《操作系统原理》教学大纲
操作系统原理实验教学大纲(本科)-2013
《操作系统原理》实验教学大纲一、实验教学内容与基本要求实验一 批处理系统的作业调度1 目的要求1.加深对作业概念的理解;2.深入了解批处理系统如何组织作业、管理作业和调度作业。
2 实验内容编写程序完成批处理系统中的作业调度,要求采用响应比高者优先的作业调度算法。
实验具体包括:首先确定作业控制块的内容,作业控制块的组成方式;然后完成作业调度;最后编写主函数对所做工作进行测试。
3 所需实验设施设备PC、windows操作系统4 教学形式及过程演示、学生独立完成实验二 进程管理1 目的要求1.加深对进程概念的理解,明确进程和程序的区别。
2.深入了解系统如何组织进程、创建进程。
3.进一步认识如何实现处理器调度。
2 实验内容编写程序完成单处理机系统中的进程调度,要求采用时间片轮转调度算法。
实验具体包括:首先确定进程控制块的内容,进程控制块的组成方式;然后完成进程创建原语和进程调度原语;最后编写主函数对所做工作进行测试。
3 所需实验设施设备PC、windows操作系统4 教学形式及过程演示、学生独立完成实验三 动态分区存储管理方式的主存分配回收1 目的要求深入了解动态分区存储管理方式主存分配回收的实现。
2 实验内容编写程序完成动态分区存储管理方式的主存分配回收的实现。
实验具体包括:首先确定主存空间分配表;然后采用最优适应算法完成主存空间的分配和回收;最后编写主函数对所做工作进行测试。
3 所需实验设施设备PC、windows操作系统4 教学形式及过程演示、学生独立完成实验四 页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断1 目的要求1.深入了解页式存储管理如何实现地址转换;2.进一步认识页式虚拟存储管理中如何处理缺页中断。
2 实验内容编写程序完成页式存储管理中地址转换过程和模拟缺页中断的处理。
实验具体包括:首先对给定的地址进行地址转换工作,若发生缺页则先进行缺页中断处理,然后再进行地址转换;最后编写主函数对所做工作进行测试。
0910211操作系统原理教学大纲
《操作系统原理》课程教学大纲课程编号: 0910211课程名称:操作系统原理英文名称:Principle of Operating System课程类型: 必修课总学时:48 讲课学时:48 实验学时:0学时:48学分:3适用对象: 计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全先修课程:《高级语言程序设计》一、课程性质、目的和任务操作系统原理课程是计算机科学与技术、软件工程、网络工程和信息安全专业的一门主要技术基础课。
其目的是使学生了解操作系统的基本概念,掌握操作系统的基本原理、基本设计与实现技术,培养学生分析、开发、维护、设计操作系统的基本能力,为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。
二、教学基本要求1.理解计算机操作系统的概念、目标、作用、功能、结构、特征和服务。
2.理解多道程序和并发处理的概念,掌握进程状态的转换、进程的同步与通信、进程的调度与死锁的基本原理。
3.掌握各种存储管理方法和虚拟存储器技术。
4.掌握计算机输入输出设备的特性及其管理控制方法。
5.理解文件和文件系统的概念,掌握文件系统和磁盘存储器的管理方法与技术。
三、教学内容及要求1.操作系统引论(1) 操作系统的目标、作用和模型(2) 操作系统的发展过程(3) 操作系统的分类(4) 操作系统的特征和服务(5) 操作系统的功能(6) 常用的操作系统2. 进程的描述与控制(1) 前趋图和程序执行(2) 进程的描述(3) 进程控制(4) 线程的基本概念3.进程的同步与通信(1) 进程同步的基本概念(2) 信号量机制(3) 经典进程同步问题(4) 管程机制(5) 进程通信4.调度与死锁(1)调度的类型和模型(2)调度算法(3) 实时系统中的调度(4) 多处理机调度(5) 死锁的基本概念(6) 死锁的预防和避免(7) 死锁的检测和解除5.存储器管理(1) 程序的装入和链接(2) 连续分配存储管理方式(3) 覆盖与交换(4) 分页存储管理方式(5) 分段存储管理方式6.