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文本内容:
操作系统课程教学大纲
一、课程教学目标操作系统是计算科学与技术、软件工程专业重要的专业课程本课程的教学目标是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，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通过本课程的学习，帮助学生建立计算机操作系统处理问题的思维模式，初步掌握设计系统的基本思想，基础知识、基本原理和基本方法，培养和提高学生设计程序和调试程序的能力
1.认知目标掌握有关计算机操作系统的一般知识，操作系统的定义和功能、硬件支撑环境、常采用的结构模式以及分类等掌握处理机管理涉及到的关键技术，各种作业调度算法、各种进程调度算法等；掌握基本存储管理和虚拟存储管理的基本策略；掌握文件管理，文件的逻辑结构、物理结构、目录结构、磁盘存储空间的管理、按名存取的实现过程等；掌握设备管理，I/O的组织结构、实现方式、缓冲技术、虚拟设备与SPOOLing技术以及磁盘的移臂调度策略；掌握并发进程的设计技术，用信号量实现互斥、同步、资源分配的方法；掌握死锁的概念、产生死锁的必要条件、死锁的预防、避免、检测与恢复等
2.技能目标通过对本课程的学习，学生应具备系统分析、软件开发与设计、实验验证、编程技术等技能
3.情感目标通过本课程的学习，培养学生具有热爱科学，实事求是的学风和创新意识、创新精神；培养学生团队协作的意识，在系统开发设计过程中互补互助，与其他成员协调合作的能力
二、课程教学内容及要求
1.课程内容操作系统引论，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；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、进程间通信、线程等；处理机调度与死锁，主要介绍作业调度、进程调度、各种调度算法及死锁等；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；文件管理，包括文件系统的概念、文件结构和文件存取、文件目录管理、文件保护等；设备管理，主要包括I/O控制方式,I/调度，缓冲区的管理，设备的分配与回收，SPOOLing技术等第五节SPOOLing系统
一、什么是SPOOLing
二、SPOOLing系统的组成
三、SPOOLing系统的特点
四、SPOOLing系统的应用第六节缓冲区管理
一、什么是缓冲区
二、常用的缓冲技术第七节磁盘存储器的性能和调度
一、磁盘的组织结构
二、磁盘调度算法第七章文件管理【教学目标】通过本章的学习使学生了解到操作系统的文件管理模块负责管理放在外存上的大量文件，并把对文件的存取、共享和保护等手段提供给用户【重点难点】重点文件的逻辑结构与物理结构，目录查询技术，文件的共享与保护难点文件的逻辑结构与物理结构，目录查询技术【教学内容】第一节文件和文件系统
一、文件的概念
二、文件的属性
三、文件的基本操作第二节文件的逻辑结构
一、记录式文件
二、无结构的文件第三节有结构的文件组织形式
一、顺序文件
二、索引文件
三、索引顺序文件
四、直接文件第四节文件的存取方式
一、顺序存取
二、随机读取第五节文件目录
一、文件目录的定义和功能
二、简单的文件目录
三、树形结构目录
四、目录查询技术第六节文件共享
一、基于索引节点的共享方式
二、利用符号链实现文件共享第七节文件保护
一、文件保护
二、文件保密
三、文件安全第八章磁盘存储器的管理【教学目标】通过本章的学习使学生了解到磁盘的组织方式，文件存储空间的管理方法和提高磁盘I/O速度的途径【重点难点】重点外存的组织方式、文件存储空间的管理方法难点外存的组织方式、文件存储空间的管理方法【教学内容】第一节外存的组织方式
一、连续组织方式
