《操作系统》课程教学大纲-60学时

操作系统

Operating Systems

课程编号：3140834

课程属性：专业主干课

学分：4学分

学时：60 （其中：52讲课学时：8上机学时）

课程性质：必修

先修课程：《数据结构》、《计算机组成原理》、《程序设计基础》

适用专业：计算机科学与技术、软件工程、网络工程

教材：《计算机操作系统(修订版)》, 汤子赢哲凤屏汤小丹, 西安电子科技大学出版社2006

开课院系：计算机与软件学院

一、课程的性质和任务（标题用黑体五号字，内容用宋体五号字，以下相同）

操作系统是计算机系统配置的基本软件之一。它在整个计算机系统软件中占有中心地位。其作用是对计算机系统进行统一的调度和管理，提供各种强有力的系统服务，为用户创造既灵活又方便的使用环境。本课程是计算机及应用专业的一门专业主干课和必修课。通过本课程的学习,使学生掌握操作系统的基本概念、设计原理及实施技术,具有分析操作系统和设计、实现、开发实际操作系统的能力。

二、课程的基本内容及要求

第一章（单元）操作系统引论（6学时）

1、教学内容

§1.1概述

操作系统的概念、目标、作用、层次模型；操作系统的历史

§1.2操作系统的特征、功能；

操作系统的特征、服务、功能

§1.3操作系统的分类和发展

批处理系统；分时系统；实时系统；单用户操作系统;网络操作系统;

操作系统的三种基本类型、通用操作系统

§1.4操作系统的运行环境

2、基本要求

(1)了解操作系统的作用和两个主要目标

(2)了解批处理的概念，理解单道和多道的区别，理解分时系统和实时系统的区别

(3)熟悉操作系统的四个基本特征，理解并发性的含义，做到能区分并发和并行

(4)熟悉操作系统的五个主要功能

(5)了解操作系统结构设计的几种方法，熟悉他们各自的优缺点

(6)了解操作系统提供给的服务和操作系统运行的环境

3、重点难点

(1)操作系统的作用范围

(2)多道程序设计的概念

(3)并发概念的深入理解

(4)操作系统的四个基本特征的表述和两个最主要的特征

(5)分时系统和实时系统的比较

(6)操作系统的概念以及操作系统提供给用户的接口

第2章处理器管理（12学时）

1、教学内容

§2.1 进程管理

§2.1.1 进程的概念

前趋图；程序的顺序执行；程序的并发执行；

§2.1.2 进程的描述

进程的定义；特征；状态图；状态转换图;进程控制块

§2.2.3 进程控制

进程控制方式；进程控制机构；进程的创建与撤消；进程的阻塞与唤醒；

进程的挂起与激活；

§2.1.4 进程调度

调度的基本概念；

调度的时机、切换与过程；

调度的基本准则；

调度的类型；调度队列模型；

调度算法：先来先服务调度算法、短作业（进程）优先调度算法、优先权优先调度算法进程的时间片轮转法调度、多级反馈调度算法

§2.2作业管理

§2.2.1 作业管理的基本概念

作业管理的功能;

§2.2.2 批处理作业

作业控制语言;作业的组织;作业的装入;批处理作业的调度

§2.2.3 作业调度算法的实现

先来先服务；短作业优先；响应比高者优先；优先权高者优先算法

2、基本要求

了解几个常用的作用调度算法，掌握他们的工作和实现原理。掌握评价作业调度算府优劣的常用评估标准，准确的记忆这些标准的定义，并对不同的算法做出评价。

3、重点难点

§2.3 线程概念

2、基本要求

(1)了解引入进程的原因，引入线程的原因

(2)理解进程的概念和线程的概念和特征，做到能找出进程和程序、进程和现场的区

别

(3)理解进程的三个基本状态之间的转换原理，能列出引出转换的典型事件

(4)了解进程控制块的构造，了解进程控制的内容

3、重点难点

(1)进程和程序的比较，进程和线程的比较

(2)进程的三个基本状态的转换的因果关系

(3)作业的状态

(4)作业调度算法的概念

(5)作业调度算法中响应比高者优先及各种算法的比较

第三章存储器管理（10学时）

1、教学内容

§4.1 存储管理的功能

程序的装入和程序的链接；存储空间的分配和去配；内存分配回收算法

§4.2 连续分配存储区管理

重定位概念；单连续存储管理；固定分区存储区管理；可变分区存储区管理

可变分区存储管理的内存分配算法：首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法§4.3 连续分配存储区管理

基本的分页存储管理方式：逻辑页面和页表，地址变换机构

基本的分段存储管理方式：段表和分段系统的基本原来、分页存储管理方式和分段存储管理方式得区别

段页式存储管理方式的基本概念

§4.4虚拟存储器

对换(swapping)的基本概念和对虚拟存储管理的作用

请求分页虚拟存储管理系统；硬件支持:页表机制、缺页中断机构、地址变换机构页面调度算法:最佳置换算法(OPT)、先进先出置换算法(FIFO)、最近最久未使用置换算法(LRU)；时钟置换算法(CLOCK)

请求分段存储管理系统：硬件支持，地址变换机构

页面分配策略；抖动现象和工作集；

§4.5请求分段管理方式和请求段页式管理方式

2、基本要求

(1)了解一个程序从编译、链接到被装入执行的过程，理解逻辑地址和物理地址的含

义

(2)了解静态链接和动态链接、绝对装入和可重定位装入

(3)理解几种基本的连续分配方式，能区分是否有内部碎片和外部碎片

(4)掌握分页存储管理方式的逻辑地址结构，页表结构，能根据页面大小和逻辑地址

位数计算页表的体积

(5)掌握分页存储管理方式的地址变换过程，能画出分页系统的地址机构图

(6)了解快表和多级页表的作用和原理

(7)了解分段系统的逻辑地址结构、段表结构，地址变换过程

(8)了解分页系统和分段系统的区别和联系，优点和缺点

(9)了解段页式系统的地址变换过程