操作系统教学大纲
操作系统课程教学大纲
操作系统课程教学大纲一、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-教学大纲
操作系统-教学大纲教学目标：通过本课程的学习，学生将能够深入理解操作系统的概念、原理和实现，熟悉操作系统的各个组成部分，并具备设计和开发简单操作系统的基本能力。
教学内容：1. 操作系统概述1.1 操作系统定义和作用1.2 操作系统的分类和功能1.3 操作系统的发展历程和现状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 进程同步与通信2.4 进程死锁及其预防与避免3. 内存管理3.1 内存管理的基本概念3.2 内存分配与回收3.3 虚拟内存管理3.4 内存保护与共享4. 文件系统管理4.1 文件系统的基本概念4.2 文件的组织和存储4.3 文件的访问控制和保护4.4 文件系统性能优化5. 输入输出(I/O)管理5.1 I/O设备和I/O控制器的概念5.2 缓冲区管理5.3 设备驱动程序的设计与实现5.4 I/O调度算法与性能优化6. 文件系统和操作系统安全6.1 文件系统的安全问题及解决方法 6.2 操作系统的安全性要求和安全机制 6.3 访问控制与权限管理6.4 安全漏洞和防范措施教学方法：1. 授课：通过讲解、示例和案例分析，向学生传授操作系统的基本概念、原理和实现方法。
2. 实践：引导学生进行操作系统的实践操作和编程实践，加深对操作系统的理解和应用。
3. 讨论：组织学生讨论操作系统相关的问题和挑战，培养学生的思维能力和团队协作能力。
4. 实验：设计具有一定难度和实践价值的操作系统实验，提升学生的动手实践能力和创新能力。
教学评估：1. 课堂小测：通过课堂小测了解学生对操作系统基本概念和知识点的掌握情况。
2. 作业和项目：布置操作系统相关的作业和项目，评估学生的实践操作能力和综合应用能力。
3. 实验报告：要求学生书写操作系统实验报告，评估学生的实验设计和分析能力。
4. 期末考试：通过期末考试全面检测学生对操作系统理论和实践的掌握情况。
教材和参考书目：1. 教材：- 《操作系统原理》- 《现代操作系统》2. 参考书目：- 《深入理解计算机系统》- 《操作系统概念》- 《操作系统导论》备注：以上为操作系统课程的教学大纲，可根据具体的课程设置和学校要求进行调整和补充。
《操作系统》课程教学大纲
《操作系统》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：10411290课程名称（中/英文）：操作系统/Operating System课程类别：专业基础课学分：3.5总学时：56理论学时：48实验/实践学时：8适用专业：数据科学与大数据技术适用对象：本科先修课程：计算机组成与系统结构、java程序设计、数据结构教学环境：多媒体开课学院：计算机与信息工程学院二、课程简介《操作系统》是高校软件工程专业的一门专业核心课，是后续专业课程的理论基础，本课程讲述操作系统的基本原理，主要偏重于操作系统功能与结构的理论分析，对其中的重要算法辅以实验,以加深对理论知识的理解和掌握。
主要内容包括操作系统概论；进程的概念、进程的描述与控制、进程的同步与互斥以及进程管理的常用算法；处理机调度的策略和处理死锁的方法；存储器管理的方案和分配算法以及存储保护和共享；文件系统的运行机制及关键的数据结构；设备与系统的结合方式，设备驱动程序的结构及加载机制。
通过该课程的学习要求学生理解和掌握操作系统的原理和实现方法，培养分析、比较操作系统实现方法优劣的基本能力，加深对操作系统的理解，提高深入编程和借鉴操作系统的设计思想和算法的能力。
本课程主要讲述操作系统的原理，使学生不仅能够从操作系统内部了解操作系统的工作原理，而且可以学到软件设计的思想方法和技术方法。
主要内容包括：操作系统的概论；操作系统的作业管理；操作系统的文件管理原理；操作系统的进程概念、进程调度和控制、进程同步和互斥等；操作系统的各种存储管理方式以及存储保护和共享；操作系统的设备管理原理。
三、课程教学目标2.课程教学目标及其与毕业要求指标点、主要教学内容的对应关系四、教学内容第一章操作系统引论1.主要内容：阐述操作系统的目标和作用；操作系统的发展过程；操作系统基本特性；操作系统主要功能；操作系统的结构设计。
2.基本要求：掌握操作系统的定义；理解操作系统目标、作用和功能；。
3.重点：操作系统的定义与功能。
《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。