二、链接组织方式
三、索引组织方式
四、FAT技术和NTFS的文件组织方式第二节文件存储空间的管理
一、空闲表法和空闲链表法
二、位示图法
三、成组链接法第三节提高磁盘I/O速度的途径
一、磁盘高速缓存
二、廉价磁盘冗余阵列系（教研室）主任:教学院长:
2.课程要求要求学生掌握操作系统的设计方法与实现技术，能够运用所学操作系统知识分析问题和解决问题
三、课程教学重点和难点重点本课程的教学重点是进程的控制、处理机调度与死锁、存储管理和输入输出系统等难点进程的控制、处理机调度与死锁、存储管理
四、课程考试形式和要求根据专业人才培养方案，操作系统课程为考试科目，采用闭卷形式进行课程考试成绩由“平时成绩”（占30%）和“期末成绩”（占70%）构成其中，平时成绩是以学生平时出勤、实验报告、课后作业完成情况等方面予以评分
五、课程教学时数分配学章教学方式或手课后作业形数时教学内容备注目段式教--*操作系统引论8讲授实验简答题实验2学时计算题思考实验*进程的描述与控制16讲授实验题4学时实验处理机调度与死锁8讲授实验计算题2学时四存储器管理8讲授计算题实验五虚拟存储器8讲授实验计算题2学时六输入输出系统8讲授计算题实验2学时实验七文件管理6讲授实验简答题2学时八磁盘存储器的管理2讲授简答题总计64第一章操作系统引论【教学目标】通过本章教学，使学生掌握操作系统的概念，操作系统的作用和发展过程,知道操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对计算机系统的首次扩充，是现代计算机系统必须配置的软件【重点难点】重点操作系统的概念、作用，操作系统的基本特征以及操作系统的主要功能难点操作系统基本特征的理解，操作系统主要功能的体现【教学内容】第一节操作系统的目标和作用
一、操作系统的目标
二、操作系统的作用第二节操作系统的发展过程
一、无操作系统的计算机系统
二、单道批处理系统
三、多道批处理系统
四、分时系统
五、实时系统
六、微机操作系统的发展第三节操作系统的基本特征
一、并发
二、共享
三、虚拟
四、异步第四节操作系统的主要功能
一、处理机管理功能
二、存储器管理功能
三、设备管理功能
四、文件管理功能
五、操作系统与用户之间的接口第五节操作系统的运行环境
一、内核态与用户态
二、系统调用第六节操作系统体系结构
一、微内核操作系统结构
二、大内核操作系统结构第二章进程的描述与控制【教学目标】通过本章的学习使学生了解在现代的操作系统中程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单位都是进程操作系统所具有的四大特征也都是基于进程而形成的，并可以从进程的观点来研究操作系统【重点难点】重点进程的基本特征，进程控制块的组成，进程基本状态及其状态的转换，进程同步的概念与信号量的应用，进程通信的实现，线程的概念与实现难点进程基本状态及其状态的转换，进程同步的概念与信号量的应用，管程的概念与应用【教学内容】第一节前驱图和程序执行
一、前驱图
二、程序顺序执行
三、程序并发执行
四、与时间有关的错误第二节进程的描述
一、进程的定义和特征
二、进程的基本状态及转换
三、挂起操作和进程状态的转换
四、进程管理中的数据结构第三节进程控制
一、进程的创建
二、进程的终止
三、进程的阻塞与唤醒
四、进程的挂起与激活第四节进程同步
一、进程同步的基本概念
二、硬件同步机制
三、信号量机制
四、信号量的应用
五、管程机制第五节经典进程的同步问题
一、生产者消费者问题
二、读者写者问题
三、哲学家进餐问题第六节进程通信
一、进程通信的类型
二、直接消息传递方式
三、间接消息传递方式第七节线程的基本概念
一、线程的引入
二、线程的状态和线程控制块
三、线程与进程的比较
