《操作系统B》教学大纲计算机金虎]

第一篇：《操作系统B》教学大纲计算机金虎]

【操作系统B】课程教学大纲 第一部分课程基本信息 【课程代码】 【学分】【总学时】 56学时，其中讲授：40学时；实验：16学时； 【课程性质】专业必修课

【课程基础】在学这门课之前，学生必须预修过离散数学、程序设计、算法和数据结构、汇编语言和计算机组成原理的基本知识。【适应专业】计算机科学技术-物联网工程

【教学目标】该课程的主要目的是使学生熟练掌握计算机操作系统基本概念、基本原理，内部结构以及设计与实现方法。掌握主流操作系统的技术特点，了解研究与发展动向。重点培养学生系统软件方案设计、开发能力，以及系统程序的设计开发能力。【课程简介】操作系统（Operating System，简称OS），是计算机系统中负责支撑应用程序运行环境以及用户操作环境的系统软件。它的职责常包括对硬件的直接监管、对各种计算资源（如内存、处理器时间等）的管理、以及提供诸如作业管理之类的面向应用程序的服务等等。操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件的第一次扩充，其它所有的系统软件和应用软件都必须依赖于操作系统的支持。因此操作系统是计算机系统的核心与基石。操作系统及其抽象机制相对于应用软件变得更加复杂。操作系统不仅强调了操作系统的使用（外部特性），更强调了它的设计与实现（内部特性）。《操作系统》是本学科最重要的专业核心课程。主要介绍操作系统的基本原理和实现技术，是理解计算机系统工作、用户与计算机系统交互和设计开发应用系统等基本知识结构的重要途径。《操作系统》是一门理论性、实践性并重的基础核心课程，内容抽象、课程教学难度大。课程内容主要介绍系统原理、设计方法和实现技术，这是众多操作系统的设计精髓，并非针对某一特定的操作系统产品。【选用教材】汤小丹,哲凤屏, 汤子瀛.计算机操作系统.西安:西安电子科技大学出版社,2007 【参考书】张尧学.计算机操作系统教程.北京:清华大学出版社,2006 第二部分主要教学内容和基本要求 【主要教学内容】 第一章操作系统引论 第一节操作系统概观

一、操作系统的目标

二、操作系统作用

三、操作系统层次结构

第二节操作系统的形成和发展

一、无操作系统

二、批处理系统

三、分时系统

四、实时系统

第三节操作系统特征和功能

一、操作系统特征

二、操作系统服务

三、操作系统功能 第四节操作系统的发展

一、微机操作系统

二、多处理机操作系统

三、网络操作系统

四、分布式操作系统 【基本要求】

一、掌握操作系统的分类、特征和功能。

二、熟悉什么是操作系统。

三、了解操作系统的作用和进一步发展过程。【参考学时】4学时

第二章进程的描述和控制

第一节前驱图和程序并发执行的条件

一、前驱图

二、程序的顺序执行

三、程序的并发执行 第二节进程的描述

一、进程的概念

二、进程和程序的区别

三、进程的状态及其转换

四、进程控制块 第三节进程的控制

一、操作系统的支撑功能

二、进程的创建和终止

三、进程的阻塞和唤醒

四、进程的挂起和激活 第四节线程的基本概念

一、线程的引入和定义

二、超线程、线程、进程、双核、双处理机的关系 【基本要求】

一、掌握进程的定义、状态及其转换的基本概念。

二、熟悉进程的控制的相关原语。

三、了解程序的顺序和并发执行的区别。

四、实践教学要求：利用简单的结构和控制方法模拟进程结构、进程状态和进程控制，使学生掌握作为操作系统分配资源的基本单位的进程相关的概念。【参考学时】4学时

第三章进程的同步和通信 第一节进程的同步的概念

一、进程的同步和临界区

二、临界资源和临界区的管理

三、利用硬件和软件实现进程的互斥 第二节信号量机制

一、整型信号量、记录型信号量

二、利用原语（wait、signal）在信号量上的操作实现前驱图

三、利用原语（wait、signal）在信号量上的操作实现进程的互斥

四、利用原语（wait、signal）在信号量上的操作实现进程的同步 第三节经典的同步问题

一、生产者和消费者

二、读者和写者

三、哲学家就餐

四、管程的实现 第四节进程通信

一、进程通信类型

二、直接通信和间接通信 【基本要求】

一、掌握利用信号量机制完成进程间的同步。

二、熟悉临界区的定义和进程的通信机制。

三、了解利用硬件和软件实现进程的互斥。【参考学时】5学时 第四章调度和死锁

第一节调度的类型和模型 一、三级调度的划分成作业调度、中级调度和进程调度

二、评价调度算法的若干准则：周转时间、响应时间、截止时间 第二节调度算法

一、先来先服务(FCFS)

二、短作业优先(SJF)

三、时间片轮转(RR)

四、优先级（动态抢占算法）

五、高响应比优先调度算法(HRN)

