操作系统课程

《操作系统》课程

教学大纲

课程代码：2008082

课程名称：操作系统/ Operating System

课程类型：学科基础课

学时学分：64学时/4学分

适用专业：计算机科学与技术、信息管理与信息系统、网络工程

开课部门：灾害信息工程系

一、课程的地位、目的和任务

操作系统是计算机类本科专业的学科基础课。通过本课程的学习，使学生掌握操作系统的基本概念、工作原理和实现方法；掌握操作系统各个部分之间的有机联系，从而了解操作系统在整个计算机系统中的地位和作用，进而巩固和加强与本课程相关的其他计算机课程的知识，提高对计算机专业知识理解的系统性和完整性，并为分析或设计操作系统和其它应用软件打下理论基础。

二、课程与相关课程的联系与分工

《操作系统》课程在学生掌握《程序设计语言》、《数据结构》等基础知识性课程内容的基础上，对专业基础知识进行综合与提升，帮助学生建立系统、完整的专业基础理论体系，培养学生的研究型思维和动手实践能力，开拓学生的专业学术视野，并为《嵌入式系统基础》等高级应用或特定应用领域的课程的学习和专业发展奠定重要的基础。

三、教学内容与基本要求

第一章操作系统概述

1.1操作系统的形成和发展

1.2什么是操作系统

1.3操作系统的功能和特性

1.4操作系统的类型

本章重点：操作系统的概念、功能和特点

本章难点：多道程序设计技术的特点和概念。

基本要求：要求了解OS的形成和发展；掌握操作系统的概念、功能、特征以及操作系统在计算机系统中的地位和作用；了解计算机系统中的硬件和软件资源；掌握多道程序设计技术的特点和概念；理解操作系统的分类，掌握各类操作系统

的特点。

第二章用户接口

2.1命令控制界面接口

2.2图形用户界面接口

2.3程序接口

本章重点：用户与操作系统之间的接口、shell命令语言及系统调用。

本章难点：用户与操作系统之间的接口、shell命令语言及系统调用。

基本要求：理解用户接口的概念；了解联机命令接口、shell命令语言；领会

系统调用。

第三章进程管理

3.1进程的概念

3.2进程控制块和进程的状态

3.3进程的控制

3.4进程同步

3.5经典的进程同步问题

3.6进程通信

3.7线程

本章重点：进程的定义和状态、进程的控制、用PV操作实现进程的同步与互斥。

本章难点：进程的定义和状态、用PV操作实现进程的同步与互斥。

基本要求：理解进程的概念和特征；掌握进程的状态及状态转换；了解进程控制块及主要内容、进程控制原语；掌握临界区概念及临界区的设计原则；掌握信号量的概念，PV操作的含义以及应用PV操作实现进程的同步与互斥；掌握利用PV 操作解决前趋关系；理解生产者与消费者问题、哲学家就餐问题、读者与写者问题；了解进程间的通信；了解线程的概念。

第四章处理机调度与死锁

4.1调度的基本概念

4.2调度算法

4.3实时调度算法

4.4多处理机调度

4.5死锁

4.6解决死锁的方法

本章重点：作业调度和进程调度的功能及其相关算法、死锁的防止和避免。

本章难点：处理机调度算法、解决死锁的方法。

基本要求：掌握高级、中级、低级调度的基本概念以及调度的职责、算法和常用算法；了解选择调度算法和方式的若干准则；了解实时调度和多处理机调度方法；掌握引起死锁的因素、死锁的防止、死锁的避免、死锁的检测、死锁的解除；掌握银行家算法，能够灵活运用银行家算法解决死锁问题。

第五章存储管理

5.1存储管理的基本概念

5.2分区式存储管理

5.3页式存储器

5.4淘汰算法与抖动现象

5.5段式存储器

5.6段页式存储器

本章重点：不同存储管理方式下如何实现主存空间的分配和回收、地址转换和存储保护、重定位、虚拟存储、淘汰算法。

本章难点：淘汰算法

基本要求：掌握物理内存和虚拟内存的基本概念；理解存储管理的主要任务; 掌握重定位的基本概念及其要点，理解逻辑地址与绝对地址；理解分区管理的基本原理，掌握存储保护方法、主存空间的分配及分配算法；理解分区管理的地址变换过程；掌握页式存储管理的分页和分块，理解页表的构造和作用，了解快表；掌握页式存储管理的地址变换过程，理解页式存储管理的空间分配与回收；理解段式存储管理和段页式存储管理；掌握虚拟存储器的实现原理，理解分页式虚拟存储器的实现，掌握常用的页面调度算法，了解分段式虚拟存储器。

第六章设备管理

6.1设备管理概述

6.2数据传送控制方式

6.3中断处理与设备驱动程序

6.4缓冲技术

6.5设备分配

6.6逻辑I/O系统

本章重点：独占设备的分配、设备使用方式、虚拟设备的实现。

本章难点：虚拟设备的实现。

基本要求：掌握共享设备、独占设备和虚拟设备；理解设备使用的特性；掌

握设备使用的方式（查询方式、中断方式、通道方式和DMA方式）；掌握缓冲的概念；掌握虚拟设备实现。

第七章文件管理

7.1文件和文件系统

7.2文件的逻辑结构

7.3文件的物理结构

7.4文件存储空间的管理

7.5文件目录管理

7.6文件共享和保护

7.7磁盘管理与调度

本章重点：文件的逻辑结构和物理结构、文件存储空间的管理和磁盘调度算

法。

本章难点：文件存储空间的管理和磁盘调度算法。

基本要求：掌握文件和文件系统的相关概念；掌握文件的存取方法；理解文件的目录结构；掌握文件的逻辑结构和物理结构；理解存储空间的分配和回收；了解文件操作、文件的保护和保密；理解文件的共享；掌握磁盘管理与调度。

四、课程学时分配（以章节为单位）