计算机操作系统教案09.docx

1、计算机操作系统教案09内蒙古工业大学教 案2009 /2010 学年 一 学期学 院 信息工程学院 系 别 计算机系 课程名称 操作系统 授课对象 软件工程专业 主讲教师 马志强 职 称 讲师 课程学时 56学时 内蒙古工业大学教案(课程) 教案编写时间：2009.8.25课程名称操作系统课程代码总学时：56 学时讲课： 46 学时上机： 学时实验： 10 学时其他： 学时学 时56课程类别公共课 ( ) 基础课 ( ) 专业课( )技术基础课( ) 专业选修课( ) 公共选修课( )授课对象软件工程 本科教材：张尧学主编.操作系统（第3版）.北京:清华大学出版社，2006。主要参考资料：1汤

2、子瀛编.计算机操作系统(修订版).西安:西安电子科技大学出版社，2001。2陈向群等编.Solaris操作系统原理.北京:机械工业出版社，2008。3陈莉君等编.Linux操作系统原理与应用.北京:清华大学出版社，2006。4冯耀霖等编.操作系统. 西安:西安电子科技大学出版社，2001。5尤晋元等编.Windows 操作系统原理.北京:机械工业出版社,2004。6（美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译，北京:电子工业出版社,2001.7（美）Mark G.Sobell.Linux命令、编辑器与Shell编程 杨明军等译，北京：:清华大学出版社

3、，2007教学目的、要求：学习本课程，使学生了解操作系统的基本概念、功能、分类和发展历史，掌握操作系统的使用操作方法，掌握进程和线程的管理技术，掌握处理机的管理和调度策略，掌握存储管理系统、文件系统和设备管理技术，在此基础上结合Linux的进程和存储管理与文件系统进行深入学习与分析，掌握目前主流操作系统Linux的基本原理和功能以及特点。通过本课程的学习，深刻理解操作系统体系结构、设计思想和算法；在开发大型软件时可以借鉴操作系统的理论，为以后设计和实现大型应用软件和系统软件打好基础；同时具备基本的分析问题和解决问题的能力。课程中应使学生掌握计算机操作系统的基本理论知识，基本原理与设计分析方法，

4、掌握基本的实验技能。教学重点、难点：重点：进程的概念、控制和同步；处理机调度的概念、算法，多处理机调度，死锁；连续分配方式，基本分页和基本分段管理方式，虚拟存储器的概念，请求分页和请求分段管理方式，页面置换算法；I/O系统，I/O控制方式，缓冲管理，设备分配及处理，磁盘管理，SPOOLing技术；文件系统，文件逻辑结构，外存分配，目录管理，文件共享难点：OS的基本特性（并发、共享、虚拟、异步）；wait、signal操作，用信号量机制实现进程同步；调度算法（先来先服务、短作业优先、高优先权优先、高响应比优先、时间片轮转等调度算法）；请求分页和请求分段管理方式，页面置换算法（FIFO和LRU置换

5、算法）；I/O控制，缓冲管理，SPOOLing技术，磁盘管理；外存分配，目录管理，文件共享内蒙古工业大学教案(课次) 第 1 次课 2 学时授课题目：绪论教学目的、要求： 理解操作系统的概念，了解操作系统的发展过程，掌握操作系统的七种基本类型，掌握操作系统的五个基本功能，理解研究操作系统的几种观点。教学重点、难点：重点：操作系统的概念、基本类型和基本功能。难点：操作系统的功能。教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配： 1.1 操作系统概念（讲解，10分钟） 1.2 操作系统的历史（讲解，30分钟） 1.3 操作系统的基本类型（讲解，

