《操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

1、操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱（中文）操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)課程名稱（英文）Practicum of Operating System課程類別1：學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)2必修授課語言3中文授課學(xué)期5學(xué)分1課程學(xué)時(shí)及分配總學(xué)時(shí)講課實(shí)驗(yàn)課外1616適用專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教材計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)（第四版）湯小丹等主編，西安電子科技大學(xué)出版，2014.5授課學(xué)院計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院先修課程計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)后續(xù)課程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程簡(jiǎn)介課程基本定位：操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)了操作系統(tǒng)課程之后，為了加深和鞏固學(xué)生對(duì)所學(xué)操作系統(tǒng)各個(gè)理論和算

2、法知識(shí)的理解，同時(shí)提高學(xué)生利用操作系統(tǒng)知識(shí)綜合運(yùn)用的能力和分析問題、解決問題的能力而開設(shè)的一門實(shí)踐課程。操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)理論聯(lián)系實(shí)際，通過實(shí)際操作加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)基本理論和算法的理解和掌握；延續(xù)操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)的要求，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基本理論和設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各種控制應(yīng)用，從而進(jìn)一步體會(huì)操作系統(tǒng)中基本功能模塊的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法的本質(zhì)，進(jìn)而加深體會(huì)利用操作系統(tǒng)原理解決實(shí)際問題在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)編程和普通編程中解決實(shí)際問題的思路；培養(yǎng)學(xué)生能夠?qū)τ?jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究和設(shè)計(jì)可行的解決方案，并具有對(duì)解決方案進(jìn)行分析和論證的能力；通過對(duì)程序編寫規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生良好的編程風(fēng)格，包括程序結(jié)構(gòu)形式，行文格

3、式和程序正文格式等，從而規(guī)范學(xué)生的編程習(xí)慣。核心學(xué)習(xí)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容側(cè)重于對(duì)操作系統(tǒng)原理的動(dòng)態(tài)模擬實(shí)現(xiàn)，并對(duì)操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行初步探索。以培養(yǎng)學(xué)生良好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力為目標(biāo)。使得畢業(yè)五年后的學(xué)生能夠從事程序開發(fā)、系統(tǒng)維護(hù)、項(xiàng)目管理等工作進(jìn)而能夠成長為計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用型人才。主要教學(xué)方法：學(xué)生上機(jī)實(shí)踐為主，教師輔導(dǎo)為輔。給定一組題目，學(xué)生進(jìn)行選擇，也可自主命題。以O(shè)S基本原理為基礎(chǔ)，使用一種開發(fā)語言和相應(yīng)開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并撰寫系統(tǒng)相應(yīng)的需求分析文檔、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文檔和邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文檔。大綱更新時(shí)間2020.8.13注：1.課程類別：選填“通識(shí)核心課/通識(shí)拓展課/通修課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)主干課/專

4、業(yè)選修課/專業(yè)實(shí)踐/素質(zhì)拓展”2.課程性質(zhì)：選填“選修/必修”3.授課語言：選填“中文/雙語/全英文或其他語種”二、課程目標(biāo)序號(hào)課程目標(biāo)（參考培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程定位）支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1達(dá)成途徑課程目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)：掌握操作系統(tǒng)的基本概念和基本理論等核心知識(shí)與相關(guān)算法，培養(yǎng)學(xué)生解決計(jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題所需要的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，為本專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的理論基礎(chǔ)。1.課堂理論授課；2.課程設(shè)計(jì)課程目標(biāo)2能力目標(biāo)：能夠綜合運(yùn)用操作系統(tǒng)課程的基本理論和設(shè)計(jì)方法，結(jié)合JAVA或者C#等軟件環(huán)境，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的單內(nèi)核操作系統(tǒng)。能夠?qū)τ?jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究和設(shè)計(jì)可行的解決方案，并能對(duì)解決方

5、案進(jìn)行分析和論證。課程設(shè)計(jì)課程目標(biāo)3素養(yǎng)目標(biāo)：以畢業(yè)五年后的學(xué)生能夠從事程序開發(fā)、系統(tǒng)維護(hù)、項(xiàng)目管理等工作進(jìn)而能夠成長為計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用型人才為目標(biāo)，本課程設(shè)計(jì)在實(shí)施過程中，不斷激發(fā)學(xué)生的愛國熱情、科研精神、學(xué)習(xí)斗志。課程設(shè)計(jì)注：1.支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)：選填項(xiàng)。需要進(jìn)行專業(yè)認(rèn)證，有畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)可參照的課程必填，無明確畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)可參照的可不填。三、實(shí)踐（實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)）教學(xué)編號(hào)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)項(xiàng)目名稱教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)類型2思政融入點(diǎn)學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果課程目標(biāo)1進(jìn)程管理1解決生產(chǎn)者-消費(fèi)者進(jìn)程同步問題。同時(shí)使用信號(hào)量-PV操作和管程兩種方法；動(dòng)態(tài)模擬兩種方法的實(shí)現(xiàn)過程；對(duì)比二者的優(yōu)缺點(diǎn)。16認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)

