分配和回收的过程，理解内存管理的基本原理。
4.实验四：文件系统-实验介绍：了解文件系统的基本概念和常用算法，学习文件管理的基本原理。
-实验要求：学生通过编写程序，实现文件的创建、删除和查找。
-实验过程：学生通过模拟文件的创建、删除和查找的过程，理解文件管理的基本原理。
5.实验五：设备管理-实验介绍：通过实验学习设备管理的基本概念和常用算法，了解设备驱动程序的实现原理。
-实验要求：学生通过编写程序，模拟设备的控制和管理。
-实验过程：学生通过模拟设备的请求、分配和释放的过程，理解设备管理的基本原理。
6.实验六：作业调度-实验介绍：通过实验学习作业调度的基本概念和常用算法。
-实验要求：学生通过编写程序，实现作业的调度。
-实验过程：学生通过输入作业和作业调度算法，模拟作业调度的过程。
实验评定：-实验报告：60%-实验成果：20%-实验操作：20%实验环境：- 操作系统：Linux、Windows实验要求：-学生需认真完成实验任务，编写实验报告。
《操作系统》课程教学大纲
《操作系统》课程教学大纲《操作系统》课程教学大纲一、课程简介《操作系统》是计算机科学的重要组成部分，是计算机专业学生必修的核心课程之一。
本课程旨在使学生掌握操作系统的基本原理、设计和实现技术，为后续的深入学习和实际开发打下坚实的基础。
二、课程目标通过本课程的学习，学生将能够：1、理解并掌握操作系统的基本概念、原理和设计思想；2、熟悉常见的操作系统结构和组织；3、理解并掌握进程管理、内存管理、文件系统和网络等方面的基本原理和技术；4、能够分析和解决操作系统相关的实际问题；5、培养独立思考和解决问题的能力，提高综合素质。
三、课程内容本课程主要包括以下内容：1、操作系统基本概念和原理；2、进程管理：进程的概念、创建与终止、并发控制；3、内存管理：内存的分配与回收、虚拟内存的概念和实现；4、文件系统：文件的概念、组织和访问、磁盘管理和文件系统的安全性；5、网络：网络的基本概念、协议和服务，操作系统的网络功能；6、安全性：操作系统的安全性机制和攻击方式，安全防护措施。
四、教学方法本课程采用多种教学方法，包括：1、课堂讲解：系统地介绍课程知识和理论；2、案例分析：通过分析实际案例，提高学生的理解和分析能力；3、实验实践：通过实验和实践，加深对理论知识的理解和掌握；4、小组讨论：通过小组讨论，促进学生的交流和合作，加深对课程知识的理解。
五、考试方式本课程的考试采用以下方式：1、平时作业：完成课堂布置的作业，巩固所学知识；2、期中考试：通过书面考试，检查学生对课程知识的掌握情况；3、期末考试：通过书面考试，全面考察学生对课程的掌握情况；4、实验实践：完成实验和实践任务，提高学生的实际操作能力。
六、教材和参考书本课程使用的教材为《操作系统概念》（第9版），由Abraham Silberschatz、Peter B. Galvin和Greg Gagne合著，由人民邮电出版社出版。
同时，学生可以参考以下参考书：1、《操作系统设计与实现》（第3版），由陈渝和谌卫军合著，由电子工业出版社出版；2、《现代操作系统》（第4版），由Andrew S. Tanenbaum合著，由机械工业出版社出版；3、《操作系统概念》（第8版），由Abraham Silberschatz、PeterB. Galvin和Glenn H. Babb合著，由机械工业出版社出版。
《操作系统》教学大纲
《操作系统》教学大纲一、课程概述操作系统是计算机系统的核心组成部分，负责管理和控制计算机的硬件与软件资源，为用户和应用程序提供一个方便、高效、安全的工作环境。
本课程旨在让学生深入理解操作系统的基本概念、原理、结构和功能，掌握操作系统的设计与实现方法，培养学生分析和解决操作系统相关问题的能力。