虚拟存储器(1) 虚拟存储器的基本概念(2) 请求分页存储管理方式(3) 页面置换算法(4) 请求分页系统的性能分析(5) 请求分段存储管理方式7.设备管理(1) I/O系统的组成(2) I/O控制方式(3) 缓冲管理(4) 设备分配(5) 设备处理8.文件系统(1) 文件和文件系统(2) 文件逻辑结构(3) 目录管理(4) 文件共享(5) 文件保护9.磁盘存储器管理(1) 磁盘I/O(2) 外存分配方法(3) 空闲存储空间的管理(4) 磁盘容错技术(5) 数据一致性控制四、所含实践环节五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求,课外习题(包括自测题)不应少于50题。
《 操作系统原理》课程教学大纲
《操作系统原理》课程教学大纲Operating System Principles适用专业:计算机科学专业学分数:4 总学时:80一、本课程教学目的和任务1.目的使学生掌握操作系统的基本概念,结构,功能和管理软硬件的各种方法。
达到理解用户与操作系统接口的真正含义,为今后从事各种软硬件开发打下扎实的基础。
2.任务本课程通过对操作系统的基本概念,原理和实现方法的阐述,借助实例分析,使同学了解计算机系统的工作过程,资源管理策略以及并发活动的处理方法,以便为今后的课程学习和高级程序设计(如进程,线程,同步)打好基础。
二、本课程的基本要求学完本课程,要求同学掌握操作系统的一般原理,掌握操作系统中对各种软,硬件资源管理方法,所采用的调度策略,方法,掌握当今流行的操作系统unix windows NT先进设计思想,为今后设计大程序提供良好基础。
操作系统课程涉及知识面较广,理论性教强,因此在教学方式上采取多媒体的教学方法,及时补充新知识,并通过课堂讲授、上机操作、课堂讨论等多种教学方式强化教学。
本课程安排了18学时上机,对操作系统系统中一些经典算法如进程调度、存储管理、解决死锁的银行家问题等要求同学上机调试,上机结束要进行运行演示,解释程序,书写实验报告。
三、本课程与其他课程的关系操作系统为计算机专业的一门专业基础课,由于操作系统是加在硬件上第一层软件,所以学习这门课以前需要掌握一定软、硬件知识。
因此学习这门课之前,应很好掌握《计算机组成》,《数据结构》,《汇编语言程序设计》,《C程序设计》等相关课程。
四、课程内容1.引论操作系统形成和发展、多道程序设计概念、操作系统功能和特点、操作系统类型、操作系统发展趋势及现代操作系统的特点。
2.系统运行环境硬件环境(CPU、内存、中断、缓冲、时钟)、操作系统和其他软件关系、操作系统和人的接口。
3.进程和进程管理进程的概念、进程的基本状态、进程状态变迁图、进程控制块、进程队列、进程管理(进程创建原语、进程撤消原语,进程阻塞原语、进程唤醒原语、进程挂起原语、进程解挂原语、改变优先数原语)4.线程线程的概念、线程的状态、线程的管理、多线程的实现5.并行性:同步和互斥同步和互斥的概念和关系、临界段、互斥的实现、信号量及信号量的应用、管程。
操作系统原理课程大纲
操作系统原理课程大纲一、课程简介本课程主要介绍操作系统原理的基本概念、原理和实践,并结合实际案例和实验环节,帮助学生深入理解操作系统的设计和实现。
二、课程目标1. 理解操作系统的内部结构、功能和原理。
2. 掌握操作系统的各种调度算法和资源管理方法。
3. 理解操作系统与硬件之间的交互原理。
4. 能够使用合适的数据结构和算法实现简单的操作系统组件。
5. 具备解决实际操作系统问题的能力。
三、课程大纲1. 操作系统概述1.1 操作系统的定义和作用1.2 操作系统的基本功能1.3 操作系统的分类和发展历程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 死锁的预防与避免3. 内存管理3.1 内存的层次结构与地址映射 3.2 虚拟内存管理3.3 内存分配与回收策略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 文件的组织与存储4.3 文件的操作和访问控制4.4 文件系统的实现技术5. 设备管理5.1 设备的分类与控制5.2 设备的分配与调度5.3 设备驱动程序设计5.4 输入输出子系统的实现6. 操作系统性能优化6.1 响应时间和吞吐量的权衡6.2 CPU调度算法的优化6.3 内存管理的优化策略6.4 磁盘调度算法的优化7. 操作系统安全与保护7.1 安全性与保护性的概念与要求7.2 访问控制与权限管理7.3 安全漏洞的分析与防范7.4 安全策略和机制四、教学方法1. 理论讲授:通过课堂授课,讲解操作系统原理和相关的概念。
