《操作系统》教学大纲.doc

1、操作系统教学大纲授课老师：胡仁第一部分大纲说明 一、课程的性质、目的与任务操作系统是计算机科学与技术、信息工程类计算机应用专业学生必修的公共基础课之一，是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。在计算机软硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。其特点是概念多、较抽象和涉及面广，其整体实现思想和技术又往往难于理解。 操作系统对计算机系统资源实施管理，是所有其他软件与计算机硬件的唯一接口，所有用户在使用计算机时都要得到操作系统提供的服务。因此本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握常用操作系统（如UNIX、Linux 或XENIX）的使用和一般管理方法，

2、了解它是如何组织和运作的，从而为学生以后的学习和工作打下基础。二、先修课要求 本课程在学习之前最好具有计算机组成原理、程序设计语言的知识。三、课程的教学要求基本概念：多道程序设计、并发、分时、作业、进程、互斥与同步、周转时间、吞吐量、重定位、连接、虚拟存储、虚拟设备、死锁、线程。 基本知识：计算机系统资源（处理机、存储器、设备、文件）的管理策略。 基本技能：管理系统资源的常用命令、系统配置与维护的方法和技术。重点：进程概念、存储管理（尤其虚拟存储）的各种策略、文件系统的管理、设备的管理和配置。 难点：进程的概念及其与程序的区别、进程间同步与互斥的正确实现、虚拟设备与虚拟存储。四、课程的教学方法

3、和教学形式建议1、本课程概念多、较抽象、涉及面广，因此教学形式以讲授方式（面授和电视录像）为主。2、为加强和落实动手能力的培养，应充分重视实践性教学环节，保证上机机时不少于36学时。建议在Linux 、UNIX或兼容的系统中完成实验。3、对关键性概念、整体实现思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。4、如条件许可，应利用网络技术进行授课、答疑和讨论。五、教学要求的层次课程的教学要求在每一章教学内容之后给出，大体上分为三个层次：了解、理解和掌握。了解即能正确判别有关概念和方法；理解是能正确表达有关概念和方法的含义；掌握是在理解的基础上加以灵活应用。第二部分教学媒体与教学过程建议一、课程教学总学时数、

4、 课程教学总学时数为108学时,其中授课时间为72学时，实验课时为36学时。二、文字教材与计算机多媒体课件教材的配合1. 课程以文字教材为主(包括主教材和实验教材两部分)2. . 计算机多媒体课件教材作为文字教材的强化媒体，配合文字教材讲授课程的重点、难点以及问题的分析方法与思路。两者互相补充，彼此配合。3. 努力实现网上教学。三、主要教学媒体的使用与学时分配教学内容授课学时实验学时 操作系统引论8 进程管理104 处理机管理8 存储器管理 86 文件系统108 设备管理66 中断和信号机构6 死锁2 微内核体系结构64 网络操作系统64 操作系统展望与汉化2合计7236四、考核本课程采用笔试

5、和上机操作两种考核方式，第三部分教学内容和教学要求一 操作系统引论教学内容1.1 操作系统的形成和发展一、什么是操作系统二、操作系统的发展历程1.2 操作系统的功能和特性一、操作系统的功能二、操作系统的特性1.3 操作系统的类型和主要产品一、多道批处理系统二、分时系统三、实时系统四、个人机系统五、网络操作系统六、分布式操作系统七、操作系统的主要产品系列1.4 操作系统的用户界面一、图形界面二、命令行界面三、系统调用教学要求1、掌握：操作系统的定义，操作系统的特性和主要功能。 2、理解：操作系统的主要类型，Linux 、UNIX命令行格式，分时概念。3、了解：操作系统的发展历程，分时和实时操作系

6、统的特点，操作系统的用户界面，操作系统在计算机系统中的地位，主要操作系统产品系列。教学建议 各实施单位可根据具体情况，对所用操作系统的运行环境作适当介绍。二 进程管理教学内容2.1进程的概念 一、多道程序设计概念 二、进程的定义2.2 进程的状态和组成一、进程的状态及其变化 二、进程的组成 三、进程队列2.3 进程的管理和有关命令一、进程的管理 二、进程管理命令2.4 进程的相互作用和通信一、进程的同步与互斥 二、同步机制及其应用 三、进程间的通信教学要求 1、掌握：进程定义，临界区概念，进程的状态及其变化，进程的同步与互斥。 2、理解：多道程序设计概念，进程的组成，进程管理的基本命令，信号量

7、和、操作及其应用。 3、了解：进程间的通信。教学建议 进程以及进程的同步与互斥既是本课程的重点，又是难点，可组织适当讨论，多加练习，适当开设习题课，鼓励学生积极思考，多提问题。 三 处理机管理教学内容3.1作业调度一、调度级别 二、作业状态 三、作业调度3.2进程调度3.3调度性能的评价3.4常用调度算法一、先来先服务法 二、时间片轮转法 三、优先级法 四、其他算法简介3.5 UNIX常用调度命令及命令执行过程 一、UNIX常用调度命令 二、Shell命令执行过程教学要求 1.掌握：作业调度和进程调度的功能，先来先服务法、时间片轮转法、优先级法。2.理解：调度级别，性能评价标准，UNIX常用调

8、度命令。3.了解：Shell命令执行过程，其他调度算法。四 存储器管理教学内容4.1存储器管理引言一、存储器的层次 二、用户程序的主要处理阶段 三、存储管理的功能四、存储管理基本技术4.2 分页存储管理技术 一、虚拟存储器的概念 二、分页的概念 三、请求分页的基本原理 四、硬件支持及缺页处理 五、页的保护和共享4.3分段存储管理技术 一、分段存储管理的基本概念 二、分段存储管理的基本原理 三、段的保护和共享 四、段页式存储管理技术4.4 虚存中的置换算法 一、先进先出法 二、最优置换法 三、最近最少使用置换法 四、最近未使用置换法4.5 UNIX中的存储管理技术教学要求1、掌握：用户程序的主要