六、多级队列和多级反馈队列等调度算法 第三节死锁的基本概念

一、产生死锁的原因

二、死锁的定义

三、产生的必要条件 第四节死锁的预防和避免

一、死锁的预防

二、安全序列、安全状态

三、银行家算法

第五节死锁的检测和解除

一、死锁的检测

二、死锁的解除 【基本要求】

一、掌握调度算法和死锁的基本定义和银行家算法。

二、熟悉调度算法的准则。

三、了解调度的类型和模型。

四、实践教学要求：在进程控制的基础上增加调度算法实现先来先服务、短作业优先以及时间片调度算法，使学生掌握低级调度的CPU分配的基本算法。【参考学时】5学时 第五章存储器管理 第一节程序的装入和链接

一、静态和动态重定位

二、链接方式

第二节连续存储空间管理

一、单一连续和分区分配（固定分区和可变分区）

二、可变分区分配和回收算法 第三节对换

一、对换的定义

二、对换区的管理 第四节非连续存储管理

一、分页式存储管理基本原理、快表、二级页表、多级页表和反置页表

二、分段式存储管理

三、段页式管理的原理 【基本要求】

一、熟练掌握分页式和分段式存储管理的基本原理、地址转化过程。

二、掌握连续式存储管理，分区的分配和回收。

三、了解对换空间的管理。

四、实践教学要求：实现分页式存储地址转换过程。【参考学时】5学时 第六章虚拟存储器

第一节虚拟存储器的基本概念

一、虚拟存储器的概念

二、原理（空间局部性和时间局部性）和特征 第二节请求分页式虚拟管理

一、请求分页式管理的基本原理

二、页面调度算法（先进先出FIFO、最近最少使用LRU、最佳置换OPT、最少使用LFU、时钟算法等）

三、性能分析

第三节请求分段式存储管理

一、请求分段式存储管理的基本原理

二、虚拟分段的管理

三、段的连接和共享 【基本要求】

一、掌握虚拟存储器的基本概念和分页页面调度算法。

二、熟悉请求分段式存储管理。

三、了解分页式存储管理的性能分析。

四、实践教学要求：实现请求页式地址转换中出现的缺页现象中，用到的先进先出、最近最久未使用。使学生掌握内存的分配方法和虚拟存储器的概念和原理。【参考学时】4学时 第七章设备管理

第一节 I/O系统的组成 一、四级结构和三级控制的I/O组成

二、主机、通道（概念和分类）、控制器和设备 第二节 I/O控制方式

一、程序性控制（询问）方式

二、中断控制方式

三、DMA方式

四、通道方式 第三节缓冲技术

一、缓冲区引入

二、单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池 第四节设备分配

一、设备分配

二、设备独立性

三、虚拟设备 第五节设备处理

一、设备驱动程序功能和处理过程

二、中断程序处理过程 【基本要求】

一、掌握缓冲区的概念，输入输出控制方式，设备独立性和虚拟设备。

二、熟悉输入输出系统组成和设备分配。

三、了解设备处理过程。

四、实践教学要求：设备管理主要包括设备的添加和删除、分配和回收，使学生掌握外围设备的体系结构和管理方法。【参考学时】4学时 第八章文件管理 第一节文件系统概述

一、文件

二、文件系统

三、文件操作

第二节文件逻辑结构

一、流式结构

二、记录式结构（定长和变长）第三节目录管理

一、文件控制块和索引节点

二、单级目录、两级目录和多级目录

三、目录查询技术 第四节文件共享和保护

一、文件共享方法

二、文件保护方法 【基本要求】

一、掌握缓冲区的概念，输入输出控制方式，设备独立性和虚拟设备。

二、熟悉目录管理。

三、了解文件共享和保护。

四、实践教学要求：利用交互式命令实现文件系统的树型目录结构，使学生掌握目录管理的常用方法。

【参考学时】4学时 第九章磁盘存储器管理 第一节磁盘I/O

一、磁盘的性能

二、磁盘调度方法（先来先服务、最短寻道时间优先、各种扫描算法）第二节外存分配方法

一、连续分配

二、链接分配（FAT表）

三、索引分配

第三节空闲存储空间的管理

一、空闲块法

二、空闲区表

三、位示图

四、成组链接法（UNIX）【基本要求】

一、掌握外存分配方法和调度方法。

二、熟悉空闲存储空间的管理。

三、了解磁盘的性能。【参考学时】4学时 第十章操作系统接口 第一节命令接口

一、命令格式；联机命令的类型；终端处理程序；命令解释程序 第二节程序接口

一、系统调用的概念；类型和实现 第三节图形用户接口

一、图形接口的各种元素 【基本要求】

一、熟悉操作系统的三种接口。【参考学时】1学时

第二篇：计算机操作系统课程设计教学大纲

《计算机操作系统》课程设计教学大纲

课程编号：08120070 课程名称：计算机操作系统/Computer Operating System

课程总学时/学分：56/3.（其中理论46学时，实验10学时 课程设计时间/学分：1周/1学分 适用专业：计算机科学与技术

一、设计任务及目的

《计算机操作系统》课程是计算机科学与技术专业的一门重要专业基础课，“计算机操作系统课程设计”的目的是在学生学习了《计算机操作系统》课程之后理论联系实践，一方面延续《计算机操作系统》课程实验的要求，进一步加深与巩固学生对计算机操作系统中概念、基本原理、算法的理解和掌握，培养学生对计算机常用操作系统的操作能力；另一方面通过本环节加强培养学生分析、修改和设计操作系统的能力。期望达到学为所用，并且能进一步提高使用计算机和编程能力。

