最新 操作系统原理课程教学大纲教案Word下载.docx

1、高等教育出版社.2005；2 陈博.LINUX实用教程M.北京：人民邮电出版社。2010选读书目：1 Andrew S. Tanenbaum & Albert S. Woodhull .Operating Systems: Design and Implementation（Second Edition） M . Publish House of Prentice Hall.2002；2 William Stallings.操作系统:精髓与设计原理（原书第6版）M.北京：机械工业出版社.2010二、课程总目标本课程教学目标是使学生通过课程学习，熟悉现代计算机系统的核心系统软件操作系统的运行过程

2、和设计原理，掌握操作系统的基本概念、设计方法、运行机制，从而建立起对计算机系统的整体认识。课程培养学生对大型软件的分析和设计能力，同时为后续课程的学习以及将来从事底层系统开发或上层软件开发工作提供基础理论知识。三、课程教学内容与教学要求1、教学内容与学时分配课程总学时：56学时，其中讲授学时：56学时；实验（上机）学时：0学时教学内容与学时分配建议如下表：序号教学章节名称学时分配讲课实验1第一章 操作系统概论6第六章 实存储管理82第二章 操作系统用户接口 7第七章 虚拟存储管理43第三章 进程控制与线程 第八章 设备管理第四章 进程通信109第九章 文件管理5第五章 调度与死锁合 计562、

3、教学要求第一章 操作系统概论（6学时）教学目标：了解操作系统在计算机系统中的作用。理解操作系统的发展历程，对操作系统的功能、结构、特征等方面有清晰的认识，从而为今后从事计算机相关工作培养科学素养和职业素质。教学内容：第一节 OS的作用一、 用户和硬件间的接口二、 管理系统各类资源三、 合理组织计算机系统的工作流程第二节 OS硬件基础一、 处理器二、 存储器三、 设备四、 文件五、 中断第三节 OS的形成一、 手工操作阶段二、 单道批处理阶段三、 多道批处理阶段第四节 OS的类型一、 批处理系统二、 分时系统三、 实时系统四、 其他类型第五节 OS的特征、功能和结构一、 OS的四个特征二、 OS

4、的五个主要功能三、 内核与微核结构教学要求：掌握操作系统的作用、特征、功能等知识，学会分析多道系统下作业运行的过程。重点难点：多道程序设计的概念，批处理、分时和实时系统的特征。第二章 操作系统用户接口（2学时）了解操作系统提供的两类用户接口，掌握系统调用的过程。第一节 命令接口一、 作业的概念二、 命令接口的形式第二节 程序接口一、 管态和目态的概念二、 特权指令和非特权指令的含义三、 系统调用的含义理解设置两类接口的目的，理解系统区分核心态和用户态的目的，会分析作业从用户态切换到核心态的过程，能在应用系统中调用相应OS的系统功能。系统调用的概念以及与一般过程调用的区别。第三章 进程控制与线程

5、（6学时）理解进程的定义及进程状态变迁的过程，了解进程控制块的内容，了解进程控制原语的作用，理解线程的作用以及和进程的区别。第一节 进程的引入一、程序的顺序执行二、程序的并发执行三、前趋图第二节 进程的定义及描述一、 进程的定义二、进程的结构描述三、进程和程序的区别四、进程的状态及状态的变迁五、进程控制块的结构及组织方式第三节 进程控制原语一、 创建、撤销原语二、阻塞、唤醒原语三、 挂起、激活原语第四节 线程一、 线程的定义二、线程的属性和状态三、线程和进程的区别四、线程的类型和实现理解进程的定义和三个基本状态间的转换。会分析进程的创建过程从而理解进程并发机制，理解线程的特点及与进程的区别。进

6、程定义和进程控制块，进程状态变迁，线程的属性。第四章 进程通信（10学时）掌握同步和互斥的概念以及操作系统实现进程间同步和互斥的方法。了解进程间高级通信的类型。为今后学习数据库的锁机制和上层软件开发过程中实现多进程（线程）并发打下基础。第一节 同步和互斥一、 同步的概念二、 互斥的概念及临界资源、临界区的概念三、 同步机构的管理原则第二节 传统上，互斥的实现方法 一、软件实现方法 二、硬件实现的方法第三节 信号量机制一、 整型信号量二、记录型信号量三、信号量的应用第四节 经典进程同步问题一、 生产者消费者问题二、哲学家进餐问题三、读者写者问题第五节 管程一、 管程的定义二、管程的结构三、管程的

7、应用第六节 进程高级通信一、 进程高级通信的类型二、消息通信三、消息缓冲通信理解系统中进程的两类制约关系，会分析用软件实现进程互斥可能存在的问题，理解记录型信号量的结构，会分析实际问题并采用信号量机制实现进程的同步与互斥。信号量机制，经典进程同步问题。第五章 调度与死锁（6学时）掌握三级调度的概念，理解调度算法，理解死锁的含义以及处理死锁的常用方法。为在实际系统中处理死锁问题打下理论基础。第一节 处理器的三级调度一、三级调度的概念 二、选择调度算法的准则第二节 常用调度算法 一、FCFS算法 二、短作业（进程）调度算法三、高优先级优先调度算法四、基于时间片轮转的进程调度算法第三节 死锁一、 死

