哈工大操作系统课程教学大纲

《操作系统》课程教学大纲

课程中文名称：操作系统

课程英文名称：Operating Systems

总学时：64 讲课学时：40 习题课学时：0 实验学时：24 上机学时：0

授课对象：计算机科学与技术及相关专业

先修课程：高级语言程序设计、数据结构与算法、汇编语言和计算机原理

一、课程教学目的

操作系统是计算机系统中的一个重要组成部分是高等院校计算机及其相关专业的一门重要的必修主干课程，该课程的主要目的是使学生了解并掌握计算机操作系统的工作原理、体系结构。使学生较全面的理解操作系统的特点，了解系统的基本设计原理，掌握操作系统的基本设计方法和技术。学习后应对其有一个完整的认识和理解，计算机操作系统是非常重要的系统软件，学好这门课程有助于提高对计算机系统的了解，并且可为以后进行较深层的软件研制与开发打下坚实的基础。

二、教学内容及基本要求

教学内容：

1、序言、操作系统引论（4学时）

（目标、作用、模型、特征、功能和服务、计算机的组成技术和系统结构与OS的联系与支持）。

2、处理机管理和进程的描述（6学时）

中断、中断处理；并发进程特征；前趋图；处理机进程调度；线程的概念，进程及线程的描述与控制

3、进程的同步与通信（10学时）

进程的状态转换；PCB的主要内容；进程的互斥与同步，临界资源、临界区，信号量机制，经典进程同步问题，管程机制；进程通信；死锁的概念，产生死锁的必要条件，如何防止、解除死锁，银行家算法。

4、存储管理（8学时）

程序的装入和连接：单一连续存储管理；固定分区，可变分区，分页存储管理，分段存储管理，段页式存储管理；虚存的概念；请求分页存储管理的硬件支持，页面分配、页面调度策略，页面置换算法（如OPT、FIFO、LRU、LFU等）、虚拟存储器；请求分段存储管理方式。

5、设备管理（4学时）

设备管理程序的主要功能：I/O系统的组成（结构，I/O设备，设备控制器，I/O通道），I/O

控制方式，缓冲处理，设备分配，SpooLing技术。

6、文件系统（3学时）

文件和文件系统，文件的逻辑结构（文件逻辑结构的类型，顺序文件，索引文件，索引顺序文件）、目录管理、共享和保护。

7、操作系统接口（2学时）

命令接口、程序接口（系统调用及实现过程）、图形接口

8、系统安全性介绍、复习（2学时）

基本要求：

1、课程基本要求

本课程要求学习了解操作系统的基本概念、功能和分类，掌握操作系统课程所述内容的概念、原理、方法、技术，使学生较全面的理解操作系统的特点，了解系统的基本设计原理，掌握操作系统的基本设计方法和技术，学习掌握认识大型软件系统的设计方法，如何实现对处理机、内存、文件、设备和作业的管理。

2、实验要求

（1）要求学生用高级语言编写和调试一个简单的进程调度和程序。加深理解有关进程控制块，进程队例的概念，并体会和了解优先数和时间片轮转调度算法的具体实施办法。

（2）要求深刻领会银行家算法的实质及其实现过程。

（3）要求学生用一种结构化的程序设计语言构造分区描述器，编制分区分配算法和回收算法，讨论不同放置策略的特点。

（4）要求学生领会文件系统的一些基本概念及其管理方法。

3、考试形式

期末笔答试卷加平时成绩本课程综合成绩有三部分组成：

书面笔试成绩，占总成绩的70%

实验能力成绩，占总成绩的20%

平时作业成绩，占总成绩的10%