《操作系统》课程教案Word文件下载.docx
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(一)设计理念
以职业能力培养为导向,进行课程开发与设计。
按照人才培养目标要求来确定课程的内容、教学组织、教学方法和手段,注重培养学生分析问题、解决问题的能力、计算机思维能力、自学能力和从业能力。
(二)设计思路
1.以“够用、适用、实用”为目标设计课程教学内容。
2.考虑后序课程需要,突出重点,强化专业应用。
3.注重课堂教学互动,教师为主导,学生为主体,引导学生积极思维,培养学生的学习能力。
4.注重培养学生分析问题、解决问题的能力和自学能力
四、课程内容与学时分配
(一)主要环节安排
序号
早节名称
早节内容
学时数
1
操作系统引论
计算机硬件结构
什么是操作系统
操作的发展历程
操作系统的类型
操作系统的特征
操作系统结构设计
操作系统初启过程
2
进程和线程
进程概念
4
进程的状态和组成
进程管理
线程
进程的同步和互斥
经典进程同步问题
管程
进程通信
3
死锁
资源
死锁概念
死锁的预防
调度
5
存储管理
死锁的避免
死锁的检测和恢复
处理死锁的综合方式
调度类型
作业调度
进程调度
调度准则
调度算法
线程调度
多处理器调度
实时调度
UNIX/Linux进程调度
中断处理
信号机制
引言
分区法
分页技术
分段技术
段页式技术
虚拟存储器
请求分页技术
页面置换算法
内存块的分配和抖动问题
请求分段技术
Linux系统的存储管理
6
文件系统
概述
文件系统的功能和结构
目录结构和目录查询
文件和目录操作
文件系统的实现
管道文件
文件系统的可靠性
7
输入/输出管理
I/O管理概述
设备分配
I/O软件层次
磁盘调度和管理
8
用户接口服务
用户接口的发展
系统调用
命令行接口
图形用户界面
9
嵌入式操作系统
嵌入式系统概述
嵌入式操作系统概述
实时内核及其实现
示例简介
10
分布式操作系统
分布式系统概述
分布式操作系统概述
分布式系统的实现
4种多机系统的比较
云计算系统
11
安全性与保护机制
安全性概述
常见的安全性攻击
一般性安全机制
保护机制
总计
32
五、教学设计
第一章
章节名称:
操作系统引论学时:
教学目标
1.掌握操作系统的定义;
2.理解操作系统的主要类型;
3.了解操作系统的特征;
操作系统的发展历程;
4.掌握操作系统结构设计
教学重点
1.操作系统的定义;
2.操作系统的特征和结构设计
学习难点
操作系统的类型;
章节内容主要教学内容
1.计算机硬件结构
处理器、存储器、I/O设备、总线
2.什么是操作系统
操作系统概念、主要功能、地位
3.操作系统的发展历程
操作系统的形成、发展,推动操作系统发展的动力
4.操作系统的类型
批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统、分
布式操作系统、其他操作系统
5.操作系统的特征
并发、共享、不确疋性
6.操作系统的特征
整体结构、层次结构、虚拟机结构、客户一服务器
教学方法建议
建议采用多媒体教学,形象化抽象的概念帮助学生理解
第二章
学时:
1.掌握进程的定义,进程管理,进程的同步与互斥;
2.理解进程的状态和组成;
3.了解线程和管程;
1.进程定义,进程的状态及其变化;
2.进程的同步与互斥
进程的状态和组成,进程的同步和互斥
早节内谷
主要教学内容
1.进程概念
多道程序设计,进程概念
2.进程的状态和组成
进程的状态及其转换,进程描述,进程队列
3.进程管理
进程图、进程创建、进程终止、进程阻塞、进程唤醒
4.线程
线程概念、线程的实现
5.进程的同步和互斥
进程同步与互斥的概念,临界资源和临界区,互斥实现
方式,信号里,信号里的般应用
6.经典进程同步问题
生产者一消费者问题,读者一与者冋题
7.管程
管程能有效地实现互斥
8.进程通信
消息传递系统,客户一服务器系统中的通信
建议采用多媒体配合板书教学
第三章
1.掌握死锁的概念,死锁的条件;
2.理解死锁的预防、避免;
3.了解死锁的检测和恢复;
1.死锁的预防;
2.死锁的检测和恢复;