2. 实验操作:通过操作系统实验,让学生实际操作和实践所学的知识。
3. 实例分析:通过实际案例的分析,帮助学生理解操作系统的设计和应用。
4. 讨论交流:通过课堂讨论和小组讨论,培养学生的分析和解决问题的能力。
五、考核方式1. 平时成绩:包括课堂表现、实验报告、作业完成情况等。
2. 期中考试:对学生对课程的理解和掌握程度进行综合考核。
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
中山大学《操作系统原理》
中山大学信息科学与技术学院计算机科学系 中山大学信息科学与技术学院计算机科学系课程教学大纲《操作系统原理》课程教学大纲课程名称:操作系统原理类别:专业必修课授课对象:本科生总学时:72学时适用专业:计算机科学与技术/信息安全开课学期:第五学期编写人员:丘静玉审核人员:印鉴编写日期:2006年4月一、教学目的操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件,其他所有的系统软件和应用软件都必须依赖于操作系统的支持。
《操作系统原理》是计算机学科各相关专业的重要的必修课程之一,它在计算机知识结构中有着极其重要的地位和作用,可为学生较全面地建立起关于计算机系统的概念。
学生通过学习本课程应该达到以下目标:1.掌握操作系统的基本概念、原理、技术和方法,深入了解操作系统在计算机系统中的地位及作用,以及它与硬件和其它软件之间的关系,进而了解操作系统控制整个计算机系统执行的全过程,具有操作系统的整体概念。
2.能用程序设计语言编写、调试和运行操作系统的主要算法和功能模块。
3.了解一个以上主流操作系统的实现技术,熟练掌握应用。
4.获取知识的同时,掌握学科的基本规律及研究方法,初步培养自我拓展知识和运用知识的能力。
总之,本课程要求学生全面地了解和掌握操作系统的目标、作用和模型,从资源管理的角度领会操作系统的功能和实现过程,使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练,提高运用理论知识解决实际问题的能力,鼓励并初步培养学生的研究精神和能力。
二、教材选择1. 教学内容概述《操作系统原理》讲述操作系统的基本概念、原理和方法,其课程内容应包含《中国计算机科学与技术学科课程2002》(简称CCC2002)里列举的知识体系:CS-OS1至8。
从资源管理的角度来说,课程内容主要围绕操作系统的几个基本功能展开:(1) 操作系统概述:介绍操作系统的基本概念、目标、功能、发展历史和类型、操作系统的主要成就以及现代操作系统的特点等。
(2) 处理器管理:在进程概念的基础上讨论进程描述、进程控制、进程同步和互斥、死锁、饿死、线程、处理器调度等问题。
《操作系统原理》教学大纲
《操作系统原理》教学大纲课程编码:0611101205课程名称:操作系统原理学时/学分:82/5先修课程:《计算机导论》、《程序设计基础》、《算法与数据结构》适用专业:计算机科学与技术开课教研室:嵌入式系统教研室一、课程性质与任务1.课程性质:操作系统原理是计算机科学与技术专业的专业必修课程。
2.课程任务:理解、掌握操作系统基本概念、基本原理和方法;理解常见操作系统的结构原理并能熟练使用;进一步熟悉、学习Linux操作系统,提高自己的应用技能;学习Linux C编程,为下一步深入学习Linux 内核做准备;阅读分析Linux 0.11 内核源代码,提升自己对操作系统原理的理解水平,对操作系统有一个总体的把握和认知。
二、课程教学基本要求教学环境要求:多媒体教室。
实验环境要求:安装有Linux系统的计算机。
本课程共计82学时。
成绩考核形式:末考成绩(闭卷考试)(70%)+平时成绩(平时测验、作业、实验、课堂提问、课堂讨论等)(30%)。
成绩评定采用百分制,60分为及格。