6、20分钟） 1.4 操作系统功能（讲解，30分钟） 1.5 研究操作系统的几种观点 （讲解，10分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动： 和学生一起探讨操作系统的发展历程和基本特征。作业布置：习题 1.1，1.2 思考题1.4，1.6主要参考资料：1汤子瀛主编.计算机操作系统（修订版）.西安:西安电子科技大学出版社，20012陈向群等编.Solaris操作系统原理.北京:机械工业出版社，20083 （美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译，北京:电子工业出版社,2001课后自我总结分析：内蒙古工业大学教案(课次) 第 2

7、次课 2 学时授课题目：操作系统用户界面教学目的、要求： 了解操作系统的用户界面，理解一般用户的输入输出界面，掌握Linux和Windows的命令控制界面，掌握Linux和Windows的系统调用。教学重点、难点：重点：Linux和Windows的命令控制界面，Linux和Windows的系统调用。 难点：Linux和Windows的系统调用。教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配： 2.1 简介（讲解，5分钟） 2.2 一般用户的输入输出界面（讲解，5分钟） 2.3 命令控制界面（讲解，10分钟） 2.4 Linux和Window

8、s的命令控制界面（讲解，30分钟） 2.5 系统调用（讲解，20分钟） 2.6 Linux和Windows的系统调用（讲解，30分钟）教学方法： 课堂教学。使用多媒体课题，以讲授为主。师生互动： 与学生一起操作Linux和Windows的命令控制界面，找出其中的区别与联系。作业布置：习题 2.2，2.5，2.7，2.9 思考题2.3，2.6，2.8，2.10，2.11主要参考资料：1汤子瀛主编.计算机操作系统（修订版）.西安:西安电子科技大学出版社，20012陈向群等编.Solaris操作系统原理.北京:机械工业出版社，20083 （美）William Stallings.操作系统内核与设计原

9、理（第四版）魏迎梅、王涌译，北京:电子工业出版社,2001课后自我总结分析： 内蒙古工业大学教案(课次) 第 3 次课 2 学时授课题目：进程的描述教学目的、要求： 掌握进程的并发执行和定义，理解进程的描述，掌握进程的状态及转换。教学重点、难点：重点：进程的并发执行和定义，进程的状态及转换。难点：进程的并发执行。教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：3.1 进程的概念 （讲解，10分钟） 3.2 进程的描述（讲解，20分钟） 3.3 进程状态及转换（讲解，30分钟） 3.4 进程控制（讲解，40分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体

10、课件，以讲授为主。师生互动：和学生一道结合状态的转化模型，讲解控制原语。作业布置：习题3.2，3.6，思考题3.4，主要参考资料：1汤子瀛主编.计算机操作系统（修订版）.西安:西安电子科技大学出版社，20012陈向群等编.Solaris操作系统原理.北京:机械工业出版社，20083 （美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译，北京:电子工业出版社,20014(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：内蒙古工业大学教案(课次) 第 4 次课 2 学时授课题目

11、：进程的互斥与同步教学目的、要求： 掌握临界资源、临界区的概念；理解进程互斥和同步的基本原理；掌握解决进程互斥和同步的办法信号量。教学重点、难点：重点：理解进程互斥和同步的基本原理；掌握解决进程互斥和同步的办法信号量。难点：信号量解决进程互斥和同步的办法。教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配： 3.5 进程互斥（讲解，50分钟） 3.6 进程同步（讲解，50分钟） 教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动： 帮助学生理解临界区和临界资源的概念，加深对进程并发执行特征的理解。作业布置：习题3.9，3.11思考题3.7

12、，3.8主要参考资料：1 （美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.2(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析： 内蒙古工业大学教案(课次) 第 5 次课 2 学时授课题目： 进程的通信教学目的、要求：掌握共享存储区、消息和邮箱通信的基本原理，以及实现的方法。教学重点、难点：重点：掌握共享存储区、消息和邮箱通信的基本原理。难点：消息队列的实现教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：

13、教学内容、时间分配： 3.7 进程通信 共享存储区（讲解30分钟）消息通信的基本原理（讲解50分钟）邮箱通信的基本原理（讲解20分钟）教学方法： 课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动： 让学生总结进程通信的基本类型，思考管道通信的实现方法。作业布置： 思考3.10，3.14，主要参考资料：1 （美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.2(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析： 内蒙古工业大学教案(课次) 第 6

