《操作系统课程》教学大纲.docx

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/O调度，缓冲区的管理，设备的分配与回收，SPOOLing技术等。

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

章目

教学内容

学数教时

教学方式或手段

课后作业形式

备注

一

操作系统引论

8

讲授实验

简答题

实验

2学时

二

进程的描述与控制

16

讲授实验

计算题思考题

实验

4学时

三

处理机调度与死锁

8

讲授实验

计算题

实验

2学时

四

存储器管理

8

讲授

计算题

五

虚拟存储器

8

讲授实验

计算题

实验

2学时

六

输入输出系统

8

讲授

计算题

实验

2学时

七

文件管理

6

讲授实验

简答题

实验

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