《操作系統(tǒng)》教學(xué)大綱

《操作系統(tǒng)》教學(xué)大綱課程編號：13220510英文名稱：OperatingSystem學(xué)分：3學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)，其中理論32學(xué)時(shí)，實(shí)踐32學(xué)時(shí)先修課程：高級語言、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程類別：專業(yè)必修授課對象：數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第5學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)“操作系統(tǒng)”是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，它在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，負(fù)責(zé)對系統(tǒng)中各種資源進(jìn)行有效的管理和對各種活動(dòng)進(jìn)行正確的組織，使得整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能協(xié)調(diào)一致且高效地工作。操作系統(tǒng)基于硬件，并對硬件實(shí)施管理，并構(gòu)成對所有軟件運(yùn)行的支持平臺，為系統(tǒng)用戶使用計(jì)算機(jī)而提供方便、靈活、友好的接口。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)各個(gè)專業(yè)學(xué)生必修的公共專業(yè)課之一，是一門涉及計(jì)算機(jī)軟硬件資源管理的課程，其特點(diǎn)是概念多、較抽象和涉及面廣，其整體實(shí)現(xiàn)思想和技術(shù)又往往難于理解。本課程的任務(wù)是使學(xué)生深刻理解操作系統(tǒng)的基本概念和主要功能，了解現(xiàn)代操作系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)、設(shè)計(jì)技巧和方法；熟悉常用操作系統(tǒng)（如Windows、LINUX等）的使用和管理方法，建立起軟硬件資源管理的基本思想。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的初步能力，為今后進(jìn)一步從事計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件的分析和開發(fā)打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1：使學(xué)生熟悉操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位和基本特征，從軟件工程的角度充分理解操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)架構(gòu)和功能劃分，熟悉主流操作系統(tǒng)對計(jì)算機(jī)軟硬件資源進(jìn)行有效管理方面的基本理論和基礎(chǔ)知識，為今后綜合運(yùn)用相關(guān)知識解決計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)與應(yīng)用開發(fā)中的復(fù)雜工程問題打下理論基礎(chǔ)。課程目標(biāo)2：根據(jù)操作系統(tǒng)的功能劃分，以對資源管理進(jìn)行高效管理和為用戶提供良好操作接口為基本出發(fā)點(diǎn)，運(yùn)用工程數(shù)學(xué)、離散數(shù)學(xué)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，深入理解主流操作系統(tǒng)中管理各種軟硬件資源管理的策略、模型和方法，并通過對比和實(shí)訓(xùn)方法等方法，使學(xué)生充分理解所學(xué)理論，并獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)3：能夠運(yùn)用先修專業(yè)基礎(chǔ)課程中各種軟件開發(fā)基礎(chǔ)知識，根據(jù)操作系統(tǒng)功能劃分的不同方法，選擇并設(shè)計(jì)合理的、現(xiàn)實(shí)可行的軟件解決方案，實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)軟件和硬件資源的有效管理。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重指標(biāo)點(diǎn)2-2：能夠通過文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法以及網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息技術(shù)獲得可用的知識、技術(shù)或方法，輔助進(jìn)行復(fù)雜大數(shù)據(jù)工程問題的識別、分析與表達(dá)。課程目標(biāo)1H指標(biāo)點(diǎn)3-2：針對大數(shù)據(jù)工程問題，能夠設(shè)計(jì)評價(jià)和實(shí)施復(fù)雜工程問題的解決方案。課程目標(biāo)2H指標(biāo)點(diǎn)5-1：能夠針對大數(shù)據(jù)工程問題，為構(gòu)建復(fù)雜工程問題的模擬環(huán)境選擇和使用合適的現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，并能理解其局限性。課程目標(biāo)3L三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1操作系統(tǒng)概述熟悉操作系統(tǒng)的基本定義、特征、功能和主要界面形式；熟悉操作系統(tǒng)分類，體系結(jié)構(gòu)；了解：操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史德育要求：從學(xué)科發(fā)展史中學(xué)習(xí)科學(xué)精神2講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)22進(jìn)程及處理機(jī)管理熟悉進(jìn)程、線程、進(jìn)程控制、進(jìn)程同步、進(jìn)程調(diào)度、死鎖；熟悉進(jìn)程通信及線程相關(guān)理論；了解Linux操作系統(tǒng)中進(jìn)程和處理機(jī)管理的基本方法和策略德育要求：從進(jìn)程管理的經(jīng)典問題中學(xué)習(xí)理性思辨12講授式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)33存儲(chǔ)管理熟悉存儲(chǔ)管理特點(diǎn)、特點(diǎn)、目標(biāo)；分區(qū)管理、頁式管理方案、段式管理方案、虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)；熟悉段頁式管理方案；了解操作系統(tǒng)存儲(chǔ)管理的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀德育要求：從存儲(chǔ)管理的精