14、 次课 2 学时授课题目： 死锁问题的研究教学目的、要求： 理解死锁产生的原因和解决的办法；掌握线程的基本概念和分类。教学重点、难点：重点：死锁的概念、四所产生的原因和解决办法。掌握线程的基本概念。难点：死锁的解决办法。教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：3.8 死锁问题（讲解50分钟）3.9 线程的概念（讲解20分钟）3.10 线程分类与执行（讲解20分钟）教学方法： 课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动： 让学生理解进程并发带来的副面影响，以及如何解决提出自己的看法。作业布置：习题：3.13思考题： 3.15主要参

15、考资料：1 （美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.2(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析： 内蒙古工业大学教案(课次) 第 7 次课 2 学时授课题目：作业调度教学目的、要求： 掌握作业的状态及其转换，掌握作业调度的目标、功能和性能，理解作业与进程的关系。教学重点、难点：重点：作业的状态及其转换；掌握作业调度的目标和性能。难点：作业的状态转换。教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书

16、设计等)：教学内容、时间分配：4.1 分级调度 （举例，讲解，约50分钟） 4.2 作业调度（举例，讲解，约50分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：结合进程状态转换机制，与学生一道得到作业的状态转换。作业布置：习题：4.2，4.4思考题：4.1主要参考资料：1 （美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.2(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：内蒙古工业大学教案(课次) 第 8 次课 2 学时

17、授课题目： 进程调度教学目的、要求： 掌握进程调度的基本原理；掌握进程的调度算法教学重点、难点：重点：进程调度的基本原理难点：进程调度算法教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配： 43 进程调度（讲解、举例，约100分钟）；教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：让学生推导出进程调度的时机。作业布置：习题：4.6，4.9思考题：4.3，主要参考资料：1 （美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.2(荷)Andrew S.Tanenbau

18、m.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：内蒙古工业大学教案(课次) 第 9 次课 2 学时授课题目： 调度算法教学目的、要求： 掌握进程、作业的调度算法，以及算法的评价方法。教学重点、难点：重点：调度算法难点：算法评价方法教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：4.4 调度算法（讲解，70分钟） 4.5 实时系统调度方法（讲解，30分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：与学生一道计算分析调度算法的性能。作业布置：主要参考资料：1 （美）William

19、Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.2(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：内蒙古工业大学教案(课次) 第 10 次课 2 学时授课题目： 存储管理概述教学目的、要求： 掌握存储管理的基本功能，理解存储管理的发展，掌握内存管理的基本方法分区管理，理解覆盖与交换技术的实现原理。教学重点、难点：重点：存储管理的基本功能，分区管理的基本方法，覆盖与交换技术。难点：覆盖与交换技术教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分

20、配、板书设计等)：教学内容、时间分配：5.1 存储管理的功能（讲解，20分钟）5.2 分区存储管理（讲解，60分钟）5.3 覆盖与交换技术（讲解，20分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：关于中级调度的具体实现覆盖与交换技术。作业布置：5.1，5.3主要参考资料：1 （美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.2(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：内蒙古工业大学教案(课次) 第 11 次课 2

21、 学时授课题目： 页式存储管理静态管理教学目的、要求： 掌握分页存储管理的实现原理和地址变换过程教学重点、难点：重点：分页存储管理的实现原理和地址变换过程难点：页表的结构和地址变换过程教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：（1） 分页存储管理的实现原理（讲解，约50分钟）（2） 地址变换过程（讲解，约50分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：让学生进行地址转换的计算。作业布置：主要参考资料：1（美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2