二、课程设计的基本要求

1、了解所选择开发环境的调试功能，掌握跟踪，修改错误的技巧。

2、能根据实际问题选择数据结构，清淅的描述算法。

3、培养良好的编程风格。

4、撰写课程设计报告，按格式要求写出完整的、规范的报告并打印，其中模块图、流程图要清楚规范，特别要求学生独立完成。

三、设计需运用的基本理论

设计需运用计算机系统知识、操作系统基本概念、进程管理、存储管理技术、I/O管理技术、文件管理、高级语言程序设计、数据结构等内容。

四、课程设计内容与时间安排

1、设计内容：可以选择下面提供的参考选题，也可以自选，如果自选，需要将自选题，目的详细内容以及实现要求提供给老师，老师批准后方可采用。

课题一：进程管理演示

设计目的：加深对进程概念及进程管理各部分内容的理解；熟悉进程管理中主要数据结构的设计及进程调度算法、进程控制机构、同步机构及通讯机构的实施。

设计内容：设计一个允许n个进程并发运行的进程管理模拟系统。该系统包括有简单的进程控制、同步与通讯机构，其进程调度算法可任意选择（优先级调度，时间片轮转，短进程优先中的一种）。每个进程用一个PCB表示，其内容根据具体情况设置。各进程之间有一定的同步 关系（可选）。系统在运行过程中应能显示或打印各进程的状态及有关参数的变化情况，以便观察诸进程的运行过程及系统的管理过程。

课题二：存储管理系统设计

设计目的：使学生熟悉存储器管理系统的设计方法；加深对所学各种存储器管理方案的了解。设计内容：采用一些常用的存储器分配算法，设计一个请求页式存储管理模拟系统并调试运行。课题三：编程模拟银行家算法

设计目的：通过设计和调试银行家算法通用程序，加深对死锁概念和死锁避免方法的了解。设计内容：编制银行家算法程序，并检测所给状态的系统安全性。课题四：磁盘调度算法的实现与分析

设计目的：使学生熟悉磁盘管理系统的设计方法；加深对所学各种磁盘调度算法的了解及其算法的特点。

设计内容：编程序实现下述磁盘调度算法，并求出每种算法的平均移动磁道数，并分析结果：

①先来先服务算法（FCFS）②最短寻道时间优先算法（SSTF）③扫描算法（SCAN）④循环扫描算法（C-SCAN）

课题五：文件系统演示

设计目的：使学生熟悉文件管理系统的设计方法；加深对所学各种文件操作的了解及其操作方法的特点。

设计内容：设计一个简单的多用户文件系统。即

①在系统中用一个文件来模拟一个磁盘；

②此系统至少有：Create、delete、open、close、read、write等和部分文件属性的功能。③实现这个文件系统。④能实际演示这个文件系统。

基本上是进入一个界面（此界面就是该文件系统的界面）后，可以实现设计的操作要求。

2、时间安排：

动员，准备及规则（0.5天）

具体内容：动员、选题、系统功能和需求的分析。

课程设计实施及检查（0.5天）

具体内容：任务规划，设计出每个功能

课程设计实施（5天）

具体内容：具体功能的实现、系统的完善、中期检查和个人答辩

整理课程设计报告书（1天）

具体内容：文档的整理，设计报告的完成

五、考核方式与评分办法

考核方式：课堂点名、设计报告及个人答辩的综合评定 评分方式：课程设计成绩=点名*10%+设计报告*60+答辩*30%

成绩实行五级记分。其中，优（90-100分），良（80-89），中（70-79），及格（60-69），不及格（59分及以下）。如果教师认定为抄袭，则成绩为0分。

六、使用教材及参考书（小4号黑体）

[1]徐虹.操作系统实验指导.清华大学 出版社，2009年3月 [2]孟庆昌.操作系统(第2版).电子工业出版社，2010年9月 [3]罗宇，邹鹏等.操作系统(第2版).电子工业出版社，2007年 4月 [4]宗大华，宗涛等.操作系统.人民邮电出版社，2009年1月

执笔人：左新娥

2011年11月2日

审核人：文志强

2011年11月5日

批准人： 朱艳辉

2011年11月6日

第三篇：《Linux操作系统》教学大纲(计算机选修)