1.资源
资源使用模式,可抢占资源与不可抢占资源
2.死锁概念
死锁的条件,资源分配图,处理死锁的方法
3.死锁的预防
破坏互斥条件,破坏占有且等待条件,破坏非抢占条件,破坏循环等待条件
4.死锁的避免
安全状态,资源分配图算法,银行家算法
5.死锁的检测和恢复
对单体资源类的死锁检测,多多提资源类的死锁检测,从死锁恢复,“饥饿”和活锁的概念
第四章
调度学时:
1.掌握调度类型,作业调度,进程调度,线程调度;
2.理解调度准则,调度算法;
3.了解多处理器调度,实时调度;
1.进程调度;
2.多处理器调度,信号机制;
1.调度类型
高级调度,中级调度,低级调度
2•作业调度
作业状态,作业控制块和作业调度的功能
3.进程调度
进程调度的功能,实际,基本方式,叫胡思系统中常用的调度算法,两级调度模型
4.调度准则
影响调度算法选择的主要因素,调度性能评价准则
5.调度算法
先来先服务法,短作业优先法,最短剩余时间优先法,优先级法,轮转法,多级队列法,多级反馈列法,高响应比优先法,公平共享法,几种常用调度算法的比较
6.线程调度
用户级线程,核心级线程
7.多处理器调度
多处理器系统的类型,多处理器调度方法
8.实时调度
实时任务类型,实时调度算法
9.UNIX/Linux进程调度
UNIX进程调度,Linux进程调度
10.中断处理
中断概述,中断的处理过程,中断优先级和多重中断
11.信号机制
信号机制概念,信号的分类、产生和传送,信号的处理方式,信号的检测和处理
第五章
存储管理学时:
1.掌握分页和分段的概念,虚拟存储器概念;
2.理解分区法,段页式,请求分页技术;
3.了解页面置换算法,内存块的分配和抖动冋题;
1.虚拟存储器,页面置换算法;
2.分区法,分页技术,分段技术,段页式技术;
页面置换算法,内存块的分配和抖动问题
1.引言
用户程序的地址空间,重定位,对换技术
2.分区法
固定分区法,动态分区法,可重定位分区分配
3.分页技术
分页存储管理的基本概念,分页系统中的地址映射,页
面尺寸,硬件支持,保护方式,页表的构造,页面共享
4.分段技术
分段存储管理的基本概念,地址转换,端的共享和保护
5.段页式技术
段页式存储管理的基本原理,地址转换过程
6.虚拟存储器
虚拟存储器的概念,虚拟存储器的特征
7.请求分页技术
请求分页存储管理的基本思想,硬件支持及缺页处理,请求分页技术的性能
8.页面置换算法
页面置换,先进先出法,最佳置换法,最近最久未使用置换法,最近未使用置换法,第二次机会置换法,时钟
置换法,最少使用置换法,页面缓冲算法
9.内存块的分配和抖动
问题
内存块的分配,抖动问题
10.请求分段技术
在MULTICS
11.Linux系统的存储管
理
Linux的多级页表结构,内存页的分配与释放,内存交换
第六章
1.掌握文件的概述,文件系统的功能和结构;
2.理解目录结构和目录查询,文件和目录操作;
3.了解文件系统的实现;
1.目录结构和目录查询;
2.文件系统的可靠性;
1.概述
文件及其分类,文件命名,文件属性,文件存取方法
2.文件系统的功能和结构
文件系统的功能,文件系统的结构
3.目录结构和目录查询
文件控制块和文件目录,单击目录结构,二级目录结构,树形目录结构,非循环图目录结构,目录查询方法
4.文件和目录操作
文件操作,目录操作
5.文件系统的实现
文件系统的格式,文件存储分配,空闲存储空间的管理
6.管道文件
可以实现两个或多个进程间的直接通信
7.文件系统的可靠性
磁盘坏块管理,后备,文件系统和一致性
第七章
早节名称:
输入/输出管理学时:
1.掌握I/O管理的概述,I/O软件层次;
2.理解设备分配;
3.了解磁盘调度和管理;
1.I/O管理的概述;
2.磁盘调度和管理;
1.1/0管理的概述
I/O设备分类和标识,I/O系统结构,设备控制器,I/O系统的控制方式,I/O管理的功能
2.设备分配
与设备分配相关的因素,设备分配技术,设备分配算法,
SPOOLing系统
3.I/O软件层次
中断处理程序,设备驱动程序,与设备无关的操作系统
I/O软件,用户级I/O软件
4.磁盘调度和管理
磁盘调度,磁盘管理
建