二、课程目标1、使学生掌握操作系统的基本概念、原理和功能，包括进程管理、内存管理、文件系统、设备管理等。
2、让学生了解操作系统的设计与实现方法，培养学生的系统思维和工程实践能力。
3、帮助学生掌握操作系统的性能优化和资源管理策略，提高系统的效率和稳定性。
4、培养学生独立思考和解决问题的能力，能够运用所学知识分析和解决实际操作系统中的问题。
三、课程内容（一）操作系统概述1、操作系统的定义、功能和分类。
2、操作系统的发展历程和趋势。
3、操作系统的体系结构和运行机制。
（二）进程管理1、进程的概念、状态和转换。
2、进程控制块（PCB）的结构和作用。
3、进程的同步与互斥。
4、线程的概念和实现。
（三）内存管理1、内存管理的基本概念和功能。
2、内存分配算法和策略。
3、虚拟内存的概念和实现。
4、页面置换算法。
（四）文件系统1、文件和文件系统的概念。
2、文件的逻辑结构和物理结构。
3、文件目录的组织和管理。
4、文件的访问控制和保护。
（五）设备管理1、设备管理的基本概念和功能。
2、设备的分类和特性。
3、设备驱动程序的原理和实现。
4、设备分配和回收策略。
（六）操作系统的安全性和可靠性1、操作系统的安全机制和策略。
2、操作系统的可靠性保障措施。
3、容错技术和故障恢复。
（七）操作系统的性能优化1、性能评估指标和方法。
2、操作系统的优化策略和技术。
四、教学方法1、课堂讲授：通过讲解基本概念、原理和算法，让学生建立起操作系统的知识体系。
2、实验教学：安排相关实验，让学生亲自动手实践，加深对操作系统的理解和掌握。
3、案例分析：通过实际操作系统的案例分析，培养学生解决实际问题的能力。
《操作系统》实验教学大纲
《操作系统》实验教学大纲（Operating System）课程代码：0600008实验学时：20学时先修课程：《C程序设计语言》、《数据结构》一、目的要求目的：旨在使学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容；培养学生实现算法的能力和编程解决实际问题的动手能力。
要求：要求学生在上机前应认真做好各种准备工作，熟悉机器的操作系统和语言的集成环境，独立完成算法编制和程序代码的编写；要学会程序调试与纠错；每次实验后要交实验报告。
二、实验项目内容及学时分配实验一、进程调度(6学时)1. 实验目的要求利用某一门高级程序设计语言编写和调试一个简单的进程调度程序，调度算法可任意选择。
加深对于进程调度和各种调度算法的理解。
2. 实验主要内容设计一个有n个进程（可假定系统有五个进程）共行的进程调度程序。
每一个进程用一个进程控制块PCB来代表。
PCB中应包含下列信息：进程名、进程优先数、进程需要运行的时间、占用CPU的时间及进程的状态等，且可按调度算法的不同而增减。
各进程的优先数或轮转时间片数，以及进程运行需要的时间片数，均由伪随机数发生器产生；调度程序应包含2到3种不同的调度算法，运行时可任选一种；每个进程处于运行R、就绪W和完成F三种状态之一，假定初始状态都为就绪状态W；系统能显示或打印各进程状态和参数的变化情况。
3. 实验类别：专业4. 实验类型：验证5. 实验要求：必做6. 主要仪器：微型计算机实验二、银行家算法(4学时)1. 实验目的要求理解银行家算法，掌握进程安全性检查的方法及资源分配的方法。
2. 实验主要内容编写模拟银行家算法的程序，并验证所编写程序的正确性。
3. 实验类别：专业4. 实验类型：验证5. 实验要求：必做6. 主要仪器：微型计算机实验三、虚拟存储器管理(6学时)1. 实验目的要求利用某一门高级程序设计语言，实现存储分配算法。