6、1.掌握臨界資源和臨界區(qū)；2.掌握信號(hào)量和管程如何解決進(jìn)程同步問題；3.深入體會(huì)進(jìn)程同步的本質(zhì)。1、2、32進(jìn)程管理2解決哲學(xué)家進(jìn)餐問題。同時(shí)使用信號(hào)量-PV操作和管程兩種方法；動(dòng)態(tài)模擬兩種方法的實(shí)現(xiàn)過程；對(duì)比二者的優(yōu)缺點(diǎn)。16認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)1、2、33處理器三級(jí)調(diào)度動(dòng)態(tài)的模擬處理器三級(jí)調(diào)度模型；將三級(jí)調(diào)度模型與進(jìn)程的七態(tài)轉(zhuǎn)換結(jié)合，并程序中動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)；高級(jí)調(diào)度采用至少兩種算法；低級(jí)調(diào)度采用至少兩種算法。16認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)本章的調(diào)度模型和第二章的進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換密不可分，引導(dǎo)學(xué)生將“三級(jí)調(diào)度模型”和“進(jìn)程的七態(tài)轉(zhuǎn)換圖”相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)將“點(diǎn)陣知識(shí)”系統(tǒng)化的能力。1.理解三級(jí)調(diào)度，能夠和第2章的七態(tài)轉(zhuǎn)換進(jìn)行融合

7、；2.掌握作業(yè)調(diào)度算法和進(jìn)程調(diào)度算法。3.掌握中級(jí)調(diào)度的本質(zhì)。1、2、34處理死鎖的方法四種處理死鎖的方式：預(yù)防死鎖、避免死鎖、檢測(cè)死鎖、解除死鎖，明確預(yù)防死鎖和避免死鎖的區(qū)別；以避免死鎖為主要，動(dòng)態(tài)的模擬銀行家算法。16認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)1.理解死鎖的四個(gè)必要條件；2.理解處理死鎖方法，能夠區(qū)分避免死鎖和預(yù)防死鎖；3.掌握避免死鎖的算法銀行家算法；4.了解死鎖檢測(cè)和接觸。1、2、35存儲(chǔ)空間的管理本題目融合連續(xù)存儲(chǔ)空間管理、分頁存儲(chǔ)空間管理、分段存儲(chǔ)空間管理三種方式；實(shí)現(xiàn)的結(jié)果可以任意選擇分配管理方式；能夠進(jìn)行對(duì)三種實(shí)現(xiàn)過程動(dòng)態(tài)展現(xiàn)，并有相關(guān)的對(duì)比分析。16認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生開動(dòng)腦筋，討論存儲(chǔ)器管理的各

8、種有效方法，讓學(xué)生參與課堂，體現(xiàn)“以生為本”的同時(shí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研熱情。1.理解存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)；2.掌握連續(xù)分配存儲(chǔ)管理方式，尤其動(dòng)態(tài)重定位方式；3.掌握分頁和分段存儲(chǔ)管理方式；4.通過課設(shè)能夠更深刻認(rèn)識(shí)內(nèi)存的分配管理；6.激發(fā)學(xué)生探索更有效的存儲(chǔ)器管理方式。1、2、36虛擬存儲(chǔ)器管理請(qǐng)求分頁存儲(chǔ)管理方式和請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式融合；動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)管理方式；能夠采用合適的方式對(duì)兩種方式的比較結(jié)果進(jìn)行展現(xiàn)。16認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)1.了解虛擬存儲(chǔ)器；2.掌握請(qǐng)求分頁存儲(chǔ)管理方式，理解該方式中的對(duì)換和進(jìn)程七態(tài)轉(zhuǎn)換中的掛起功能的關(guān)系，且了解對(duì)換出的頁面所處的物理位置；3.掌握各種頁面置換算法；4.理解

9、“抖動(dòng)”在虛擬內(nèi)存管理中的意義；5.能夠深刻體會(huì)到請(qǐng)求分頁和請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理的特點(diǎn)。1、2、37綜合題目（設(shè)計(jì)一個(gè)具有基本功能的操作系統(tǒng)）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)小的操作系統(tǒng)。包含進(jìn)程管理、處理器的三級(jí)調(diào)度、存儲(chǔ)器的管理方式（至少一種）、虛擬存儲(chǔ)器的管理方式（至少一種）。16認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)本題目是為少部分能夠?qū)崿F(xiàn)OS基本功能的同學(xué)設(shè)計(jì)的，為他們提供更多的選擇、更廣闊的發(fā)揮空間，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和斗志。本題目是一個(gè)自主開放型題目，且也是一個(gè)比較難的題目。這一題目即為學(xué)生提供了自我展現(xiàn)的機(jī)會(huì)，又激發(fā)了學(xué)生自我挑戰(zhàn)的斗志。從而培養(yǎng)了學(xué)生解決復(fù)雜系統(tǒng)工程問題的能力。1、2、3注：1.此表可用于課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)或某門

