《數(shù)計-操作系統(tǒng)80學時》課程教學大綱

PAGEPAGE1操作系統(tǒng)（理論部分）OperatingSystem【課程編號】BJ25150【課程類別】專業(yè)基礎(chǔ)課【學分數(shù)】3【適用專業(yè)】計算機科學與技術(shù)【學時數(shù)】50【開課學期】5【先修課程】高級語言程序設(shè)計、計算機組成原理與匯編、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一、教學目的、任務(wù)操作系統(tǒng)是計算機類專業(yè)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課之一，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，計算機網(wǎng)絡(luò)，分布式系統(tǒng)等課程的基礎(chǔ)。通過本課程學習要求學生掌握操作系統(tǒng)的基本概念和基礎(chǔ)理論，具備開發(fā)系統(tǒng)軟件的技能，能建立并行程序設(shè)計的思想方法，對操作系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)有深切體會。二、課程教學的基本要求建立多道程序設(shè)計的思想、掌握進程、線程與管程、進程同步與互斥、分頁與分段、通道與通道程序等基本概念，掌握處理機管理、存儲管理、文件管理、I/O管理的基本理論與方法。本課程是一門實踐性較強的學科，必須十分重視實驗教學。在實驗教學中，要嚴格要求，主要鍛煉學生的實際動手能力和編程能力。三、教學內(nèi)容和學時分配（一）第一章操作系統(tǒng)引論4學時主要內(nèi)容：操作系統(tǒng)的類型、發(fā)展過程、功能及現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特性、多道程序設(shè)計的思想。教學要求：掌握現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特性、多道程序設(shè)計的思想，分時的思想。掌握多道程序以單道方式運行與多道方式運行的時間計算。了解操作系統(tǒng)的類型、發(fā)展過程、功能，多道方式與分時方式帶來的好處。其它教學環(huán)節(jié)：（二）第二章作業(yè)、進程與線程4學時主要內(nèi)容：作業(yè)、進程、線程的區(qū)別，作業(yè)、進程、線程狀態(tài)以及線程的概念以及線程引入的原因。教學要求：掌握進程概念以及引入進程、線程的原因。其它教學環(huán)節(jié)：習題課（三）第三章進程同步與通信10學時主要內(nèi)容：進程同步與互斥、臨界資源和臨界區(qū)、信號量的一般應(yīng)用、經(jīng)典進程同步問題、管程概念、進程通信。教學要求：重點掌握進程同步與互斥的內(nèi)容，經(jīng)典進程同步與互斥問題，能應(yīng)用信號量機制的解決實際應(yīng)用，了解同步與互斥的軟件實現(xiàn)思想和方法、了解管程概念。其它教學環(huán)節(jié)：習題課（四）第四章調(diào)度與死鎖10學時主要內(nèi)容：作業(yè)調(diào)度與進程調(diào)度、調(diào)度性能評價準則、進程調(diào)度算法；死鎖條件、資源分配圖、死鎖預防、死鎖避免、死鎖檢測與恢復。教學要求：掌握調(diào)度算法及性能比較，死鎖發(fā)生的四個必要條件，死鎖避免的銀行家算法，了解調(diào)度性能評價準則和死鎖檢測與恢復。其它教學環(huán)節(jié)：習題課與段考（五）第五章存儲管理10學時主要內(nèi)容：靜態(tài)重定位與動態(tài)重定位、固定分區(qū)與動態(tài)分區(qū)、分頁技術(shù)、分段技術(shù)與段頁式技術(shù)、虛存管理的頁面轉(zhuǎn)換算法。教學要求：掌握分頁技術(shù)、分段技術(shù)，頁面轉(zhuǎn)換算法。了解靜態(tài)重定位與動態(tài)重定位、固定分區(qū)與動態(tài)分區(qū)管理。其它教學環(huán)節(jié)：習題課（六）第六章文件系統(tǒng)8學時主要內(nèi)容：文件與文件系統(tǒng)的概念、文件系統(tǒng)的功能、目錄結(jié)構(gòu)，存儲結(jié)構(gòu)以及空閑存儲空間的管理。教學要求：重點掌握文件的存儲結(jié)構(gòu)和空閑存儲空間的管理，掌握文件分配的位示圖技術(shù)和成組技術(shù)。了解文件與文件系統(tǒng)的概念、文件系統(tǒng)的功能、目錄結(jié)構(gòu)。其它教學環(huán)節(jié)：習題課（七）第七章設(shè)備管理4學時主要內(nèi)容：I/O管理功能、通道與通道程序、設(shè)備分配算法、磁盤調(diào)度與管理，緩沖管理。教學要求：掌握I/O控制方式和磁盤管理與調(diào)度。了解I/O管理功能、通道與通道程序的概念，緩沖管理。其它教學環(huán)節(jié)：習題課。四、教學重點、難點及教學方法1．教學重點：操作系統(tǒng)概念的正確理解，單處理器基礎(chǔ)上的進程同步與互斥機制的實現(xiàn)，調(diào)度算法與死鎖避免算法的實現(xiàn)，存儲管理的分頁分段管理技術(shù)。2．教學難點：進程的通信與控制，死鎖避免算法的實現(xiàn)，虛存管理的頁面轉(zhuǎn)換算法的實現(xiàn)。