9、处理阶段及相应概念，分页和分段的概念，虚拟存储器概念，分页存储管理技术。 2、理解：存储器层次，分段存储管理技术，UNIX中的存储管理技术。3、了解：段页式存储管理技术，虚存中的置换算法。教学建议 处理机管理和存储器管理的实验可一起进行，以体现二者的联系。五 文件系统教学内容5.1概述 一、文件及其分类 二、文件系统的功能5.2文件的逻辑组织和物理组织 一、文件的逻辑组织 二、文件的物理组织5.3目录结构 一、文件控制块和文件目录 二、目录结构5.4文件存储空间的管理5.5文件的共享和文件系统的安全性一、文件的连接 二、文件的存取控制 三、文件的后备和恢复5.6 UNIX文件的主要操作及其命令

10、 一、普通文件的操作二、目录文件的操作 三、文件系统的操作 四、管道文件教学要求 1、掌握：文件的逻辑组织和物理组织的概念及不同的组织形式，文件的目录结构，文件和目录的主要操作。 2、理解：文件的分类，文件的存取控制，UNIX文件系统的主要操作。 3、了解：文件系统的功能，文件存储空间的管理，文件的后备和恢复，管道文件。 六 设备管理教学内容6.1设备管理概述 一、设备分类和标识 二、缓冲技术 三、设备管理的功能6.2设备分配技术 一、设备分配技术 二、Spooling系统6.3输入输出管理 一、处理输入输出请求的步骤 二、设备管理程序功能6.4 各类操作系统常用设备安装和管理 一、打印机的安

11、装和管理 二、终端的安装和管理教学要求 1、掌握：设备分配技术，设备管理程序功能，UNIX常用设备安装和管理。 2、理解：缓冲技术。3、了解：设备分类，Spooling系统，处理I/O请求的步骤。七 中断和信号机构教学内容7.1中断处理一、中断的一般处理过程 二、系统调用的实施7.2 UNIX信号机构一、信号分类 二、信号处理方式三、信号的检测和处理教学要求1.理解: 中断的一般处理过程。2.了解:系统调用实施,UNIX信号机构。八 死 锁教学内容8.1 死锁的概念一、什么是死锁 二、死锁的必要条件8.2 死锁的预防8.3 死锁的避免一、安全序列 二、银行家算法8.4 死锁的检测及恢复一、死锁

12、的检测 二、死锁的恢复教学要求1.掌握:死锁的概念,死锁的预防和避免。2.理解:死锁的必要条件。3.了解:银行家算法,死锁的检测及恢复。九 微内核体系结构教学内容9.1微内核概述一、微内核概念 二、微内核结构的特点三、微内核操作系统产品9.2 Windows NT的结构9.3 Windows NT的对象、进程和线程一、对象 二、进程 三、线程 四、进程管理程序9.4 Windows NT的内核一、内核调度程序 二、中断和异?/p 三、内核的同步机制9.5虚拟存储管理一、进程的虚拟地址空间 二、NT虚拟分页的地址转换机构三、页面调度策略和工作集9.6输入输出系统一、输入输出系统的结构 二、统一的

13、驱动程序模型9.7 Windows NT网络功能 一、内装网络 二、开放式结构 三、分布式应用环境9.8进程通信、对象管理及安全性一、进程通信 二、对象管理 三、NT的安全性教学要求1.理解: 微内核、对象、线程的概念。 2.了解：Windows NT的结构及各部分的主要功能。十 网络操作系统教学内容10.1 网络系统概述一、计算机网络的定义、分类和发展 二、常用网络互连标准10.2网络操作系统 一、网络操作系统的任务及分类 二、网络操作系统的一般特性10.3 Windows NT网络命令使用教学要求1.理解:网络操作系统的任务。 2.了解:网络操作系统的一般特性，Windows NT网络命令

14、。十一 操作系统展望与汉化教学内容11.1操作系统发展展望一、操作系统代的划分 二、Linux系统简介 三、未来操作系统的展望11.2操作系统的汉化 一、操作系统汉化方法 二、主要中文操作系统产品教学要求1.理解:操作系统的代。2.了解:未来操作系统特征，操作系统汉化方法及主要产品。第四部分课程实验实验环境1. SCO UNIX , Linux 和XENIX 之一；2. Windows NT。实验内容实验一、进程管理（4学时）实验二、处理机管理和存储器管理（6学时）实验三、文件系统（6学时）实验四、设备管理（6学时）实验五、微内核体系结构（4学时）注：其中实验一至实验四在UNIX平台上进行,实

15、验五在NT环境下运行。实验要求1、实验一：通过使用有关进程管理的命令，学会如何注册和退出系统，如何设置和修改口令等，使学生进一步掌握进程的概念及状态，加深对进程管理的理解。2、实验二：通过使用有关处理机管理、存储器管理和通信的命令，学会使用Desktop图形界面进行一般管理，巩固有关处理机管理和存储器管理的教学内容。 3、实验三：通过使用有关文件和目录的命令，使学生进一步理解文件系统的功能，掌握操作方法，能正确地对文件、目录等实施管理。 4、实验四：学习使用有关文件、数据的转储，终端和打印机等设备的安装、管理，提高设备管理的实际能力。 5、实验五：学习、使用Windows NT命令和图形界面，使学生学会在Windows NT上进行操作。实验建议 创造条件，开设操作系统（Linux、UNIX或Windows NT）安装实验，至少通过教学录像学会如何在计算机上安装操作系统。