《Linux操作系统》教学大纲

第一部分 课程目的与任务

一、课程基础：

计算机操作基础、操作系统原理、C/C++编程。

二、适应对象：

计算机科学与技术、软件工程、电子信息科学与技术。

三、教学目的

Linux操作系统是当前较为流行的新星操作系统，具有多用户多任务、开放源代码、复合Posix标准等诸多特点，并与Windows操作系统形成鲜明对比。通过学习Linux操作系统，可以进一步了解操作系统的相关概念，掌握Linux常用应用，学会Linux系统管理和各种网络服务器的架设等知识。

四、内容提要

Linux操作系统概述；Linux的基本操作；Linux的安装与升级；Linux环境编程；Linux系统管理；Linux服务器管理。

第二部分 内容及基本要求

第1章 Linux操作系统概述

●基本要求：

1、了解Linux的发展历程和常见的几种Linux发行版本。

2、掌握Linux的特点。

3、了解Linux与其它操作系统的区别以及流行原因。

●参考学时：2学时

●参考资料：《Red Hat Linux 9实务应用》（施威铭工作室，清华大学出版社，2004年版）

§

1、Linux的发展过程

发展历程，常见的几种Linux发行版本。§

2、Linux的特点

Linux的特点，Linux流行的原因。

第2章 图形环境操作 ●基本要求：

1、了解Linux的图形环境特点。

2、掌握桌面环境的含义和重了。

3、掌握GNOME和KDE环境的基本操作。

●参考学时：2学时

●参考资料：《Red Hat Linux 9实务应用》（施威铭工作室，清华大学出版社，2004年版）

§

1、系统登陆 登陆的目的，操作流程。§

2、桌面环境

两种桌面环境的特点，GNOME和KDE桌面环境基本操作。

第3章 命令环境

●基本要求：

1、熟练掌握Shell的含义和作用，掌握进入Shell环境的几种方法。

2、熟练掌握文件和目录管理命令、磁盘挂装和卸载命令。

3、了解登陆和注销命令的使用。

4、了解Shell的其它功能。

5、了解环境变量及其设置方法。

●参考学时：8学时

●参考资料：《Red Hat Linux 9实务应用》（施威铭工作室，清华大学出版社，2004年版）

《Linux指令语法辞典》（邓士昌著，中国铁道出版社，2006年版）§

1、Shell概述

Shell含义，Shell的作用，进入Shell环境的三种方法，Shell应用常见问题。§

2、登陆注销命令

login、logout、exit、reboot、shutdown命令的使用。§

3、文件和目录管理命令

Linux操作系统目录结构，ls、cp、cat、more、less、rm、mv、mkdir、rmdir、pwd命令的使用。

§

4、磁盘挂装和卸载命令

磁盘的使用方式，挂装点及其选择，mount和umount命令的使用，常用磁盘的设备文件名。

§

5、Shell的其它功能的使用

命令遍历，定义别名，命令补全，前后台任务控制，Shell中的特殊字符的含义及其应用。

§

6、环境变量的设置

环境变量的含义和作用，设置环境变量的方法。

第4章 Linux的安装

●基本要求：

1、了解Linux的安装模式。

2、掌握硬盘分区的种类及其划分方法和原则。

3、了解Linux的安装全部过程。

●参考学时：2学时

●参考资料：《Red Hat Linux 9实务应用》（施威铭工作室，清华大学出版社，2004年版）

§

1、Linux的两种安装方法 虚拟机模式安装，独占模式安装。§

2、磁盘分区

磁盘分区的含义、种类，Linux磁盘分区的特点，磁盘分区的划分方法和原则。§

3、Linux的安装 Linux的安装全过程。

第5章 Linux环境编程

●基本要求：

1、了解Linux环境下编程的几种模式。

2、掌握GCC编程基本步骤。

3、了解man命令的使用。

4、了解make命令的使用

●参考学时：2学时

●参考资料：《GNU/Linux编程指南》（K.Wall,M.Watson,M.Whitis等著，王勇,王一川等译，清华大学出版社，2000年版）

§

1、概述

基本的几种编程方法。§

2、GCC的使用

源代码的编辑，GCC的使用。§

3、查询帮助信息 man命令的使用。§

4、Make命令的使用 make命令的含义和作用，make应用实例。

第6章 常用工具软件及命令

●基本要求：

1、掌握VIM编辑器的基本操作，学会利用VIM编写一般的文件。

2、掌握Telnet的含义、Telnet服务器的配置以及telnet命令的使用。

3、了解网络配置的基本操作。

4、掌握RPM命令的使用。

5、了解tar文件和zip文件的使用。

●参考学时：6学时

●参考资料：《Red Hat Linux 9实务应用》（施威铭工作室，清华大学出版社，2004年版）

§

1、VIM编辑器

vim编辑器的作用，vim的三种操作模式，vim的常用操作。§

2、网络配置管理

neat命令的使用，设置宽带连接。§

3、Telnet服务

Telnet服务的含义，Telnet服务的配置，telnet命令的使用。§

4、RPM软件包管理

RPM软件包的作用，rpm命令的使用。§

5、tar、zip文件管理

创建tar、zip文件，从tar、zip文件中提取文件。

第7章 系统管理

●基本要求：

1、掌握用户帐号管理基本内容。