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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UNIX或LinUX)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。
难点：银行家算法、死锁的预防和避免。
第四章存储器管理
主要内容：程序的装入和链接、连续分配存储管理方式、分页存储管理方式、分段存储管理。
虚拟存储器的基本概念、请求分页存储管理方式、页面置换、请求
分页系统的性能分析、请求分段存储管理方式。
重点：动态分区分配、分页存储管理方式、分段存储管理。
虚拟存储器的基本概念、请求分页存储管理方式、页面置换、请求分段存储管理方式。
难点：分页存储管理方式。
页面置换算法。
第五章设备管理
主要内容：I/O系统的组成、控制方式、缓冲管理、设备分配、SPOoLING 技术、设备处理。
磁盘I/O、外存分配方法、空闲存储空间的管理、磁盘容错技术、
文件系统性能的改善、数据一致性控制。
重点：I/O控制方式、缓冲管理、SPOOLING原理、设备分配。
磁盘调度算法。
难点：设备分配。
第六章文件系统
主要内容：文件和文件系统、文件逻辑结构、目录管理、文件共享、文件保护。
重点：文件逻辑结构、目录管理、文件共享、文件保护。
外存分
配方法、空闲存储空间的管理。
难点：目录管理、文件保护。
外存分配方法、空闲存储空间的管理。
第七章操作系统接口
主要内容：联机用户接口、SheIl命令、系统调用、图形接口
重点：用户接口、程序接口
难点：用户接口、程序接口
（一）本课程实验内容
实验一：写一个程序描述进程状态迁移过程。
目标：理解进程概念、状态转换及其控制。
要求：提供导致进程状态变化的调用接口，包括创建、删除、调度、阻塞、时间到、挂起、激活等。
实现进程列表显示的接口。
注：这里设计的进程是一个假设的对象实体，是由程序自己创建和删除，不是系统维护的进程。
实验二：编程实现生产者消费者或读写者的同步问题
目标：掌握信号量实现进程同步及其应用
要求：利用线程模拟进程；可视化显示模拟同步
实验三：设计一个程序，实现四种调度算法：
1 .先来先服务算法
2 .短作业优先算法
3 .优先权算法
4 .基于时间片的多级反馈队列算法
目标：掌握四种算法的原理
要求：通过若干个实例实现各种算法的优劣性对比；结果要求可视化展示
实验四：编程实现银行家算法
目标：掌握银行家算法实现死锁预防的原理
要求：输入实例，能够使用银行家算法判断资源分配后是否存在安全序列。
实验五：模拟基本分页式的地址变换机构及其变换方法
目标：掌握页表概念、基本分页式的地址变换
要求：要有页表，通过页表等实现地址变换；图示化变换过程
实验六：实现LRU算法和FIFO算法
目标：理解页面置换算法
要求：给出任意的输入流，计算缺页率。
输入流长度、CaChe尺寸可定制。
图示化置换过程。
测试：Cache=5,从0—9可数字的任意排序，长度为30。
例如: 12568,36536,56892,70495,36745,87345
实验七：实现缓冲池的管理（重点是getbuff和putbuff的操作）
目标：掌握缓冲池的管理方法，进一步理解进程同步信号量的使用要求：定义输入、输出和空缓冲3个队列，以及4种缓冲区；图示化表示缓冲区的管理及其相关的操作。
实验八：实现SSTF算法和SCAN算法
目标：掌握SSTF算法和SCAN算法的原理
要求：给出任意的输入流、计算平均寻道长度。
输入流长度、磁头移动方向可定制。
测试：设有100个磁道，访问序列如下：
23,5,98,14,66,25,78,34,66,74,56,87,12,39,
71,49,58o当前磁头在50道，上次访问的磁道是18道。
实验九：模拟FAT和FDT,实现文件的物理块分配与回收，以及通过文件目录实现文件的访问，如文件copy（可自己定义一个文件访问命令）。
要求能表示FAT的分配信息和FDT的管理信息。
目标：掌握FAT的分配原理；掌握FDT实现文件管理的原理。
要求：可视化实现文件管理
（三）课程考核方式、方法
理论教学内容的考核：闭卷笔试。
实验教学内容的考核：实验报告。
三、建议学时分配
四、考核方式
总评成绩=平时成绩+期中考试成绩+期末考试成绩
平时成绩占30%
期中考试占20%
期末考试成绩占50%
五、先修课程要求
程序设计语言（C语言或JAVA语言）、数据结构等。
六、教材及参考书
1 .汤子瀛，哲风屏，汤小丹编著。
计算机操作系统（修订版）。
西安电子科技大学出版社，2004（教材）
2 .《操作系统原理与应用》，赵德群主编，北京邮电大学出版社
3 .《计算机操作系统教程》，张尧学、宋虹、张高编著，清华大学出版社。
4 .AndrewS.Tanenbaum.ModemOperatingSystems（Second Edition）.PrenticeHall,2001（参考书）。