操作系统教学计划

操作系统

一、说明

（一）课程性质

本课程是计算机科学与技术专业的核心课程之一，属于必修课程。

“操作系统”是计算机系统不可缺少的组成部分，负责对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，使整个计算机系统协调一致且高效地工作，指挥计算机系统正常运行。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，给用户使用计算机而提供方便灵活友好的接口。

本课程的先修课为计算机组成原理、微机原理、数据结构、高级语言程序设计；后续课程为数据库系统原理、计算机网络、分布式系统等。

（二）教学目的

通过本课程的学习，使学生在深刻理解计算机系统整体概念的基础之上，掌握操作系统的基本内容及实现方法，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，从而使学生具备一定的系统软件开发技能，为以后从事的研究、开发工作（如设计、分析或改进各种系统软件和应用软件）提供必要的软件基础和基本技能。

（三）教学内容

本课程内容包括：绪论，是对操作系统的一般性描述，包括什么是操作系统，操作系统在整个计算机系统的地位及其发展历史，它的功能、分类等；作业管理和用户接口，介绍作业和操作系统用户接口，包括作业的基本概念和作业的建立过程、介绍和它所提供的用户接口等；进程管理，主要介绍进程和线程的概念、进程控制、进程同步/互斥、死锁、进程间通信、线程等；处理机调度，主要介绍作业调度、进程调度、各种调度算法及其评价等；存储管理，介绍常见存储管理的方法，虚拟存储管理的实现等；进程和存储管理；文件系统，包括文件系统的概念、文件结构和文件存取、文件目录管理、文件管理等；设备管理；面向对象的操作系统和分布式操作系统。

（四）教学时数

课内学时：72

（五）教学方式

本课程的教学环节包括：课堂讲授、习题课、课堂讨论、批改作业、课外辅导、实验相结合，并逐步采用、网络教学等教学手段。通过本课程各个教学环节的教学，重点培养学生的自学能力、分析问题解决问题的能力。

教学方法：采用启发式教学，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：开展电子教案、课件的研制、引进和应用，研制多媒体教学系统。

考试环节：考试形式采用笔试，考试题型分为：填空题、选择题、判断题、简答题、分析设计题。

二、本文

第1章绪论

教学要点：

操作系统的概念及其发展历史、分类，操作系统功能，研究操作系统的观点。本章是对操作系统的一般性描述。

教学时数：4学时

1.1 操作系统概念（0.5学时）

掌握操作系统的概念及其在计算机系统中的作用。

1.2 操作系统的发展历史（1学时）

了解操作系统的发展历史。

1.3 操作系统的基本类型（1学时）

理解批处理系统、分时操作系统、实时操作系统、个人计算机操作系统、网络和分布式操作系统的特点。

1.4 操作系统的功能（1学时）

掌握操作系统的处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理和用户接口五大功能。

1.5 研究操作系统的几种观点（0.5学时）

了解操作系统是计算机资源的管理者观点，用户界面观点，进程管理观点。

考核要求：

1．识记：什么是操作系统，操作系统的分类。

2．领会：操作系统的功能，操作系统的发展历史及研究观点。

第2章作业管理和用户接口

教学要点：

作业的概念和建立过程，操作系统为用户提供的接口，用户接口，编程。教学时数：8学时

教学内容：

2.1 作业的基本概念（1学时）

掌握作业的定义，作业的组织。

2.2 作业的建立过程（1学时）

掌握作业的输入方式、的建立；掌握系统。

2.3 用户接口（1学时）

掌握作业控制、系统调用；了解用户接口的演变。

2.4 分时作业管理（0.5学时）

了解分时作业管理。

2.5 简介（1学时）

了解的发展历史和发展前景，系统的特点，系统结构。

2.6 的（1.5学时）

理解提供的命令种类，程序语言，命令。

2.7 的系统调用（1学时）

理解有关设备管理的系统调用，有关文件系统的系统调用，有关进程控制的系统调用，有关进程通信的系统调用，有关存储管理的系统调用。

2.8 桌面环境介绍（1学时）

了解桌面环境介绍。

考核要求：

1．识记并领会：作业的概念，的建立，系统，操作系统用户接口。

2．分析：的，的系统调用。

第3章进程管理

教学要点：

进程的概念和描述，进程的同步和互斥，进程通信，死锁。

教学时数：10学时

3.1 进程和线程的概念（1学时）

掌握程序的并发执行、进程的定义、作业和进程的关系；了解线程的概念。

3.2 进程的描述（1学时）

掌握进程控制块，进程上下文。

3.3 进程状态及其转换（1学时）

掌握进程的三种基本状态：执行状态、等待状态、就绪状态，三种状态间的转换。

3.4 进程控制（1学时）

理解进程的创建与撤消，进程的阻塞与唤醒。

3.5 进程互斥（2学时）

掌握资源共享所引起的制约，互斥的加锁实现，信号量和p、v原语，用p、v原语实现进程互斥。

3.6 进程同步（1学时）

掌握同步的概念，私用信号量，用p、v原语实现同步；理解生产者——消费者问题。

3.7 进程通信（1.5学时）

理解进程的通信方式，消息缓冲机制，邮箱通信。

3.8 死锁问题（1.5学时）

掌握死锁的概念，死锁的排除方法，银行家算法。

考核要求：

1．识记：进程的概念和描述，进程的互斥和同步，死锁的产生条件，线程的概念。

2．领会：进程控制，进程通信，死锁的排除方法和各种算法。

第4章处理机调度

教学要点：

作业调度，进程调度，各种调度算法及其评价，多处理机调度机制。

教学时数：6学时

教学内容：

4.1 分级调度（1学时）

作业的状态和转换，调度的层次。

4.2 作业调度（1学时）

掌握作业调度功能，作业调度目标与性能衡量。

4.3 进程调度（1学时）

掌握进程调度的功能，进程调度的时机，进程上下文切换；理解进程调度性能评价。

4.4 调度算法（1学时）

掌握先来先服务调度算法，轮转法，多级反馈轮转法，优先级法，静态优先级，动态优先级。

4.5 算法评价（1学时）

理解方式的调度性能分析，轮转法调度性能评价，线性优先级法的调度性能。

4.6 多处理机调度（1学时）

了解多处理机系统的概念，多处理机操作系统的分类，多处理机系统调度策略。

考核要求：

1．识记：作业调度的功能和目标。

2．领会：进程调度，调度算法的性能评价。

3．分析及应用进程调度算法。

第5章存储管理

教学要点：

教学时数：12学时

教学内容：

5.1 存储管理的功能（1.5学时）

掌握虚拟存储器，内外存数据传输的控制，内存的分配与回收；理解地址变换，内存信息的共享与保护。

5.2 单道环境下的存储管理（0.5学时）

理解单一连续区分配；了解单一连续区管理方式的优缺点。

5.3 分区存储管理（2学时）

理解分区管理基本原理，分区的分配与回收。

5.4 覆盖与交换技术（1学时）

理解覆盖技术，交换技术。

5.5 页式管理（3学时）