2、掌握进程信息查询方法，学会使用kill命令。

3、熟练掌握文件和目录的权限特点，掌握权限设置方法。

4、掌握链接和符号链接的含义，学会建立两种链接。

5、了解系统信的查询方法。

●参考学时：8学时

●参考资料：《Red Hat Linux 9实务应用》（施威铭工作室，清华大学出版社，2004年版）

《Red Hat Linux系统管理员手册》（Mohammed Kabir著，魏永明等译，电子工业出版社，2000年版）

§

1、用户帐号管理 Root帐号管理，单用户模式，普通用户帐号管理。§

2、进程管理

查看进程信息，kill命令。§

3、磁盘配额管理

磁盘配额的含义和作用，磁盘配额的配置。§

4、文件与目录权限管理

文件权限的作用及其查询，文件权限的两种设置方法。§

5、链接与符号链接

链接与符号链接，ln命令及其使用。§

6、查看系统信息

查询Linux版本、CPU信息、所有分区和已挂装分区的信息、主机名、当前用户、用户活动、已登陆用户信息和曾经登陆的用户信息。

第8章 服务器管理

●基本要求：

1、掌握几种服务器的作用。

2、掌握WWW服务器的架设方法和常用管理内容。

3、了解FTP服务器的架设方法和常用管理内容。

4、了解Email服务器的架设方法和常用管理内容。

●参考学时：6学时

●参考资料：《Red Hat Linux 9实务应用》（施威铭工作室，清华大学出版社，2004年版）

《Red Hat Linux系统管理员手册》（Mohammed Kabir著，魏永明等译，电子工业出版社，2000年版）

§

1、WWW服务器的架设

WWW服务器的作用，Apache服务器的启动和常见配置的修改，设置个人主页 §

2、FTP服务器的架设

FTP服务器的作用，安装和启动VSFTP服务器，ftp命令的使用，FTP服务器帐号的管理

§

3、Email服务器的架设

Email服务器的作用，Sendmail服务器的配置，pine和evolution软件的使用

第四篇：操作系统教学大纲

《计算机操作系统原理》教学大纲

一、课程的性质、地位：

《计算机操作系统原理》是大学计算机专业的核心专业课程。通过系统学习计算机操作系统原理的基本理论与基本概念以及相关的操作系统的内涵，重点掌握操作系统进程管理、处理机调度、存储管理、设备管理和文件系统。基本知识与基本原理，掌握操作系统在计算机专业中的重要作用。为今后进一步学习计算机知识和技术打下良好的基础。

二、教学目的及要求

为了使本专业学生系统、深入地掌握计算机有关知识，为信息系统的分析和开发打下良好的基础，特开设此课程。本课程要求学生掌握操作系统的基本特征、发展过程、功能及操作系统的结构设计；了解作业管理和用户接口；了解进程和线程的基本概念、同步与通信、调度与死锁，以及处理机管理；了解连续式、离散式存储器的管理方式及虚拟存储器；了解设备管理、文件管理、网络操作系统以及操作系统的实例UNIX系统等。本课程是专业基础课，学习本课程前要求学生已学习计算机基本原理程序设计以及数据结构等课程。

三、课程教学目标：

《计算机操作系统原理》是计算机专业的核心必修课，通过《计算机操作系统原理》课程的教学，培养学生掌握计算机操作系统原理，学会使用计算机操作系统的原理来理解计算机的工作，并为进一步深入学习本专业的计算机理论打下坚实的基础。

四、课程教学的基本要求：

教学中，要坚持精讲、多练，原理部分不容易理解，要注意在实际中的应用。提倡任务驱动的教学方法，但要避免教一会一的死板教学。要以学生为中心，培养学生探究的能力，鼓励同学之间的讨论和交流，达到全面提高学生能力的目标。

五、本课程与相关课程的联系：

本课程属于专业核心课，其任务是使学生掌握计算机操作系统的原理知识及其应用，学习和掌握操作系统中的经典算法，为今后其他专业课的学习做好准备。

六、实践教学要求：

上机实验是学习计算机必不可少的实践环节，主要目的是锻炼和培养学生对原理和经典算法的验证。通过学习，学生应能够掌握计算机操作系统中进程管理、处理机调度、存储管理、设备管理和文件系统。实验课时课为10课时。

七、课程教学内容：（以*方式注明重点、难点）第一章 操作系统概述（3学时）

教学基本要求：

1.了解操作系统的形成过程，建立操作系统的整体概念，2.熟悉操作系统的基本类型和服务方式。3.掌握操作系统的定义、特征和功能。第一节 操作系统的定义

一、操作系统的虚拟机观点

二、操作系统的资源管理观点

三、操作系统的用户服务观点

四、操作系统的进程管理观点 第二节 操作系统的形成过程

一、人工操作阶段

二、单道批处理阶段

三、多道程序系统阶段

四、进一步发展阶段

第三节 操作系统的基本类型

一、多道批处理系统

二、分时系统

三、实时系统

四、通用操作系统

第四节 操作系统的特征

一、并发

二、共享

三、虚拟

四、异步行

第五节 操作系统的服务

一、操作系统的公共服务

二、操作系统的服务方式 第六节 操作系统的功能

一、用户接口

二、处理机管理

三、存储管理

四、设备管理

五、文件管理

第七节 操作系统的结构

一、整体式系统

二、层次式系统

三、客户/服务器系统

第二章 操作系统用户接口*（3学时）

教学基本要求：

1.了解用户接口的类型及各种接口的实现方法，尤其是图形接口的有关知识 2.熟悉命令接口在不同工作方式下的主要功能，作业和作业管理的基本概念 3.掌握系统调用的定义及其执行过程。