三、课程教学内容第一章操作系统概述1.教学基本要求了解计算机操作系统的基本概念,激发学生对本课程的学习兴趣。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能理解操作系统的定义及操作系统在计算机系统中的作用以及地位;了解操作系统形成和发展的过程;掌握基本的操作系统类型的特点;掌握从资源管理角度来讲操作系统的四大功能。
3.教学重点和难点教学重点是操作系统的定义,3个基本操作系统的特点和操作系统的四大功能。
教学难点是实时操作系统的特点和分类。
4.教学内容(1)操作系统概念主要知识点:计算机系统结构;操作系统定义;操作系统的目标。
(2)操作系统的形成及发展主要知识点:操作系统的形成;操作系统的发展;操作系统的分类;基本操作系统的类型的特点;操作系统的发展动力。
(3)研究操作系统的观点主要知识点:软件的观点;资源管理的观点;进程的观点;用户与计算机硬件系统之间接口的观点。
操作系统原理教学大纲
操作系统原理教学大纲一、导言1.1 课程背景和目标1.2 课程内容和安排1.3 教材和参考资料二、操作系统概述2.1 操作系统定义与作用2.2 操作系统的演化历程2.3 操作系统的分类和特点三、进程管理3.1 进程的概念与特征3.2 进程的状态与转换3.3 进程调度算法3.4 进程同步与互斥机制四、内存管理4.1 内存分配方式4.2 内存分区管理4.3 页面置换算法与虚拟内存4.4 内存保护与共享机制五、文件系统管理5.1 文件系统的组成与层次结构 5.2 文件的逻辑结构与物理结构 5.3 文件的存储与访问方法5.4 文件系统的管理与优化六、设备管理6.1 设备的分类与特点6.2 设备的分配与调度6.3 磁盘调度算法6.4 设备驱动程序与中断处理七、操作系统安全7.1 安全性和保护机制的定义 7.2 访问控制与身份验证7.3 安全漏洞与攻击技术7.4 安全策略与安全性评估八、操作系统性能优化8.1 性能评估与监测工具8.2 响应时间与吞吐量优化 8.3 资源利用率与负载均衡8.4 I/O优化与缓存机制九、实验与案例分析9.1 实验设计与实施9.2 案例分析与讨论9.3 学生实践与项目展示十、课程总结与展望10.1 课程知识回顾10.2 学生评价和反馈10.3 课程发展方向十一、课程参考资料11.1 教材:11.2 参考书籍:11.3 网络资源:十二、教学资源12.1 实验室设施12.2 教学工具12.3 网络平台以上是《操作系统原理教学大纲》的详细内容。
本课程旨在帮助学生全面掌握操作系统的基本原理和技术,深入理解操作系统的设计与实现,并能够根据实际应用需求进行操作系统的配置、优化与管理。
通过课程的学习,学生将了解操作系统的概念、功能和演化历程。
学生将学习进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理、操作系统安全和性能优化等相关知识与技术。
此外,课程还将通过实验和案例分析,培养学生的问题分析和解决能力,提高其实际操作系统应用的能力。
《操作系统原理》课程教学大纲
操作系统原理课程教学大纲(Princip1esofOperatingSystems)学时数:72学时其中:实验学时:12学时课外学时:0学时学分数:4.5适用专业:计算机科学与技术一、课程的性质、目的和任务性质:本课程是高等院校计算机科学与技术专业本科的一门学科基础课程,是必修课。
目的:通过操作系统原理的学习,了解操作系统的发展过程及种类,掌握操作系统设计中的相关基本概念和原理,以及在操作系统的设计与构造中涉及的资源共享、提高系统资源利用率等各方面基本知识,了解并掌握操作系统在发展过程及将来引入的新技术与方法。
任务:阐述计算机系统的核心软件——操作系统的基本概念、基本原理和实现技术。
主要包括操作系统的用户界面、操作系统的资源管理功能等,其中资源管理还包括进程管理、处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、网络与安全等方面内容,并将操作系统的一般原理与实际操作系统的分析与设计有机地结合。