8、锁的定义二、死锁产生的原因三、死锁的处理方法第四节 死锁的常用处理方法一、 死锁的预防二、死锁的避免三、死锁的检测四、死锁的解除理解作业的状态变迁从而明晰作业在计算机系统中的处理流程。会分析及评价常用的调度算法，并能够解决调度的实际问题。理解死锁的概念及发生死锁的原因，会使用常见的处理死锁的方法处理死锁问题。三级调度的概念，常用调度算法及其评价，死锁的预防、避免和检测方法。第六章 实存储管理（8学时）理解逻辑地址和物理地址的含义，了解连续式内存分配的方法，理解分页式内存分配的原理以及地址重定位的过程和方法，理解分段和段页式内存分配的原理和地址映射方法。第一节 程序的链接和装入一、地址的概念二、

9、程序的链接方式三、程序的装入方式第二节 连续式内存分配 一、单一连续分配 二、分区分配方法第三节 分页式内存分配一、 分页原理二、地址重定位三、快表四、两级和多级页表第四节 分段式内存分配一、 分段原理三、分页与分段的区别第五节 段页式内存分配一、 段页式原理理解链接和装入过程中地址的映射。理解分页原理，会根据逻辑地址分析地址重定位的过程以及计算物理地址。理解分段式和段页式原理和地址重定位过程，并能够分析和计算逻辑地址到物理地址转换的问题。地址的概念，分页地址映射过程，快表、两级页表的地址映射过程。第七章 虚拟存储管理（4学时）理解程序运行的局部性原理。了解虚拟存储器的含义。理解请求分页存储管

10、理系统的工作原理，常用页面置换算法。理解虚拟段式和虚拟段页式存储管理的原理。第一节 虚拟存储器的概念一、局部性原理二、虚拟存储器的含义三、虚拟存储器的特点和类型第二节 请求分页 一、请求分页原理二、请求分页的地址转换过程三、请求分页中的分配、置换和清除策略第三节 常用页面置换算法一、 最佳页面置换算法二、FIFO页面置换算法三、LRU页面置换算法四、CLOCK置换算法五、LFU置换算法六、PBA置换算法第四节 虚拟段式和虚拟段页式存储管理一、 请求分段原理二、地址重定位过程三、虚拟段页式原理四、地址重定位过程理解程序运行的局部性原理，理解虚拟存储器体现的虚拟技术。理解请求分页的原理，会分析并使

11、用常用的页面置换算法进行进程运行过程中的页面置换，并计算缺页率。虚拟存储器的概念，常用页面置换算法。第八章 设备管理（6学时）了解设备的分类，设备控制器和通道的功能及工作方式。了解输入/输出的控制方式。理解缓冲技术及缓冲的类型。理解独占设备分配过程，磁盘调度方法以及虚拟设备的实现方法。第一节 I/O系统结构一、设备管理的目标和功能二、设备的分类三、设备控制器第二节 I/O控制方式 一、程序控制方式二、中断控制方式三、DMA控制方式四、通道控制方式第三节 缓冲技术一、 缓冲的引入二、单缓冲技术三、双缓冲技术四、多缓冲技术第四节 设备分配一、 设备分配涉及的四个数据结构二、设备分配的原则三、设备分

12、配的过程第五节 磁盘驱动调度一、 磁盘结构二、磁盘驱动调度第六节 SPOOLing系统一、 虚拟设备的含义二、SPOOLing系统的组成三、虚拟打印机的实现能理解四种输入/输出控制方式的工作过程，并比较其分别适用于哪类设备。能分析单缓冲和双缓冲机制下，作业输入或输出的时间。能熟练使用常用的磁盘驱动算法分析并计算磁盘寻道调度的移动道数。缓冲技术，磁盘驱动调度算法，使用SPOOLing系统实现虚拟打印机的过程。第九章 文件管理（8学时）掌握文件和文件系统的概念。理解文件的逻辑和物理结构，了解文件的目录结构，文件存储空间管理，文件共享和保护方法。为在文件系统上层构建数据库或应用系统，奠定理论基础。第

13、一节 文件和文件系统的概念一、文件和文件的属性二、文件的类型三、文件系统的概念、作用和结构四、文件系统的常见类型第二节 文件的逻辑结构 一、文件的顺序结构二、文件的索引结构三、文件的索引顺序结构第三节 文件的物理结构一、 文件的连续结构二、文件的链接结构三、文件的索引结构第四节 文件目录一、 目录项二、索引节点三、目录的类型第五节 文件存储空间管理一、 空闲表和空闲链表法二、位示图法三、成组链接法第六节 文件的共享和保护一、 文件共享的方法二、文件保护的方法理解文件系统的作用，会分析文件在不同物理结构下存储的方式，理解位示图和成组链接法实现文件存储空间分配和回收的过程。文件物理结构，位示图法、

14、成组链接法实现文件存储空间的分配和回收。四、课程考核一、医、技专业技术人员工作成绩量化考评标准分数为100分，根据项目加减分数最高限为50分。二、每医生主管出院病人数计算方法：根据本科考核期内出院病人数计算出每医生平均主管病人数，若主管病人按划分专业组计算，本组工作量平均值为每医生主管病人数，科主任取科室每医生平均值。三、手术量计算方法：同主管出院病人数计算。四、专项设备功能计算工作量：主要指放射科、特检科、影像中心、核医学科工作量计算。五、院外会诊统计：以医务科备案为准，由本人提出具体明细，以便进行核对。六、院内会诊：主要查信息科数据。八、新业务、新技术界定：以考核期医院伦理委员会认定专业技术项目为基础，应突出“高（或精或尖或新）”，确定为加分项目，必须附相关说明材料。九、重点技术界定：根据专业技术评价标准，被界定为重点科室完成技术项目。十、申报要求：以科室为单位，对被考核医师做出工作成绩考评分数，并进行排序。课程考核方式：考试；成绩评定：考试成绩（70%）+平时成绩（30%）（包括上课出勤、回答问题、作业等）。