操作系统精品课程

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教学大纲
2016-08-11 21:53  

操作系统

大纲编号:2010120202101

一、课程信息

课程编号:2010120

课程名称:操作系统

课程类别:专业基础课

   分:4

   时:72

课堂讲授:48

上机实验:24

适用范围:计算机科学与技术专业、软件工程专业、软件工程(日语强化)专业、网络工程专业,相关专业任选课

预修课程:C语言程序设计,数据结构,计算机组成原理


二、课程的性质与任务

1.课程性质:必修课

2.课程任务:本课程主要介绍操作系统在计算机系统中的作用、地位和特点,操作系统在进行计算机软硬件资源管理和调度时常用的概念、方法、策略、算法、手段等。

修完本课程的学生应达到如下要求:

(1)掌握操作系统的基本理论、设计方法和实现技术

(2)具有初步的操作系统开发和维护能力。


三、课程内容、基本要求与学时分配

 

内容与基本要求

课时安排

备注

实验

第一章

操作系统引论

了解:发展过程

理解:操作系统的目标和作用

掌握:OS的基本特性

2

2


理解:OS结构设计

掌握:OS的主要功能

2


作业1

第二章

进程的描述与控制

了解:前驱图;顺序执行及其特征

理解:并发执行及其特征

掌握:进程的特征与状态;PCB;

2



理解:进程控制

掌握:进程同步的基本概念;信号量机制

2

2


理解:信号量的应用

掌握:经典进程的同步问题

2

2


了解:进程通信的概念

理解:消息传递通信的实现方式

掌握:进程通信的类型

2

2


理解:线程和进程的区别

掌握:线程的基本概念;线程的实现

2


作业2

第三章

处理器调度与死锁

了解:调度的层次

理解:处理机调度算法的目标,作业与作业调度的主要任务

掌握:先来先服务调度算法、短作业优先调度算法、优先级调度算法、高响应比优先调度算法

2

2


了解:进程调度的任务机制和方式

掌握:轮转调度算法、优先级调度算法、多队列调度算法、多级反馈队列调度算法

2



理解:产生死锁的原因

掌握:死锁的定义;产生死锁的必要条件和处理方法

2

2


理解:死锁的检测与解除

掌握:预防死锁的方法;银行家算法

2



习题课

2


作业3

第四章

存储器管理

理解:存储器的层次结构;程序的装入和链接

掌握:连续分配方式、动态可重定位分区分配、对换

2

2


理解:页表结构

掌握:分页的基本原理;地址变换机构

2



理解:为什么引入分段方式

掌握:分段的基本原理;段页式存储管理方式

2



第五章 虚拟存储器

理解:局部性原理

掌握:虚拟存储器的定义和特征;请求分页存储管理方式、页面置换算法

2

2


理解:抖动与工作集概念、请求分段存储管理方式

掌握:页面置换算法(续)

2


作业4


第六章

输入输出系统


理解:I/O系统的基本功能

掌握:I/O系统的层次结构和模型、I/O接口、I/O设备控制器、I/O通道

2



理解:设备驱动程序、I/O软件

掌握:中断机构中断处理程序、对I/O设备的控制方式、假脱机(SPOOLING)系统

2



了解:磁盘性能简述

理解:为什么引入缓冲区

掌握:缓冲区管理、磁盘调度算法

2

2

作业5

第七章

文件管理

理解:文件和文件系统

掌握:文件系统的层次结构;文件的逻辑结构

2



掌握:目录管理

2



理解:文件共享概念

掌握:文件保护、保护域、保护矩阵

2


作业6

第八章

磁盘存储器的管理

了解:提高磁盘I/O速度的途径

理解:FAT和NTFS

掌握:外存的组织方式、文件存储空间的管理

2




掌握: Linux基本环境和Shell基本编程


2



掌握: Shell基本编程


2



实验课考试


2


合计


48

24




实验课大纲:

序号

实验项目名称

目的、要求

课时安排

学时

类型(验证、设计、综合、创新)

1

引导操作系统的过程

通过简单汇编程序设计及DEBUG程序的使用,能在软盘上创建一个系统引导程序。

2

验证

2

Linux基本环境

1.学会使用各种shell命令去操作Linux。

2.学会使用vi编辑器编辑C语言程序,并能对其编译和调试。

2

验证(1学时)+设计(1学时)

3

Shell基本编程  

掌握: Shell基本编程


验证(1学时)+设计(1学时)

4

进程管理

1.加深对进程概念的理解,明确进程和程序的区别。进一步认识并发执行的实质。

2.调试多进程并发执行程序,并分析结果。

2

验证

5

进程调度

调试进程调度模拟程序,并分析结果。

2

验证

6

进程通信

调试进程通信程序,并分析结果。

2

验证

7

进程(或线程)同步与多线程编程

1.理解Linux系统中进程(或线程)同步的基本原理;理解Linux多线程编程及线程访问控制。

2.调试生产者-消费者程序,根据实验要求,分析各种结果产生的原因。按照实验要求修改程序。

3

验证(1学时)+设计(1学时)

8

死锁避免—银行家算法

1.理解有关资源申请、避免死锁等概念,掌握避免死锁的具体实施方法。

2.调试银行家算法程序。按照实验要求修改程序。

2

验证(1学时)+设计(1学时)

9

存储管理-可变分区

1.理解可变分区管理方式下采用最优适应算法实现主存分配和回收。

2. 调试存储管理程序。按照实验要求修改程序。

2

验证(1学时)+设计(1学时)

10

存储管理-请求分页

调试请求分页的页面置换算法程序,并分析结果。

2

验证

11

磁盘调度

通过磁盘调度算法模拟设计,掌握各种磁盘调度算法的思想。

2

验证+设计(1学时)

12

实验课考试


2


合计



24


考核办法:共70分。

1.其中实验课考试40分。

2.实验报告30分:三次过程考核,每次10分。

3.每次迟到扣1分,旷课扣5分。


四、推荐教材及参考书目

1.理论课教材:

《计算机操作系统(第四版)》,汤子瀛等主编,西安电子科技大学出版社

2.理论课参考书目:

《操作系统教程》,孟庆昌著,电子工业出版社

3.实验课教材:

《操作系统实验教程》,张坤、姜立秋、赵慧然著,清华大学出版社

五、授课方式

1.理论授课

采用板书和投影相结合。

2.实验(上机)

采用任务驱动、教师集中指导、学生分组练习的方式进行。另有拓展实验,着重培养学生自主学习能力。

六、考核办法

1平时成绩:100分合为总成绩的30%

100分=考勤10分(至少5次,每次2分。每次迟到扣1分、旷课扣2分)+理论课过程考核20分(两次,每次10分)+实验70

2期末成绩:100分合为总成绩的70%

3考试方式:闭卷考试

4成绩评定:百分制

修订日期2021-5-21

                   编 人: 赵慧然

                   审 人: 姜立秋




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