3．教學方法：講授、習題講解、實驗相結(jié)合。五、考核方式及成績評定方式1．考核方式：閉卷考試2．成績評定方式：平時作業(yè)與段考（20%）+操作系統(tǒng)實驗與課程設(shè)計（20%）+期末考試60%六、教材及參考書目1．主教材：《計算機操作系統(tǒng)》，郁紅英編，清華大學出版社，2008年8月2．參考書目孟慶昌.操作系統(tǒng).電子工業(yè)出版社.2004年5月湯子瀛等.計算機操作系統(tǒng).西安電子科技大學出版社.2002年9年劉振鵬.操作系統(tǒng).中國鐵道出版社.2004年12月王煜等.操作系統(tǒng)習題解答與實驗指導.中國鐵道出版社.2004年12月修（制）訂人：曹敦虔審核人：潭福錦2014年操作系統(tǒng)（實驗部分）OperatingSystem【課程編號】BJ25150【課程類別】專業(yè)基礎(chǔ)課【學分數(shù)】3【適用專業(yè)】信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)【學時數(shù)】30【編寫日期】2010-5-【開課學期】5【先修課程】高級語言程序設(shè)計、計算機組成原理與匯編、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一、教學目的、任務(wù)通過操作系統(tǒng)實驗，讓學生更好地了解操作系統(tǒng)的概念和原理，通過操作系統(tǒng)的課程設(shè)計，使學生更好地熟悉操作系統(tǒng)算法以及實現(xiàn)方法。二、課程教學的基本要求（必備項）1．熟練掌握用命令界面使用計算機（DOS操作）2．了解用系統(tǒng)調(diào)用方法使用計算機的功能（匯編語言）3．熟練作業(yè)調(diào)度與進程調(diào)度算法的實現(xiàn)（C語言）4．了解磁盤分區(qū)管理的算法實現(xiàn)（C語言）5．了解內(nèi)存的分配與去配（C語言）6．了解文件管理的算法實現(xiàn)（C語言）三、教學內(nèi)容和學時分配實驗一、用命令界面使用計算機（DOS操作）4學時層次：基礎(chǔ)性實驗主要內(nèi)容：通過使用命令來操作計算機，讓學生了解操作系統(tǒng)的發(fā)展以及圖形界面引入帶來的好處和方便。教學要求：熟練掌握和熟記常用的DOS命令。實驗二、用系統(tǒng)調(diào)用方法使用計算機的功能4學時層次：綜合性實驗主要內(nèi)容：借助匯編工具MASM和DOS的系統(tǒng)調(diào)用功能,編程設(shè)計一些常用的DOS命令。教學要求：學會使用DOS的系統(tǒng)調(diào)用功能編寫DOS命令實驗三、作業(yè)調(diào)度4學時層次：綜合性實驗主要內(nèi)容：利用C或VC++工具，完成作業(yè)調(diào)度（短作業(yè)優(yōu)先）的算法設(shè)計與實現(xiàn)教學要求：深刻理解操作系統(tǒng)作業(yè)調(diào)度算法，熟悉掌握響應(yīng)比高者優(yōu)先算法的設(shè)計與實現(xiàn)，寫出實驗報告。實驗四、進程調(diào)度4學時層次：綜合性實驗主要內(nèi)容：利用C或VC++工具，完成進程調(diào)度的算法設(shè)計與實現(xiàn)教學要求：深刻理解操作系統(tǒng)的動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度與時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，熟悉掌握時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法的設(shè)計與實現(xiàn)，寫出實驗報告。其它教學環(huán)節(jié)（如講授、習題、討論、其它實踐活動）：實驗五、銀行家算法8學時層次：綜合性實驗主要內(nèi)容：利用C或VC++工具，編程實現(xiàn)銀行家算法。教學要求：通過銀行家算法的設(shè)計與實現(xiàn)，深刻理解操作系統(tǒng)死鎖避免的思想及實現(xiàn)步驟。實驗六、存儲管理的分配與去配4學時層次：綜合性實驗主要內(nèi)容：掌握存貯管理的分配與去配，了解最先適就算法，最優(yōu)適應(yīng)算法與循環(huán)適應(yīng)算法。教學要求：通過可變分區(qū)方式下的最優(yōu)適應(yīng)算法的設(shè)計與實現(xiàn)，理解操作系統(tǒng)存儲管理的思想。實驗七、頁式虛擬存儲器的地址轉(zhuǎn)換和缺頁中斷4學時層次：綜合性實驗主要內(nèi)容：了解頁式虛存管理如何實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換，進一步認識缺頁中斷有處理過程。教學要求：在給定的條件下完成虛存中地址轉(zhuǎn)換過程并模擬缺頁中斷處理過程。實驗八、磁盤文件管理2學時層次：綜合性實驗主要內(nèi)容：深入了解磁盤文件管理的功能和具體實現(xiàn)方法。教學要求：在給定的源程序下，通過閱讀深入了解編程思想及其功能。四、教學重點、難點及教學方法1．教學重點：利用C或VC++完成作業(yè)調(diào)度算法、進程調(diào)度算法的設(shè)計與實現(xiàn)。2．難點：理解和掌握算法的設(shè)計思想以及學生原有的C語言基礎(chǔ)。3．教學方法：演示、講解與學生動手編程實現(xiàn)相結(jié)合五