二、课程教学的基本要求(一)掌握操作系统的基本原理、概念及主要功能(-)掌握进程概念、进程的同步与互斥、思索的预防与检测(H)掌握处理机的调度层次划分与调度、调度方法评价以及调度基本策略(四)掌握存储管理目标与几种存储管理策略(五)掌握设备与处理之间的数据传送方式、缓冲技术以及设备管理基本手段(六)掌握文件系统的物理及逻辑设备的空间组织与管理、多级目录结构、文件东共享实现以及文件系统的安全与防护(七)了解并掌握操作系统的安全与防护基本知识,了解一些病毒与黑客的常用手段以及一些基本应对措施(八)了解网络操作系统的基本概念,了解网络操作系统必须实现的一些基本技术(九)通过实验环节具备一定系统软件和应用软件的开发技能三、课程的教学内容、重点和难点第一章操作系统概论(4学时)一、基本内容(一)操作系统概观(二)操作系统的形成与发展(H)操作系统提供的服务与用户接口(四)流行操作系统简介二、基本要求(一)掌握操作系统的基本概念。
《操作系统原理》教学大纲
《操作系统原理》教学大纲课程名称:操作系统原理课程编号:课程类别:专业基础课适用专业:计算机科学与技术For personal use only in study and research; not for commercial use学时与学分:课程总学时:64课程总学分:4理论教学学时:54实验教学学时:10一、大纲说明本大纲根据2009级计算机科学与技术本科专业人才培养方案制订。
(一)课程的地位与作用《操作系统原理》旨在讲述操作系统的基本原理和基本功能,即进程管理、处理机管理、存储器管理、文件管理、设备管理、分布式操作系统。
培养学生分析、开发、维护计算机系统软件的能力,同时也为后继课程的学习打好基础。
(二)课程的教学目的该课程主要介绍操作系统的基本概念、用户和操作系统的接口、作业管理和进程管理、存储管理、文件管理、设备管理等有关内容。
学生通过本课程的学习,学生能够系统地掌握操作系统基本概念、主要功能、工作原理和实现技术;具有使用操作系统和分析操作系统的能力。
通过实践,理解和掌握Windows操作系统基本工作原理,及使用方法,为以后在操作系统平台上开发各种应用软件或系统软件打下坚实的基础。
(三)先修课程与后续课程先修课程:计算机组成原理、数据库原理。
后续课程:计算机网络、计算机系统结构。
二、教学内容、要求及教学重点和难点第一章绪论【教学内容】操作系统的概念;操作系统的发展史;操作系统的基本类型;操作系统的功能;计算机硬件简介;算法的描述;研究操作系统的几种观点。
【教学要求】了解什么是操作系统、软件的层次与虚拟机的概念、操作系统的重要性及引入的目的;了解操作系统的形成和发展;了解多道批处理操作系统、分时系统、实时系统、网络操作系统的特点;掌握操作系统五个方面的功能;掌握研究操作系统常见的几种观点。
【教学重点】操作系统的功能。
【教学难点】研究操作系统常见的几种观点。
第二章操作系统用户界面【教学内容】作业的基本概念;作业的建立;命令控制界面接口;系统调用;UNIX用户界面。
“操作系统原理”经典课程教学大纲
调度算法
实时调度
多处理机系统中的调度
产生死锁的原因和必要条件
预防死锁的方法
死锁的检测与解除
第4章存储器管理(9学时)
本章学习内容
:
程序的装入和链接
连续分配方式
基本分页存储管理方式
基本分段存储管理方式
虚拟存储器的基本概念
请求分页存储管理方式
页面置换算法
请求分段存储管理方式
第5章设备管理(5学时)
本章学习内容:
I/O系统
I/O控制方式
缓冲管理
设备分配
设备处理
磁盘存储器管理
第6章文件系统(5学时)
本章学习内容:
文件和文件系统
文件的逻辑结构
外存分配方式
目录管理
文件存储空间的管理
文件共享和文件保护
数据一致性控制
第7章操作系统接口(2学时)
本章学习内容:
联机命令
shell命令语言
系统调用
UNIX系统调用
1996年第一版
参考书目
操作系统教程,孙钟秀等,高等教育出版社出版
•“现代操作系统”,Aadrew S.T著陈向群等译,机械工业出版社,1999年第一版。
•“操作系统”,徐宗元,高等教育出版社,2000年第一版。
•“Operating Systems:Internal and Design Principles”,William Stallings,清华大学出版社,1998年第3版。
•“Operating System Concepts”,James L。Peterson,Addison-Wesley Publishing Company,2001年第6版。
成绩评定
操作系统原理教学大纲