四、线程的实现第三章处理机调度与死锁【教学目标】通过本章的学习使学生了解在现代的多道程序环境下，进程的数目往往要多于处理机的数目，因此要按照一定的算法动态的把处理机分配给就绪队列中的一个进程使之执行【重点难点】重点高、中、低三级调度的概念，不同调度算法的应用，进程的分配与调度方式，产生死锁的原因与必要条件，预防死锁的方法，死锁的避免，银行家算法难点不同调度算法的应用，银行家算法【教学内容】第一节处理机调度的层次和调度算法的目标
一、处理机调度的层次
二、处理机调度算法的目标第二节作业与作业调度
一、批处理系统中的作业
二、作业调度的主要任务
三、先来先服务和短作业优先调度算法
四、优先级调度算法和高响应比优先调度算法第三节进程调度
一、进程调度的任务、机制和方式
二、轮转调度算法
三、优先级调度算法
四、多队列调度算法
五、多级反馈队列调度算法第四节死锁概述
一、计算机系统中的死锁
二、死锁的定义、必要条件和处理方法第五节预防死锁
一、破坏”请求和保持”条件
二、破坏“不可抢占”条件
三、破坏“循环等待”条件第六节避免死锁
一、系统安全状态
二、利用银行家算法避免死锁第七节死锁的检测与解除
一、死锁的检测
二、死锁的解除第四章存储管理【教学目标】通过本章的学习使学生了解对内存加以有效的管理不仅直接影响到存储器的利用率而且还对系统性能有重大影响，因此掌握有关内存管理的方法和策略【重点难点】重点固定分区分配、动态分区分配、可重定位分区分配的概念与实现，基本分页存储管理，基本分段存储管理与基本段页式存储管理方式的实现方法难点基本分页存储管理、基本分段存储管理与基本段页式存储管理方式的实现方法【教学内容】第一节存储器的层次结构
一、多层结构的存储器系统
二、主存储器与寄存器
三、高速缓存和磁盘缓存第二节程序的装入和链接
一、程序的装入
二、程序的链接第三节连续分配存储管理方式
一、单一连续分配
二、固定分区分配
三、动态分区分配
四、基于顺序搜索的动态分区分配算法
五、动态可重定位分区分配第四节对换
一、多道程序环境下的对换技术
二、对换空间的管理
三、进程的换出与换入第五节分页存储管理方式
一、分页存储管理的基本方法
二、地址变换机构
三、访问内存的有效时间
四、两级和多级页表第六节分段存储管理方式
一、分段存储管理方式的引入
二、分段系统的基本原理
三、信息共享
四、段页式存储管理方式第五章虚拟存储器【教学目标】通过本章的学习使学生了解虚拟存储的实质就是借助外存空间实现对内存的扩充【重点难点】重点虚拟存储器的概念与实现，请求分页与请求分段存储管理的应用，常用页面置换算法难点页面置换算法【教学内容】第一节虚拟存储器概述
一、虚拟存储器的定义
二、局部性原理
三、虚拟存储器的特征
四、虚拟存储器的实现方法第二节请求分页存储管理方式
一、请求分页中的硬件支持
二、请求分页中的内存分配
三、页面调入策略第三节页面置换算法
一、最佳置换算法和先进先出置换算法
二、最近最久未使用和最少使用置换算法
三、Clock置换算法
四、访问内存的有效时间第四节“抖动”与工作集
一、多道程序度与“抖动”
二、工作集
三、“抖动”的预防方法第五节请求分段存储管理方式
一、请求分段中的硬件支持
二、分段的共享与保护第六章输入输出系统【教学目标】通过本章的学习使学生了解设备管理的基本任务是完成用户提出的I/O请求，提高I/O速率以及提高I/O设备的利用率【重点难点】重点通道的概念与外围设备的控制，缓冲区的管理，设备独立性概念，Spooling系统的组成与应用，磁盘调度算法难点通道的概念，缓冲区的管理，Spooling系统的组成与应用，磁盘调度算法【教学内容】第一节I/O系统的功能和结构
一、I/O系统的基本功能
二、I/O系统的层次结构第二节I/O设备和设备控制器
一、I/O设备的分类
二、设备控制器
三、I/O通道第三节设备驱动程序
一、设备驱动程序概述
二、设备驱动程序的处理过程
三、I/O设备的控制方式第四节与设备无关的I/O软件
一、与设备无关软件的基本概念
二、设备分配。
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