巧設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)工匠精神8講授式討論式課程目標(biāo)2課程目標(biāo)34設(shè)備管理熟悉設(shè)備管理特點(diǎn)、任務(wù)、目標(biāo)；設(shè)備的分配、SPOOLing技術(shù)、I/O控制方式、緩沖技術(shù)；熟悉磁盤管理及虛擬設(shè)備；了解操作系統(tǒng)設(shè)備管理的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀德育要求：從設(shè)備協(xié)同工作提升效率的角度學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)協(xié)作6講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)2課程目標(biāo)35文件管理熟悉文件系統(tǒng)、文件邏輯結(jié)構(gòu)、文件物理結(jié)構(gòu)、文件目錄、成組鏈接法；熟悉文件共享；了解主流操作系統(tǒng)的文件管理方式及各自的特點(diǎn)德育要求：從文件管理的方法中體會(huì)管理的藝術(shù)4講授式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2合計(jì)32序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類型對應(yīng)課程目標(biāo)1熟悉Linux基本命令及編程環(huán)境熟悉使用Linux字符界面，窗口系統(tǒng)的常用命令；熟悉運(yùn)用Linux常用的編程工具vi、gcc、shell；熟悉運(yùn)用Linux的在線求助系統(tǒng)。4驗(yàn)證課程目標(biāo)12進(jìn)程管理加深對進(jìn)程概念的理解，明確進(jìn)程和程序的區(qū)別；進(jìn)一步認(rèn)識并發(fā)執(zhí)行的實(shí)質(zhì)。用C語言或VC編寫相應(yīng)算法程序。6設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)23生產(chǎn)者消費(fèi)者問題的實(shí)現(xiàn)掌握利用信號量解決進(jìn)程之間的同步與互斥問題。用C語言或VC編寫相應(yīng)算法程序。用C語言或VC編寫相應(yīng)算法程序。4設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)34掌握死鎖檢測方法。用C語言或VC編寫相應(yīng)算法程序。6設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)35頁面置換算法掌握分布存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中頁面置換算法的實(shí)現(xiàn)。用C語言或VC編寫相應(yīng)算法程序。6綜合課程目標(biāo)1課程目標(biāo)36磁盤臂調(diào)度算法掌握分布存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中頁面置換算法的實(shí)現(xiàn)。用C語言或VC編寫相應(yīng)算法程序。6綜合課程目標(biāo)1課程目標(biāo)3合計(jì)=SUM(ABOVE)32注：實(shí)驗(yàn)要求包括必修、選修；實(shí)驗(yàn)類型包括演示、驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)等，后兩者占比大于80%。四、課程教學(xué)方法線上教學(xué)與線下教學(xué)相結(jié)合；集中講授與探究式教學(xué)及翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合；采用講授式、啟發(fā)式、探究式、討論式和練習(xí)式等教學(xué)方式。五、學(xué)業(yè)評價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求序號考核方式課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)550102課程實(shí)驗(yàn)5510203平時(shí)表現(xiàn)334104期末考試25251060課程目標(biāo)對應(yīng)分值=SUM(ABOVE)38=SUM(ABOVE)38=SUM(ABOVE)24100（二）考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)作業(yè)考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握到位。能夠利用理論知識分析解決操作系統(tǒng)具體問題。按時(shí)完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握得較為到位。能夠較好地利用理論知識求解操作系統(tǒng)問題。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握得基本到位?；灸軌蚶美碚撝R求解操作系統(tǒng)問題。不交和補(bǔ)交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握有偏差。基本不能利用理論知識求解操作系統(tǒng)問題。2.課程實(shí)驗(yàn)考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分課程實(shí)驗(yàn)?zāi)芨鶕?jù)實(shí)驗(yàn)要求自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，有自己的設(shè)計(jì)理念，實(shí)驗(yàn)完成度高，效果好。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容完整。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，有自己的設(shè)計(jì)理念，實(shí)驗(yàn)完成度較高，效果較好。實(shí)驗(yàn)報(bào)告比較完整。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)完成度一般，效果一般。實(shí)驗(yàn)報(bào)告基本完整。基本能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)完成度較差，效果較差。實(shí)驗(yàn)報(bào)告不完整。3.平時(shí)表現(xiàn)與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)回答問題、課堂表現(xiàn)、測驗(yàn)、測試及討論等完成情況及評分標(biāo)準(zhǔn)評分（百分制）。4.期末考試與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)期末考試及評分標(biāo)準(zhǔn)評分（百分制）。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《實(shí)用操作系統(tǒng)教程（第2版）》，李建偉等主編，清華大學(xué)出版社，2016年7月版