操作系统原理教学大纲一、课程介绍(100字)本门课程是操作系统原理课程,旨在向学生介绍操作系统的基本原理、概念和功能,培养学生对操作系统的理论知识和实践技能。
通过本课程的学习,学生将掌握操作系统的设计和实现方法,了解操作系统的运行机制,以及掌握常见操作系统的使用和管理技术。
二、教学目标(200字)1.掌握操作系统的基本概念和原理,包括进程管理、内存管理、文件系统等。
2.熟悉操作系统的设计、实现和优化方法,能够设计简单的操作系统。
3.理解操作系统的运行机制,能够分析和解决操作系统的性能问题。
4.掌握常见操作系统的使用和管理技术,能够实施操作系统的安装、配置与维护。
5.培养学生的问题解决能力、团队合作能力和自主学习能力。
三、教学内容及安排(600字)1.操作系统概述(50字)-操作系统的定义和作用-操作系统的演化历史和分类2.进程管理(200字)-进程的概念和状态-进程的调度和并发控制-进程通信和同步机制3.内存管理(200字)-内存的层次和机制-内存分配和回收算法-虚拟内存管理和页面置换算法4.文件系统(200字)-文件的组织和操作-目录结构和文件访问控制-磁盘调度算法和文件缓存技术5.输入输出系统(200字)-设备的分类和工作原理-设备驱动程序和中断处理-缓冲区管理和设备调度算法6.操作系统设计与实现(200字)-操作系统的结构和模块划分-中断处理和系统调用的实现-设备驱动程序和进程管理的实现7.操作系统性能优化(200字)-性能评测和分析-调度算法和内存管理的优化-文件系统和输入输出系统的优化8.常见操作系统的使用与管理(200字)- Windows操作系统的安装与配置- Linux操作系统的使用与命令-虚拟化技术和云计算平台的管理四、教学方法(200字)本课程将采用多种教学方法,包括课堂讲授、案例分析、实验实践和讨论研讨等。
课堂讲授将用于介绍操作系统的基本概念、原理和算法;案例分析将用于解析实际操作系统的设计和实现;实验实践将用于培养学生的动手能力和实际应用能力;讨论研讨将用于激发学生的思考和创新能力。
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《操作系统原理》教学大纲
课程编号: CE3201
课程名称:操作系统英文名称:Operating System 学分/学时:3/48 课程性质:选修
适用专业:网络工程建议开设学期: 5
先修课程:计算机导论与C语言、程序设计、数据结构与算法分析
开课单位:网络与信息安全学院
一、课程的教学目标与任务
操作系统是网络工程专业的一门选修课,是大学学生的必修课程。
因为,在知识经济蓬
勃发展的今天,软件产业占据着核心地位,而操作系统是所有软件的基础,是软件的根本,
是计算机系统中的核心系统软件,专门控制和管理计算机系统中的各种软硬件资源,提供了
用户与计算机之间的接口,其性能直接影响到计算机系统的工作效率,所以操作系统是计算
机领域中最活跃的学科之一,其发展极为迅速。
通过本课程的学习,使学生能够系统地掌握操作系统基本概念、主要功能、工作原理和
实现技术;具有使用操作系统和分析操作系统的能力。
通过实践,理解和掌握Unix、Windows
操作系统基本工作原理及使用方法,为以后在操作系统平台上开发各种应用软件或系统软件
打下坚实的基础。
二、课程具体内容及基本要求
(一)操作系统概论(2学时)
主要内容:
(1)操作系统的目标作用和模型
(2)操作系统的发展过程
(3)现代操作系统的类型
(4)操作系统的特征和服务
1.基本要求
了解操作系统的基本概念、操作系统发展历史,操作系统应具备的功能,掌握多道批处
理系统、实时系统和分时系统的工作原理,实时和分时系统的区别,UNIX操作系统基本结构。
2.重点与难点
重点:操作系统的作用、现代操作系统的类型、操作系统的特征
难点:操作系统的作用和特征
(二)进程管理和用户接口(4学时)
主要内容:
(1)进程的描述与控制
(2)进程的调度
(3)线程
(4)联机命令控制和脱机控制
(5)程序接口
1.基本要求:
理解为什么操作系统是用户和计算机之间的接口。
进程是资源分配和独立运行的基本单位。
用研究操作系统的进程观点来看,是研究系统中诸进程之间的并发特性以及进程之间的相互制约性。
特别是随着操作系统的发展,又引入了线程这一新的概念。