第一节 用户接口概述

一、程序的执行和作业的概念

二、作业管理概述 第二节 命令接口

一、脱机命令接口

二、联机命令接口 第三节 程序接口

一、系统调用概述

二、系统调用类型

三、系统调用过程 第四节 图形接口

第三章 进程管理*（12学时）

教学基本要求：

1.了解进程的引入原因和控制方法，进程互斥与同步的概念，进程间通信的概念，线程的概念及其与进程的关系。

2.进程互斥与同步中的信号量机制及pv操作的定义和物理意义，进程通信的类型和方法，消息缓冲通信的实现过程。

3.掌握进程的定义和特征，进程互斥与同步的机构和方法，能用信号量机制解决进程互斥同步问题。

第一节 进程的基本概念

一、进程的引入

二、进程的定义和特征 第二节 进程的描述

一、进程控制块

二、进程控制块的组织方式 第三节 进程状态及其转换

一、进程的基本状态

二、进程基本状态的转换 第四节 进程控制

一、进程控制机构

二、进程控制原语 第五节 进程同步与互斥

一、互斥的概念

二、进程同步的概念

三、互斥与同步机制

四、用PV原语实现互斥与同步的方法

五、用PV原语解决经典的互斥与同步的方法 第六节 进程间通信

一、进程间通信的类型

二、消息传递

三、消息传递的实例——消息缓冲通信 第七节 线程的概念

一、线程的引入和定义

二、线程的属性和状态

三、进程与线程的比较

第四章 处理机调度*（12学时）

教学基本要求：

1.了解各级调度的功能，各种系统的调度模型。

2.掌握各调度的算法，及平均周转时间和平均带权周转时间的计算。

3.掌握先来先服务、短作业优先、时间片轮转、优先级和多级反馈队列调度算法 第一节 调度的存次与分类

一、调度的层次

二、调度的分类

第二节 调度算法的设计目标和性能

一、设计目标

二、性能指标 第三节 调度算法

一、先来先服务调度算法

二、短作业优先调度算法

三、高相应比优先调度算法

四、时间片轮转调度算法

五、优先级调度算法

六、多级反馈队列调度算法 第四节 实时系统调度

一、实现实时调度的基本条件

二、实时调度的分类

三、常用的几种实时调度算法

第五章 死锁及其对策（3学时）

教学基本要求：

1.了解死锁问题在操作系统中的危害及死锁产生的原因。

2.熟悉死锁及死锁定理的概念，死锁问题的解决途径及死锁预防、避免、检测和恢复的方法。

3.掌握死锁产生的必要条件、资源分配图的化简和银行家算法的使用。第一节 死锁的概念

一、资源

二、死锁定义

第二节 死锁的产生及对策

一、死锁产生的原因

二、死锁产生的必要条件

三、死锁的描述

四、处理死锁的方法 第三节 死锁的预防

一、破坏互斥条件

二、破坏占用并等待条件

三、破坏不剥夺条件

四、破坏环路等待条件 第四节 死锁的避免

一、系统状态的安全性

二、银行家算法

三、银行家算法举例 第五节 死锁的检测和解除

一、利用资源分配图检测死锁

二、利用死锁检测算法检测死锁

三、死锁的恢复

第六章 存储管理*（6学时）

教学基本要求：

1.了解各种不同的存储管理方式以及它们的优缺点和适用场合。

2.熟悉各种存储管理方式所需的软、硬件支持以及各种算法的基本思想和实现方法。3.掌握存储管理的目的和功能、存储器的分配方式等基本概念，虚拟存储器的概念，各种虚拟管理方法的基本思想、实现原理和地址变换过程。