通过请求页式管理中页面置换算法了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。
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西北师范大学计算机科学与技术专业课程教学大纲操作系统(71001412)一、说明（一）课程性质操作系统课程是计算机科学与工程学院平台必修课程。
该课程的先修课程有计算机组成原理、高级语言程序设计和数据结构等，后续课程有嵌入式操作系统、计算机网络、数据库原理及应用等。
操作系统是计算机系统的核心和灵魂。
操作系统课程系统地讲解操作系统的基本概念、基本原理、实现方法与技术等。
教学中既阐述经典内容，又以当代主流操作系统作为实例介绍最新发展；既注重操作系统的理论知识，又重视操作系统的实践和应用。
（二）教学目的通过本课程的学习，使学生认识到操作系统在计算机系统中的重要地位，掌握操作系统的基本知识和实现方法，掌握操作系统对计算机系统中各种资源的管理和控制功能，理解操作系统与硬件和其它软件之间的关系，从而建立以操作系统为中心的计算机系统全局和整体概念。
此外，通过实验课程的学习和训练，帮助学生理解和掌握操作系统的基本概念、原理及实现算法，提高学生的编程能力、剖析和设计操作系统的能力以及实践动手能力，提高学生对课程的学习兴趣，加强创新精神与综合素质的培养，从而使学生具备一定的系统软件开发技能，为以后从事研究、开发工作提供必要的支持。
（三）教学内容操作系统是一种系统软件，负责对计算机系统中各种资源进行有效的管理和对各种活动进行正确的组织，指挥计算机系统正常运行，使整个计算机系统协调一致且高效地工作。
操作系统基于硬件，并对硬件实施管理，并构成对所有软件运行的支持平台，给用户使用计算机提供方便、灵活、友好的接口。
本课程的教学内容围绕操作系统的资源管理功能展开，主要包括以下内容：操作系统的概念、地位、发展历史、分类、功能等基本知识以及作业管理、处理机管理、进程管理、存储管理、文件管理、设备管理、用户接口等资源管理功能。
此外，还可以对操作系统的安全、保护，网络操作系统和分布式操作系统以及操作系统的未来发展进行选讲，让学生对学科发展有所了解。
（四）教学时数本课程的教学总时数为108学时，其中，课堂教学时数为72学时，实验教学时数为36学时。
（五）教学方式本课程的教学方式主要采用课堂讲授和实验操作，包括：课堂讲授、多媒体教学、实验操作、算法分析与设计、习题解析、课堂讨论、批改作业、课外辅导等多种形式相结合，并配合网络教学等教学手段，保证学生掌握操作系统的基本知识，理解算法的实现，培养学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力。
教学方法：采用启发式教学和探究式教学，以学生为主体，鼓励学生自己针对某种操作系统进行分析和研究，培养学生的自学能力，以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练，调动学生学习的主观能动性。
教学手段：充分利用电子教案、CAI课件和网络教学平台等多种教学手段和资源。
考试环节：考试形式采用笔试和实验机试等形式，考试题型包括填空题、选择题、判断题、简答题、应用题、分析设计题等多种题型，力争做到对学生学习水平和能力的综合评价。
二、本文理论部分第1章操作系统概论教学要点：本章是对操作系统的整体描述，主要介绍了操作系统的定义、主要特性、地位与作用、发展历史、分类和资源管理功能等基本知识，教学重点是基本概念的掌握和理解。
教学过程中要强调这门课程的重要性，强调软件和硬件是紧密结合，不可分的。