本部分重点是要求学生掌握进程、线程的基本概念;进程、线程的区别;进程、程序的区别。
2.重点与难点
重点:进程定义、进程的调度和线程定义
难点:为什么引进进程、进程调度算法
(三)进程间的通信(6学时+8学时)
主要内容:
(1)进程的同步与互斥
(2)信号量和PV操作
(3)进程间的通信
(4)死锁
1.基本要求:
进程间如何通信是操作系统中的一个非常重要的内容,通过学习应当重点掌握如何解决
进程间的同步和互斥问题;如何预防、检测、解决死锁。
要求掌握如何利用信号量机制解决进程间的同步和互斥问题。
2.重点与难点
重点:进程的同步与互斥概念、信号量机制、死锁的应对
难点:信号量机制解决进程的同步与互斥、死锁的预防和检测策略
3.作业及课外学习要求:
上机实验:基于Windows平台的进程同步与互斥模拟实验
基于Windows平台的进程通信模拟实验
(四)存储管理(8学时+4学时)
主要内容:
(1)基本概念及存储管理中研究的问题
(2)分区管理
(3)分页和请求分页管理
(4)分段及段页式管理
(5)虚拟内存管理
1.基本要求:
重点掌握页式管理的基本设计思想及实现方法;页面置换算法;虚拟存储器的概念。
同时掌握为什么要引入存储管理,理解什么是地址再定位,虚拟存储器等基本概念。
2.重点与难点
重点:分区管理、分页和请求分页管理、分段及段页式管理办法
难点:分页、分段内存管理办法和虚拟内存管理策略
3.作业及课外学习要求:
上机实验:内存分区管理模拟实验
(五)设备管理(4学时)
主要内容:
(1)设备管理概述
(2)操作系统对I/O操作的控制
(3)缓冲区管理
(4)设备管理的数据结构和设备分配
1.基本要求:
掌握I/O系统是如何组成的;I/O的控制方式;为什么要引入缓冲管理、缓冲管理的方法;设备分配的数据结构及应考虑的因素及了解设备处理的过程。
重点与难点
重点:操作系统的I/O操作的控制方式、缓冲区管理、设备管理的数据结构和设备分配
难点:操作系统的I/O操作的控制方式和缓冲区管理
(六)文件系统(8学时+4学时)
主要内容:
(1)文件系统概述
(2)文件系统中的目录管理
(3)文件共享
(4)文件的系统调用
(5)外存管理
(6)磁盘调度
1.基本要求:
重点掌握文件的目录管理、文件的共享与保护。
要求了解文件系统的基本概念、掌握文件目录管理的方法、如何实现文件的共享和保护。
2.重点与难点
重点:文件系统中的目录管理、文件共享、外存管理和磁盘调度
难点:外存的管理策略和磁盘调度算法
3.作业及课外学习要求:
上机实验:文件系统模拟实验
三、教学安排及方式
1.总学时 32 +32 学时,其中:讲授32学时,实验(或上机或综合练习或多种形式)32 学时。
注:教学方式填写“讲授、实验或实践、上机、综合练习、多种形式”。
2.教学方法建议
教学方法建议将目前常用的操作系统如:Windows、Linux、Unix的实现结合到操作系统原理部分,以加强学生对课程的理解。
四、本课程对培养学生能力和素质的贡献点
通过本课程的学习,学生能够掌握操作系统的主要功能和工作原理;为以后在操作系统平台上开发各种应用软件或系统软件打下坚实的基础。
五、考核及成绩评定方式
最终成绩由平时作业成绩、期末成绩和小论文成绩等组合而成。
各部分所占比例如下:平时作业成绩:10%。
主要考核对每堂课知识点的复习、理解和掌握程度。
期末考试成绩:70%。
主要考核操作基础知识的掌握程度。
书面考试形式。
题型为:选择题、填空题、问答题和计算题等。
实验成绩:20%。
主要考核学生软件设计及实践能力,以及通过实验对操作系统基本、重要原理的理解程度。
六、教材及参考书目
1.教材
方敏,王亚平,权义宁,王长山.计算机操作系统. 西安电子科技大学出版社. 2004年2.参考书
[1]陆松年操作系统教程电子工业出版社 2000年10月
[2]汤子瀛计算机操作系统西安电子科技大学 1996年12月
[3]陈向群现代操作系统机械工业出版社 1999年11月
[4]Tanenbaum A.S Operating System Design and Implementation, 清华大学出版社1996年11月 (影印版)
七、说明
(一)与相关课程的分工衔接
(二)其他说明
2017年 10 月 12 日。