第一节 存储管理的基本概念

一、存储器的层次

二、地址重定位

三、存储管理的目的和功能

四、存储分配方式 第二节 存储管理技术

一、单一连续区管理

二、固定式和可变式分区存储管理

三、可重定位分区存储管理

四、分区的存储保护

第三节 虚拟存储系统的基本概念

一、虚拟存储器

二、实现虚拟存储器的基本原理

三、高相应比优先调度算法 第四节 分页存储管理

一、的实现原理

二、简单分页存储管理

三、请求式分页存储管理

四、请求式调页存储器管理的页眉置换算法

五、页面抖动和工作集模型

六、页面保护

七、页式存储器管理的优缺点 第五节 请求分段存储管理

一、段式存储器管理的基本思想

二、段式存储器管理的实现原理

三、段的共享与保护

四、分段与分页的区别与联系

五、段式存储器管理的优缺点 第六节 段页式存储管理

一、段页式存储管理的基本思想

二、段页式存储管理的地址变换过程

三、段页式存储管理的优缺点

第七章 设备管理（3学时）

教学基本要求：

1.了解操作系统的形成过程，建立操作系统的整体概念，2.熟悉操作系统的基本类型和服务方式。3.掌握操作系统的定义、特征和功能。

7．1 概述

7．2 设备管理的实现技术 7．3 设备管理软件的层次 7．4 虚拟设备

7．5 磁盘驱动调度

第八章 文件系统*（6学时）

教学基本要求：

1.了解操作系统的形成过程，建立操作系统的整体概念，2.熟悉操作系统的基本类型和服务方式。3.掌握操作系统的定义、特征和功能。

8．1 文件系统概述

8．2 文件的逻辑结构及其存取方法 8．3 文件的物理结构及其存取方法 8．4 文件存储空间管理 8．5 文件目录管理

8．6 文件系统的安全性

8．7 文件的操作与使用

第九章 Windows NT（3学时）

教学基本要求：

1.了解操作系统的形成过程，建立操作系统的整体概念，2.熟悉操作系统的基本类型和服务方式。3.掌握操作系统的定义、特征和功能。

9．1 系统结构

9．2 Windows NT内核 9．3 虚拟内存管理 9．4 对象管理程序 9．5 I/O系统 9．6 文件系统

四、教材

《操作系统》，刘滕红主编，科学出版社，2004

五、主要参考资料

1.《操作系统》.孟庆昌.电子工业出版社.2004年5月第一版 2.《操作系统》.凤羽翚等.电子工业出版社.2004年3月第一版 3.《计算机操作系统》.张尧学，史美林.清华大学出版社.2000年8月第二版

4.《操作系统原理与实例分析》.蒲晓蓉等.机械工业出版社.2004年6月

六、成绩评定

期末考试占50％，作业占30％，考勤及课堂成绩占10％，上机实习占10％

第五篇：《操作系统》教学大纲

操作系统一、说明

（一）课程性质

本课程是计算机科学与技术专业的核心课程之一，属于必修课程。

“操作系统”是计算机系统不可缺少的组成部分，负责对系统中各种资源进行有效的管理和对各种活动进行正确的组织，使整个计算机系统协调一致且高效地工作，指挥计算机系统正常运行。操作系统基于硬件，并对硬件实施管理，并构成对所有软件运行的支持平台，给用户使用计算机而提供方便灵活友好的接口。

本课程的先修课为计算机组成原理、微机原理、数据结构、高级语言程序设计；后续课程为数据库系统原理、计算机网络、分布式系统等。

（二）教学目的

通过本课程的学习，使学生在深刻理解计算机系统整体概念的基础之上，掌握操作系统的基本内容及实现方法，掌握操作系统对计算机系统中各种资源的管理和控制功能，从而使学生具备一定的系统软件开发技能，为以后从事的研究、开发工作（如设计、分析或改进各种系统软件和应用软件）提供必要的软件基础和基本技能。

（三）教学内容

本课程内容包括：绪论，是对操作系统的一般性描述，包括什么是操作系统，操作系统在整个计算机系统的地位及其发展历史，它的功能、分类等；作业管理和Linux用户接口，介绍作业和操作系统用户接口，包括作业的基本概念和作业的建立过程、Linux介绍和它所提供的用户接口等；进程管理，主要介绍进程和线程的概念、进程控制、进程同步/互斥、死锁、进程间通信、线程等；处理机调度，主要介绍作业调度、进程调度、各种调度算法及其评价等；存储管理，介绍常见存储管理的方法，虚拟存储管理的实现等；Linux进程和存储管理；文件系统，包括文件系统的概念、文件结构和文件存取、文件目录管理、Linux文件管理等；设备管理；面向对象的操作系统和分布式操作系统。

（四）教学时数

课内学时：72

（五）教学方式

本课程的教学环节包括：课堂讲授、习题课、课堂讨论、批改作业、课外辅导、实验相结合，并逐步采用CAI、网络教学等教学手段。通过本课程各个教学环节的教学，重点培养学生的自学能力、分析问题解决问题的能力。

教学方法：采用启发式教学，鼓励学生自己针对某种操作系统进行分析和研究，培养学生的自学能力，以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练，调动学生学习的主观能动性。

教学手段：开展电子教案、CAI课件的研制、引进和应用，研制多媒体教学系统。

考试环节：考试形式采用笔试，考试题型分为：填空题、选择题、判断题、简答题、分析设计题。

二、本文

第1章 绪论

教学要点：

操作系统的概念及其发展历史、分类，操作系统功能，研究操作系统的观点。本章是对操作系统的一般性描述。教学时数：4学时 教学内容： 1.1 操作系统概念（0.5学时）

