操作系統(tǒng)課程研討課件

教學(xué)研討總結(jié)

張獻忠

2004.4《操作系統(tǒng)》課程

《操作系統(tǒng)》課程1

一、課程的性質(zhì)、任務(wù)與目的

1．課程性質(zhì)《操作系統(tǒng)》是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是一門涉及較多硬件知識的計算機系統(tǒng)軟件課程。在計算機軟硬件課程的設(shè)置上，它起著承上啟下的作用。其特點是概念多、較抽象和涉及面廣，實踐性強，其整體實現(xiàn)思想和技術(shù)又往往難于理解。

一、課程的性質(zhì)、任務(wù)與目的22．教學(xué)任務(wù)（1）介紹操作系統(tǒng)的基本概念、基本結(jié)構(gòu)及運行環(huán)境（2）介紹操作系統(tǒng)原理、設(shè)計方法和實現(xiàn)技術(shù)（3）介紹操作系統(tǒng)的演化過程、發(fā)展研究動向、新技術(shù)以及新思想（4）介紹各種有代表性的、典型的操作系統(tǒng)實例（5）培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的基本能力，培養(yǎng)創(chuàng)造型人才2．教學(xué)任務(wù)33．教學(xué)目的（1）使學(xué)生對操作系統(tǒng)的基本概念、基本結(jié)構(gòu)及運行環(huán)境有深入的認識，對操作系統(tǒng)這一課程有比較全面的把握（2）使學(xué)生深入到操作系統(tǒng)內(nèi)部，理解并掌握操作系統(tǒng)的基本原理、設(shè)計方法和實現(xiàn)技術(shù)（3）使學(xué)生了解操作系統(tǒng)的演化過程、發(fā)展研究動向、新技術(shù)以及新思想，使學(xué)生具有透過變化看趨勢、透過技術(shù)抓原理、把握學(xué)科發(fā)展脈搏的基本素質(zhì)，為其今后在相關(guān)領(lǐng)域開展工作打下堅實的基礎(chǔ)3．教學(xué)目的4二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系

先修課程：計算機導(dǎo)論、C程序設(shè)計語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理。后續(xù)課程：數(shù)據(jù)庫原理、編譯原理等。二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系5三、課程教學(xué)總學(xué)時數(shù)、學(xué)分數(shù)課程教學(xué)總學(xué)時數(shù)：64學(xué)時授課時間：56學(xué)時實驗課時：8學(xué)時總學(xué)分：4三、課程教學(xué)總學(xué)時數(shù)、學(xué)分數(shù)6四、知識點、能力點、重點、難點1．知識點總體分布圖2．核心能力點3．教學(xué)重點4．教學(xué)難點四、知識點、能力點、重點、難點1．知識點總體分布圖2．核心能7程序庫系統(tǒng)調(diào)用接口文件子系統(tǒng)進程子系統(tǒng)高速緩沖字符設(shè)備設(shè)備驅(qū)動程序硬件控制硬件塊設(shè)備用戶程序陷入用戶級核心級進程間通信調(diào)度程序存儲管理核心級硬件級