教学时数：4学时。
教学内容：1.1 操作系统概观（0.5学时）1. 熟练掌握操作系统的定义和主要特性，了解操作系统的目标；2. 理解操作系统在计算机系统中的地位、作用和资源管理功能。
1.2 操作系统的形成与发展（2学时）1. 了解操作系统的发展历史；2. 理解多道程序设计的原理和优缺点；3. 理解各种类型（包括批处理、分时、实时、个人计算机、嵌入式、网络和分布式等）操作系统的概念和特征。
1.3 操作系统的用户接口（1学时）1. 理解操作系统为用户提供的两大类接口是程序接口和系统调用；2. 了解程序接口的各种形式；3. 理解系统调用的概念、实现过程、分类及其与函数调用之间的关系。
1.4 操作系统结构和运行模型（0.25学时）了解操作系统的构件、结构和运行模型。
1.5 流行操作系统简介（0.25学时）了解目前主流的操作系统。
考核要求：1. 识记：操作系统的定义和主要特性。
2. 领会：操作系统在计算机系统中的地位、作用和资源管理功能；多道程序设计的原理和优缺点；各种类型操作系统的概念和特征；操作系统为用户提供的两大类接口；系统调用的概念、实现过程、分类及其与函数调用之间的关系。
第2章处理器管理教学要点：本章主要介绍了进程、线程和处理器调度的基本概念和处理器调度算法，教学过程中除了注重理论知识的讲授，还要教会学生运用各种处理器调度算法解决问题和编写程序。
教学时数：10学时。
教学内容：2.1 进程及其实现（4学时）1. 了解进程的引入原因；2. 熟练掌握进程的定义和特征，掌握进程与程序的比较；3. 熟练掌握进程的三种基本状态及其相互转换；4. 掌握进程控制块PCB的概念、作用，了解其内容和组织方式；5. 理解访管指令和特权指令；6. 了解进程映像的概念和组成，了解进程上下文的概念、组成和进程上下文的切换；7. 理解处理器的工作模式，了解工作模式的切换；8. 理解原语的概念和特征；9. 理解进程控制常用的创建、撤消、阻塞和唤醒原语的引起事件和执行过程。
2.2 线程及其实现（1学时）1. 理解引入线程的动机；2. 掌握线程的概念和特征，线程与进程的关系；3. 了解线程的实现。
2.3 作业管理（1学时）1. 理解作业的状态及其转换；2. 了解作业的概念，作业与进程的关系，作业的组成；3. 了解作业控制块JCB的概念、内容和作用。
2.4 处理器调度（1学时）1. 掌握处理器调度的层次以及各级调度的主要任务和功能；2. 了解选择调度算法的原则。
2.5 处理器调度算法（3学时）1. 熟练掌握各种作业调度和进程调度算法的调度策略；2. 学会熟练运用先来先服务调度算法、最短作业优先调度算法、最短剩余时间优先调度算法、响应比最高者优先调度算法、优先级调度算法和轮转调度算法解决问题；3. 了解实时调度算法和多处理机调度算法。
2.6 Linux和Windows的进程与线程（选讲）了解Linux和Windows操作系统中的进程与线程。
考核要求：1. 识记：进程的定义和特征，进程与程序的比较，进程的三种基本状态及其相互转换，进程控制块PCB的作用，线程的概念和特征，线程与进程的关系，各种作业调度和进程调度算法的调度策略等。
2. 领会：操作系统引入进程和线程的原因，进程控制的原语，作业的状态及其转换，处理器调度的层次以及各级调度的主要任务和功能等。
3. 综合应用：使用各种作业调度和进程调度算法调度作业和进程，会计算作业的周转时间和带权周转时间。
第3章进程管理教学要点：本章主要介绍了多道程序设计环境下，进程并发执行时的同步机制，重点是信号量机制。
此外，还介绍了进程通信和死锁。
本章是教学的重点章节。
教学时数：16学时。