22、001.2(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：内蒙古工业大学教案(课次) 第 12 次课 2 学时授课题目： 页式存储管理动态管理教学目的、要求： 理解虚拟存储器的概念，掌握请求分页存储管理的实现原理和地址变换过程，掌握页面置换算法。教学重点、难点：重点：虚拟存储器概念，请求分页分段存储管理的实现原理和地址变换过程，掌握页面置换算法。难点：虚拟存储器的实现技术，缺页中断，页面置换算法教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配： （1）虚拟

23、存储器概念（讲解，约10分钟）（2）请求分页存储管理的实现原理（讲解、画图，约20分钟）（3）请求分页存储管理地址变换过程（讲解、画图，约20分钟） （4）置换算法（讲解、画图，约50分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：让学生推导出虚拟存储器的优点。作业布置：主要参考资料：1（美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.2(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：内蒙古工业大学教案(课次) 第 13

24、 次课 2 学时授课题目： 分段存储管理教学目的、要求： 掌握分段存储管理的实现原理和地址变换过程，掌握请求分段存储管理的实现原理和地址变换过程，了解缺页率对有效访问时间的影响、掌握工作集、了解抖动产生的原因和预防方法。教学重点、难点：重点：分段存储管理的实现原理和地址变换过程，缺页率、工作集等概念、抖动产生的原因。难点：分段管理的共享与保护，工作集教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：（1） 分段存储管理的实现原理（讲解，画图，约30分钟）（2） 地址变换过程（讲解，画图，约20分钟）（3） 共享和保护（讲解，画图，约10分钟）

25、（4） 缺页率对有效访问时间的影响（讲解，约10分钟）（5） 掌握工作集（讲解，约10分钟）（6） 了解抖动产生的原因和预防方法（讲解，约20分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：让学生进行分页和分段的区别。作业布置：主要参考资料：1（美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.2(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：内蒙古工业大学教案(课次) 第 14 次课 2 学时授课题目： 进程与存储管理示

26、例教学目的、要求： 掌握Linux进程结构，控制过程，理解进程调度的优先级计算函数。教学重点、难点：重点：进程结构、进程状态转换、进程调度 难点：进程结构、进程调度、系统调用教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：6.1 Linux进程和存储管理简介 （讲解，10分钟）6.2 Linux进程结构 （讲解，20分钟）6.3 进程控制 （讲解， 30分钟）6.4 Linux进程调度 （讲解， 40分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：让学生结合前面所讲的理论内容与Linux系统进行对比。作业布置：6.2，6.4

27、主要参考资料：1（美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.2(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：内蒙古工业大学教案(课次) 第 15 次课 2 学时授课题目： Linux存储管理教学目的、要求： 掌握Linux的通信方法，掌握Linux的存储管理方法。教学重点、难点：重点：Linux的通信方法管道、信号、消息，掌握Linux的存储管理方法。难点：管道、信号、消息的使用教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师

28、生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：6.5 进程通信 （讲解，50分钟） 6.6 Linux存储管理 （讲解，50分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：让学生进行进程通信系统调用的应用。作业布置：6.7，6.13 主要参考资料：1（美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.2(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：内蒙古工业大学教案(课次) 第 16 次课 2 学时授课题目： 文件

29、系统概述教学目的、要求： 理解文件和文件系统的概念，掌握文件的逻辑结构，物理组织及对不同类型文件的存取方法教学重点、难点：重点：文件和文件系统的概念，文件的逻辑结构，及对不同类型文件的存取方法难点：文件的存取方法教学组织(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学方法：课堂教学教学内容、时间分配：8.1 文件系统的概念 （讲解、举例，约40分钟）8.2 文件的逻辑结构与存储方法 821 逻辑结构 （讲解，举例，约30分钟）822 存储方法 （讲解，举例，约30分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课题，以讲授为主。师生互动： 谈文件系统的应用方法和设计方法。作业布置： 6.2，6.4主要参考资料：1（美）William Stallings.操作系统内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.2(荷)Andrew S.Tanenbaum.现代操作系统（第2版）陈向群、马