OS內(nèi)核程序庫系統(tǒng)調(diào)用接口文件子系統(tǒng)進程子系統(tǒng)高速緩沖字符設(shè)備設(shè)備驅(qū)82．核心能力(1)掌握管理系統(tǒng)資源的常用命令及維護技術(shù)。（2）為大多數(shù)計算機部門主要決策者選擇操作系統(tǒng)及操作系統(tǒng)中的可選部分。（3）編程時借鑒操作系統(tǒng)的設(shè)計思想和算法，在編程中靈活應(yīng)用進程（線程）。（4）把操作系統(tǒng)中所用的許多概念和技巧推廣應(yīng)用到其他領(lǐng)域（如并發(fā)技術(shù)在數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用等）2．核心能力93．教學(xué)重點：⑴進程的概念和進程的基本狀態(tài)及轉(zhuǎn)換；⑵利用信號量機制解決進程同步問題；⑶進程調(diào)度算法；⑷死鎖的基本概念及處理死鎖的基本方法；⑸動態(tài)分區(qū)分配算法；⑹虛擬存儲器的基本概念及請求分頁存儲管理方式；3．教學(xué)重點：104．教學(xué)難點⑴進程和程序的區(qū)別與聯(lián)系；⑵線程與進程的比較；⑶利用信號量機制解決進程同步問題；⑷利用銀行家算法避免死鎖發(fā)生；⑸請求分頁存儲管理方式頁面置換算法；⑹I/O控制方式；⑺文件訪問矩陣的實現(xiàn)；⑻數(shù)據(jù)一致性的并發(fā)控制。4．教學(xué)難點11五、課程的教學(xué)方法和教學(xué)形式建議１、本課程概念多、較抽象、涉及面廣，因此教學(xué)形式以講授方式為主。２、為加強和落實動手能力的培養(yǎng)，應(yīng)充分重視實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，保證上機機時不少于8學(xué)時。建議在UNIX或LINUX系統(tǒng)中完成實驗。３、對關(guān)鍵性概念、整體實現(xiàn)思想方面的問題可輔以課堂討論的形式。４、如條件許可，可建立教學(xué)網(wǎng)站，應(yīng)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行授課、答疑和討論。五、課程的教學(xué)方法和教學(xué)形式建議12六、考核方式總分=平時*0.2+實驗*0.1+期考*0.7六、考核方式13返回作業(yè)管理模塊作業(yè)狀態(tài)系統(tǒng)調(diào)用作業(yè)調(diào)度周轉(zhuǎn)時間假脫機系統(tǒng)作業(yè)與進程作業(yè)概念返回作業(yè)管理模塊作業(yè)狀態(tài)系統(tǒng)調(diào)用作業(yè)調(diào)度周轉(zhuǎn)時間假脫機系統(tǒng)作14返回存儲管理模塊重定位覆蓋與交換可變分區(qū)管理頁式管理段式管理虛擬存儲返回存儲管理模塊重定位覆蓋與交換可變分區(qū)管理頁式管理段式管理15返回設(shè)備管理模塊虛擬設(shè)備假脫機技術(shù)中斷技術(shù)緩沖技術(shù)設(shè)備分配設(shè)備驅(qū)動程序返回設(shè)備管理模塊虛擬設(shè)備假脫機技術(shù)中斷技術(shù)緩沖技術(shù)設(shè)備分配設(shè)16返回文件子系統(tǒng)文件與文件系統(tǒng)文件的結(jié)構(gòu)文件目錄空閑塊管理文件的安全性存取方法返回文件子系統(tǒng)文件與文件系統(tǒng)文件的結(jié)構(gòu)文件目錄空閑塊管理文件17返回進程子系統(tǒng)多道程序設(shè)計并發(fā)進程同步與互斥死鎖線程返回進程子系統(tǒng)多道程序設(shè)計并發(fā)進程同步與互斥死18

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一、課程的性質(zhì)、任務(wù)與目的

1．課程性質(zhì)《操作系統(tǒng)》是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是一門涉及較多硬件知識的計算機系統(tǒng)軟件課程。在計算機軟硬件課程的設(shè)置上，它起著承上啟下的作用。其特點是概念多、較抽象和涉及面廣，實踐性強，其整體實現(xiàn)思想和技術(shù)又往往難于理解。

一、課程的性質(zhì)、任務(wù)與目的202．教學(xué)任務(wù)（1）介紹操作系統(tǒng)的基本概念、基本結(jié)構(gòu)及運行環(huán)境（2）介紹操作系統(tǒng)原理、設(shè)計方法和實現(xiàn)技術(shù)（3）介紹操作系統(tǒng)的演化過程、發(fā)展研究動向、新技術(shù)以及新思想（4）介紹各種有代表性的、典型的操作系統(tǒng)實例（5）培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的基本能力，培養(yǎng)創(chuàng)造型人才2．教學(xué)任務(wù)213．教學(xué)目的（1）使學(xué)生對操作系統(tǒng)的基本概念、基本結(jié)構(gòu)及運行環(huán)境有深入的認識，對操作系統(tǒng)這一課程有比較全面的把握（2）使學(xué)生深入到操作系統(tǒng)內(nèi)部，理解并掌握操作系統(tǒng)的基本原理、設(shè)計方法和實現(xiàn)技術(shù)（3）使學(xué)生了解操作系統(tǒng)的演化過程、發(fā)展研究動向、新技術(shù)以及新思想，使學(xué)生具有透過變化看趨勢、透過技術(shù)抓原理、把握學(xué)科發(fā)展脈搏的基本素質(zhì)，為其今后在相關(guān)領(lǐng)域開展工作打下堅實的基礎(chǔ)3．教學(xué)目的22二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系

