《操作系統(tǒng)課程設(shè)計》課程教學(xué)大綱

1、操作系統(tǒng)課程設(shè)計課程教學(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)時及分配總學(xué)時講課實驗課外1616適用專業(yè)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教材計算機(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)院計算機(jī)與軟件學(xué)院先修課程計算機(jī)組成原理、微機(jī)原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、高級語言程序設(shè)計后續(xù)課程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程簡介課程基本定位：操作系統(tǒng)課程設(shè)計是計算機(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)生對所學(xué)操作系統(tǒng)各個理論和算

2、法知識的理解，同時提高學(xué)生利用操作系統(tǒng)知識綜合運用的能力和分析問題、解決問題的能力而開設(shè)的一門實踐課程。操作系統(tǒng)課程設(shè)計理論聯(lián)系實際，通過實際操作加深學(xué)生對計算機(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)課程實驗的要求，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用基本理論和設(shè)計方法，設(shè)計實現(xiàn)各種控制應(yīng)用，從而進(jìn)一步體會操作系統(tǒng)中基本功能模塊的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法的本質(zhì)，進(jìn)而加深體會利用操作系統(tǒng)原理解決實際問題在計算機(jī)系統(tǒng)編程和普通編程中解決實際問題的思路；培養(yǎng)學(xué)生能夠?qū)τ嬎銠C(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究和設(shè)計可行的解決方案，并具有對解決方案進(jìn)行分析和論證的能力；通過對程序編寫規(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：實驗內(nèi)容側(cè)重于對操作系統(tǒng)原理的動態(tài)模擬實現(xiàn)，并對操作系統(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)計與實現(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)、項目管理等工作進(jìn)而能夠成長為計算機(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)計實現(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)計文檔和邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計文檔。大綱更新時間2020.8.13注：1.課程類別：選填“通識核心課/通識拓展課/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1達(dá)成途徑課程目標(biāo)1知識目標(biāo)：掌握操作系統(tǒng)的基本概念和基本理論等核心知識與相關(guān)算法，培養(yǎng)學(xué)生解決計算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題所需要的專業(yè)基礎(chǔ)知識，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)計課程目標(biāo)2能力目標(biāo)：能夠綜合運用操作系統(tǒng)課程的基本理論和設(shè)計方法，結(jié)合JAVA或者C#等軟件環(huán)境，設(shè)計實現(xiàn)一個簡單的單內(nèi)核操作系統(tǒng)。能夠?qū)τ嬎銠C(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題研究和設(shè)計可行的解決方案，并能對解決方

5、案進(jìn)行分析和論證。課程設(shè)計課程目標(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)、項目管理等工作進(jìn)而能夠成長為計算機(jī)工程應(yīng)用型人才為目標(biāo)，本課程設(shè)計在實施過程中，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)計注：1.支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點：選填項。需要進(jìn)行專業(yè)認(rèn)證，有畢業(yè)要求指標(biāo)點可參照的課程必填，無明確畢業(yè)要求指標(biāo)點可參照的可不填。三、實踐（實驗或?qū)嵙?xí)）教學(xué)編號實驗或?qū)嵙?xí)項目名稱教學(xué)內(nèi)容學(xué)時實驗或?qū)嵙?xí)類型2思政融入點學(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-消費者進(jìn)程同步問題。同時使用信號量-PV操作和管程兩種方法；動態(tài)模擬兩種方法的實現(xiàn)過程；對比二者的優(yōu)缺點。16認(rèn)識實習(xí)

6、1.掌握臨界資源和臨界區(qū)；2.掌握信號量和管程如何解決進(jìn)程同步問題；3.深入體會進(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。同時使用信號量-PV操作和管程兩種方法；動態(tài)模擬兩種方法的實現(xiàn)過程；對比二者的優(yōu)缺點。16認(rèn)識實習(xí)1、2、33處理器三級調(diào)度動態(tài)的模擬處理器三級調(diào)度模型；將三級調(diào)度模型與進(jìn)程的七態(tài)轉(zhuǎn)換結(jié)合，并程序中動態(tài)呈現(xiàn)；高級調(diào)度采用至少兩種算法；低級調(diào)度采用至少兩種算法。16認(rèn)識實習(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)會將“點陣知識”系統(tǒng)化的能力。1.理解三級調(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，動態(tài)的模擬銀行家算法。16認(rèn)識實習(xí)1.理解死鎖的四個必要條件；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.了解死鎖檢測和接觸。1、2、35存儲空間的管理本題目融合連續(xù)存儲空間管理、分頁存儲空間管理、分段存儲空間管理三種方式；實現(xiàn)的結(jié)果可以任意選擇分配管理方式；能夠進(jìn)行對三種實現(xiàn)過程動態(tài)展現(xiàn)，并有相關(guān)的對比分析。16認(rèn)識實習(xí)引導(dǎo)學(xué)生開動腦筋，討論存儲器管理的各

