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
学 分:4
学 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
章 节 |
内容与基本要求 |
课时安排 |
备注 |
授课 |
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 |
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理解:OS结构设计 掌握:OS的主要功能 |
2 |
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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 |
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理解:进程控制 掌握:进程同步的基本概念;信号量机制 |
2 |
2 |
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理解:信号量的应用 掌握:经典进程的同步问题 |
2 |
2 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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习题课 |
2 |
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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 |
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理解:页表结构 掌握:分页的基本原理;地址变换机构 |
2 |
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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 |
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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 |
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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 |
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作业4 |
第六章 输入输出系统
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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 |
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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 |
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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 |
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掌握:目录管理 |
2 |
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理解:文件共享概念 掌握:文件保护、保护域、保护矩阵 |
2 |
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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 |
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掌握: Linux基本环境和Shell基本编程 |
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2 |
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掌握: Shell基本编程 |
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2 |
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实验课考试 |
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2 |
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合计 |
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48 |
24 |
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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 |
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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 |
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2 |
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合计 |
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24 |
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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分折合为总成绩的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分
2.期末成绩:100分折合为总成绩的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 写 人: 赵慧然
审 核 人: 姜立秋