先修課程：計算機導(dǎo)論、C程序設(shè)計語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理。后續(xù)課程：數(shù)據(jù)庫原理、編譯原理等。二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系23三、課程教學(xué)總學(xué)時數(shù)、學(xué)分數(shù)課程教學(xué)總學(xué)時數(shù)：64學(xué)時授課時間：56學(xué)時實驗課時：8學(xué)時總學(xué)分：4三、課程教學(xué)總學(xué)時數(shù)、學(xué)分數(shù)24四、知識點、能力點、重點、難點1．知識點總體分布圖2．核心能力點3．教學(xué)重點4．教學(xué)難點四、知識點、能力點、重點、難點1．知識點總體分布圖2．核心能25程序庫系統(tǒng)調(diào)用接口文件子系統(tǒng)進程子系統(tǒng)高速緩沖字符設(shè)備設(shè)備驅(qū)動程序硬件控制硬件塊設(shè)備用戶程序陷入用戶級核心級進程間通信調(diào)度程序存儲管理核心級硬件級

OS內(nèi)核程序庫系統(tǒng)調(diào)用接口文件子系統(tǒng)進程子系統(tǒng)高速緩沖字符設(shè)備設(shè)備驅(qū)262．核心能力(1)掌握管理系統(tǒng)資源的常用命令及維護技術(shù)。（2）為大多數(shù)計算機部門主要決策者選擇操作系統(tǒng)及操作系統(tǒng)中的可選部分。（3）編程時借鑒操作系統(tǒng)的設(shè)計思想和算法，在編程中靈活應(yīng)用進程（線程）。（4）把操作系統(tǒng)中所用的許多概念和技巧推廣應(yīng)用到其他領(lǐng)域（如并發(fā)技術(shù)在數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用等）2．核心能力273．教學(xué)重點：⑴進程的概念和進程的基本狀態(tài)及轉(zhuǎn)換；⑵利用信號量機制解決進程同步問題；⑶進程調(diào)度算法；⑷死鎖的基本概念及處理死鎖的基本方法；⑸動態(tài)分區(qū)分配算法；⑹虛擬存儲器的基本概念及請求分頁存儲管理方式；3．教學(xué)重點：284．教學(xué)難點⑴進程和程序的區(qū)別與聯(lián)系；⑵線程與進程的比較；⑶利用信號量機制解決進程同步問題；⑷利用銀行家算法避免死鎖發(fā)生；⑸請求分頁存儲管理方式頁面置換算法；⑹I/O控制方式；⑺文件訪問矩陣的實現(xiàn)；⑻數(shù)據(jù)一致性的并發(fā)控制。4．教學(xué)難點29五、課程的教學(xué)方法和教學(xué)形式建議１、本課程概念多、較抽象、涉及面廣，因此教學(xué)形式以講授方式為主。２、為加強和落實動手能力的培養(yǎng)，應(yīng)充分重視實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，保證上機機時不少于8學(xué)時。建議在UNIX或LINUX系統(tǒng)中完成實驗。３、對關(guān)鍵性概念、整體實現(xiàn)思想方面的問題可輔以課堂討論的形式。４、如條件許可，可建立教學(xué)網(wǎng)站，應(yīng)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行授課、答疑和討論。五、課程的教學(xué)方法和教學(xué)形式建議30六、考核方式總分=平時*0.2+實驗*0.1+期考*0.7六、考核方式31返回作業(yè)管理模塊作業(yè)狀態(tài)系統(tǒng)調(diào)用作業(yè)調(diào)度周轉(zhuǎn)時間假脫機系統(tǒng)作業(yè)與進程作業(yè)概念返回作業(yè)管理模塊作業(yè)狀態(tài)系統(tǒng)調(diào)用作業(yè)調(diào)度周轉(zhuǎn)時間假脫機系統(tǒng)作32返回存儲管理模塊重定位覆蓋與交換可變分區(qū)管理頁式管理段式管理虛擬存儲返回存儲管理模塊重定位覆蓋與交換可變分區(qū)管理頁式管理段式管理33返回設(shè)備管理模塊虛擬設(shè)備假脫機技術(shù)中斷技術(shù)緩沖技術(shù)