8、種有效方法，讓學(xué)生參與課堂，體現(xiàn)“以生為本”的同時，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研熱情。1.理解存儲器的層次結(jié)構(gòu)；2.掌握連續(xù)分配存儲管理方式，尤其動態(tài)重定位方式；3.掌握分頁和分段存儲管理方式；4.通過課設(shè)能夠更深刻認(rèn)識內(nèi)存的分配管理；6.激發(fā)學(xué)生探索更有效的存儲器管理方式。1、2、36虛擬存儲器管理請求分頁存儲管理方式和請求分段存儲管理方式融合；動態(tài)實現(xiàn)兩個管理方式；能夠采用合適的方式對兩種方式的比較結(jié)果進(jìn)行展現(xiàn)。16認(rèn)識實習(xí)1.了解虛擬存儲器；2.掌握請求分頁存儲管理方式，理解該方式中的對換和進(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”在虛擬內(nèi)存管理中的意義；5.能夠深刻體會到請求分頁和請求分段存儲管理的特點。1、2、37綜合題目（設(shè)計一個具有基本功能的操作系統(tǒng)）設(shè)計并實現(xiàn)一個小的操作系統(tǒng)。包含進(jìn)程管理、處理器的三級調(diào)度、存儲器的管理方式（至少一種）、虛擬存儲器的管理方式（至少一種）。16認(rèn)識實習(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。本題目是一個自主開放型題目，且也是一個比較難的題目。這一題目即為學(xué)生提供了自我展現(xiàn)的機(jī)會，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)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)或某門

10、綜合實踐課程2.實驗類型：選填”驗證性/綜合性/設(shè)計性”；實習(xí)類型：選填“認(rèn)識實習(xí)/生產(chǎn)實習(xí)/畢業(yè)實習(xí)”四、課程評價（一）考核內(nèi)容、考核方式與課程目標(biāo)對應(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。20%1、2、3課題任務(wù)相關(guān)的基本算法、結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。25%1、2、3課題任務(wù)功能結(jié)構(gòu)的完整、動態(tài)實現(xiàn)。50%1、2、3撰寫較規(guī)范的課程設(shè)計報告。5%100%合計100%100%各考核方式占總成績權(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權(quán)重：根據(jù)課程實際情況對各考核方式占總成績的權(quán)重予以賦值。（二）考核方式評分標(biāo)準(zhǔn)1系統(tǒng)演示評分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)（分?jǐn)?shù)段劃分可根據(jù)課程需要自行設(shè)計）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)計方案周密、合理、可行系統(tǒng)功能設(shè)計方案合理、可行；系統(tǒng)功能設(shè)計方案比較合理、可行系統(tǒng)功能設(shè)計方案基本合理系統(tǒng)功能設(shè)計方案不符合邏輯20%1、2、3能夠根據(jù)自己功能設(shè)計，非常好、且完整的實現(xiàn)各個動能模塊；動態(tài)的實現(xiàn)課程任務(wù)。能夠根據(jù)自己功能設(shè)計，

12、較好、且較完整的實現(xiàn)各個動能模塊；動態(tài)的實現(xiàn)課程任務(wù)。能夠根據(jù)自己功能設(shè)計，基本完整的實現(xiàn)各個動能模塊；動態(tài)的實現(xiàn)課程任務(wù)。能夠根據(jù)自己功能設(shè)計，小部分功能（次要功能）沒有實現(xiàn)；動態(tài)的實現(xiàn)課程任務(wù)。能夠根據(jù)自己功能設(shè)計，不能實現(xiàn)課設(shè)要求的功能；不能動態(tài)的實現(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)果錯誤。40%2課程報告評分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)（分?jǐn)?shù)段劃分可根據(jù)課程需要自行設(shè)計）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)實驗過程和結(jié)果，報告中沒有明顯的錯誤。報告格式比較規(guī)范，結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)容完整，能較好展現(xiàn)實踐過程。報告格式基本規(guī)范，內(nèi)容基本正確、但有欠缺，能大致展現(xiàn)實踐過程。報告格式不太規(guī)范，內(nèi)容空洞不全。報告格式不規(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、費翔林等編著，高等教育出版社.2.計算機(jī)操作系統(tǒng)教程，張堯?qū)W、史美林等