10、綜合實(shí)踐課程2.實(shí)驗(yàn)類型：選填”驗(yàn)證性/綜合性/設(shè)計(jì)性”；實(shí)習(xí)類型：選填“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)/生產(chǎn)實(shí)習(xí)/畢業(yè)實(shí)習(xí)”四、課程評(píng)價(jià)（一）考核內(nèi)容、考核方式與課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容課程目標(biāo)在各考核方式中占比1系統(tǒng)演示課程報(bào)告1、2、3課題任務(wù)的需求分析、總體結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)。20%1、2、3課題任務(wù)相關(guān)的基本算法、結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。25%1、2、3課題任務(wù)功能結(jié)構(gòu)的完整、動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)。50%1、2、3撰寫較規(guī)范的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。5%100%合計(jì)100%100%各考核方式占總成績(jī)權(quán)重（自行賦值）60%40%注：1. 課程目標(biāo)在考核方式及占比：主要根據(jù)課程目標(biāo)自行設(shè)計(jì)和制定多元化考核方式，表中所列僅為參考（紅色數(shù)據(jù)可刪

11、除）。但所列考核方式必須覆蓋全體學(xué)生，可根據(jù)當(dāng)學(xué)期具體教學(xué)情況酌情調(diào)整。2. 各考核方式占總成績(jī)權(quán)重：根據(jù)課程實(shí)際情況對(duì)各考核方式占總成績(jī)的權(quán)重予以賦值。（二）考核方式評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1系統(tǒng)演示評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（分?jǐn)?shù)段劃分可根據(jù)課程需要自行設(shè)計(jì)）占比90-100（優(yōu)）80-89（良）70-79（中）60-69（及格）0-59（不及格）1、2、3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)方案周密、合理、可行系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)方案合理、可行；系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)方案比較合理、可行系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)方案基本合理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)方案不符合邏輯20%1、2、3能夠根據(jù)自己功能設(shè)計(jì)，非常好、且完整的實(shí)現(xiàn)各個(gè)動(dòng)能模塊；動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)課程任務(wù)。能夠根據(jù)自己功能設(shè)計(jì)，

12、較好、且較完整的實(shí)現(xiàn)各個(gè)動(dòng)能模塊；動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)課程任務(wù)。能夠根據(jù)自己功能設(shè)計(jì)，基本完整的實(shí)現(xiàn)各個(gè)動(dòng)能模塊；動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)課程任務(wù)。能夠根據(jù)自己功能設(shè)計(jì)，小部分功能（次要功能）沒有實(shí)現(xiàn)；動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)課程任務(wù)。能夠根據(jù)自己功能設(shè)計(jì)，不能實(shí)現(xiàn)課設(shè)要求的功能；不能動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)課程任務(wù)。40%1、2、3程序具有好的可讀性，界面友好；結(jié)果正確，且有一定的創(chuàng)新性。程序具有較好的可讀性，界面友好；結(jié)果正確。程序具有可讀性，但有小部分瑕疵，界面較友好；結(jié)果基本正確。程序具有可讀性，但有部分瑕疵，界面較友好；結(jié)果正確，但不夠完善。程序可讀性差，界面不夠友好；結(jié)果錯(cuò)誤。40%2課程報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（分?jǐn)?shù)段劃分可根據(jù)課程需要自行設(shè)計(jì)）占比90-100（優(yōu)）80-89（良）70-79（中）60-69（及格）0-59（不及格）1、2、3報(bào)告格式規(guī)范，內(nèi)容充分，文字順暢，圖表正確，能充分展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，報(bào)告中沒有明顯的錯(cuò)誤。報(bào)告格式比較規(guī)范，結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)容完整，能較好展現(xiàn)實(shí)踐過程。報(bào)告格式基本規(guī)范，內(nèi)容基本正確、但有欠缺，能大致展現(xiàn)實(shí)踐過程。報(bào)告格式不太規(guī)范，內(nèi)容空洞不全。報(bào)告格式不規(guī)范，大部分內(nèi)容敘述不正確，條理不清楚，或者有嚴(yán)重的抄襲現(xiàn)象。100%五、參考書目及學(xué)習(xí)資料1.操作系統(tǒng)教程，孫鐘秀、費(fèi)翔林等編著，高等教育出版社.2.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程，張堯?qū)W、史美林等