教学内容：3.1 并发进程（2学时）1. 了解程序顺序执行的概念和特征；2. 理解程序并发执行的概念和特征；理解进程的并发性；3. 掌握前驱图和Berstein条件的概念并学会解决相关问题；4. 理解并发进程与时间有关的错误；5. 掌握进程并发执行时的两种基本制约关系：竞争和协作；6. 掌握进程互斥和进程同步的概念。
3.2 临界区管理（1学时）1. 掌握临界区和临界资源的概念；2. 掌握临界区的调度原则；3. 了解临界区管理的软件方法和硬件设施。
3.3 信号量与PV操作（6学时）1. 了解同步机制的概念和常用类型；2. 掌握信号量的概念和含义；3. 熟练掌握信号量操作原语：P操作和V操作的执行过程与含义；4. 熟练掌握使用记录型信号量机制描述进程并发执行的过程；5. 掌握同步机制的经典问题：五个哲学家吃通心面问题、生产者与消费者问题、读者与写者问题，理解理发师问题。
3.4 管程（1学时）了解管程的概念、一般形式和实现。
3.5 进程通信（2学时）理解进程通信的概念、类型和方式，了解消息通信机制。
3.6 死锁（4学时）1. 理解死锁产生的原因；2. 掌握死锁的概念和解决方法；3. 掌握死锁产生的4个必要条件，理解死锁防止的策略；4. 理解死锁避免的概念，熟练掌握银行家算法及其应用，学会解决相关问题；5. 理解死锁定理，掌握资源分配图及其化简方法；6. 了解死锁的解除方法。
考核要求：1. 识记：进程并发执行的特征，竞争和协作，互斥和同步，临界区和临界资源，临界区的调度原则，信号量的概念和含义，P操作和V操作的执行过程与含义，记录型信号量机制，五个哲学家吃通心面问题，生产者与消费者问题，读者与写者问题，死锁的概念和产生的4个必要条件等。
2.领会：进程的并发性，并发进程与时间有关的错误，死锁产生的原因和排除方法等。
3. 综合应用：使用前驱图和Berstein条件解决相关问题，应用信号量值的含义解决问题，使用记录型信号量机制描述进程并发执行的过程，使用银行家算法避免死锁发生，化简资源分配图。
第4章存储管理教学要点：本章主要介绍了连续存储管理方法（包括单一连续区存储管理、固定分区存储管理和可变分区存储管理）和离散存储管理方法（包括页式存储管理、段式存储管理和段页式存储管理）以及虚拟存储器的概念和实现方法，是教学的重点章节。
教学时数：14学时。
教学内容：4.1 概述（2学时）1. 理解存储管理的对象和功能；2. 了解计算机系统存储器的层次结构；3. 了解程序的编译、链接、装入和执行过程；4. 掌握逻辑地址空间和物理地址空间，逻辑地址和物理地址的概念；5. 掌握地址重定位的概念和两种方式；6. 理解存储保护的概念和方法。
4.2 连续存储空间管理（3学时）1. 了解单一连续存储管理和固定分区存储管理方法的基本原理、内存分配和回收方法以及优缺点；2. 理解可变分区存储管理方法的基本原理，内存分配和回收、地址转换、存储保护和存储共享的方法以及优缺点；3. 掌握可变分区存储管理的内存分配算法并学会解决相关问题；4. 了解伙伴系统；5. 理解连续存储管理中主存扩充的技术：覆盖、交换和移动。
4.3 分页存储管理（3学时）1. 掌握分页存储管理的基本原理，包括逻辑地址空间和物理地址空间的划分，页表和地址转换过程，学会计算逻辑地址和物理地址；2. 理解引入快表的原因和地址转换过程；3. 理解分页存储空间内存的分配和回收方法；4. 理解页面共享和保护的方法；5. 了解多级页表和反置页表；6. 掌握分页存储管理的优缺点。
4.4 分段存储管理（2学时）1. 掌握分段存储管理的基本原理，包括逻辑地址空间和物理地址空间的划分，段表和地址转换过程，学会计算逻辑地址和物理地址；2. 理解段的共享和保护方法；3. 掌握分段存储管理的优缺点；4. 掌握分页和分段存储管理的比较。