掌握操作系统的概念及其在计算机系统中的作用。1.2 操作系统的发展历史

（1学时）了解操作系统的发展历史。

1.3 操作系统的基本类型

（1学时）

理解批处理系统、分时操作系统、实时操作系统、个人计算机操作系统、网络和分布式操作系统的特点。

1.4 操作系统的功能

（1学时）

掌握操作系统的处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理和用户接口五大功能。1.5 研究操作系统的几种观点

（0.5学时）

了解操作系统是计算机资源的管理者观点，用户界面观点，进程管理观点。考核要求：

1． 识记：什么是操作系统，操作系统的分类。

2． 领会：操作系统的功能，操作系统的发展历史及研究观点。

第2章

作业管理和Linux用户接口

教学要点：

作业的概念和建立过程，操作系统为用户提供的接口，Linux用户接口，Linux shell编程。教学时数：8学时 教学内容：

2.1 作业的基本概念（1学时）掌握作业的定义，作业的组织。2.2 作业的建立过程

（1学时）

掌握作业的输入方式、JCB的建立；掌握SPOOLING系统。2.3 用户接口

（1学时）

掌握作业控制、系统调用；了解用户接口的演变。2.4 分时作业管理

（0.5学时）了解分时作业管理。

2.5 Linux简介

（1学时）

了解Linux的发展历史和发展前景，Linux系统的特点，Linux系统结构。2.6 Linux的Shell（1.5学时）

理解Shell提供的命令种类，程序语言Shell，make命令。2.7 Linux的系统调用

（1学时）

理解有关设备管理的系统调用，有关文件系统的系统调用，有关进程控制的系统调用，有关进程通信的系统调用，有关存储管理的系统调用。2.8 Linux桌面环境KDE介绍

（1学时）了解Linux桌面环境KDE介绍。考核要求：

1． 识记并领会：作业的概念，JCB的建立，SPOOLING系统，操作系统用户接口。2． 分析：Linux的Shell，Linux的系统调用。

第3章

进程管理

教学要点：

进程的概念和描述，进程的同步和互斥，进程通信，死锁。教学时数：10学时 教学内容： 3.1 进程和线程的概念（1学时）

掌握程序的并发执行、进程的定义、作业和进程的关系；了解线程的概念。3.2 进程的描述

（1学时）

掌握进程控制块PCB，进程上下文。3.3 进程状态及其转换

（1学时）

掌握进程的三种基本状态：执行状态、等待状态、就绪状态，三种状态间的转换。3.4 进程控制

（1学时）

理解进程的创建与撤消，进程的阻塞与唤醒。3.5 进程互斥

（2学时）

掌握资源共享所引起的制约，互斥的加锁实现，信号量和P、V原语，用P、V原语实现进程互斥。3.6 进程同步

（1学时）

掌握同步的概念，私用信号量，用P、V原语实现同步；理解生产者——消费者问题。3.7 进程通信

（1.5学时）

理解进程的通信方式，消息缓冲机制，邮箱通信。3.8 死锁问题

（1.5学时）

掌握死锁的概念，死锁的排除方法，银行家算法。考核要求：

1． 识记：进程的概念和描述，进程的互斥和同步，死锁的产生条件，线程的概念。2． 领会：进程控制，进程通信，死锁的排除方法和各种算法。

第4章

处理机调度

教学要点：

作业调度，进程调度，各种调度算法及其评价，多处理机调度机制。教学时数：6学时 教学内容：

4.1 分级调度（1学时）

作业的状态和转换，调度的层次。4.2 作业调度

（1学时）

掌握作业调度功能，作业调度目标与性能衡量。4.3 进程调度

（1学时）

掌握进程调度的功能，进程调度的时机，进程上下文切换；理解进程调度性能评价。4.4 调度算法（1学时）

掌握先来先服务调度算法，轮转法，多级反馈轮转法，优先级法，静态优先级，动态优先级。4.5 算法评价

（1学时）

理解FCFS方式的调度性能分析，轮转法调度性能评价，线性优先级法的调度性能。4.6 多处理机调度

（1学时）

了解多处理机系统的概念，多处理机操作系统的分类，多处理机系统调度策略。考核要求：

1． 识记：作业调度的功能和目标。

2． 领会：进程调度，调度算法的性能评价。3． 分析及应用进程调度算法。

第5章

存储管理

教学要点：

虚拟存储器的概念，分区存储管理，页式存储管理，段式与段页式存储管理。教学时数：12学时 教学内容：

5.1 存储管理的功能（1.5学时）

掌握虚拟存储器，内外存数据传输的控制，内存的分配与回收；理解地址变换，内存信息的共享与保护。

5.2 单道环境下的存储管理

（0.5学时）

理解单一连续区分配；了解单一连续区管理方式的优缺点。5.3 分区存储管理

（2学时）

理解分区管理基本原理，分区的分配与回收。5.4 覆盖与交换技术

（1学时）理解覆盖技术，交换技术。5.5 页式管理（3学时）

掌握页式管理的基本原理，静态页面管理，动态页式管理，存储保护；理解请求页式管理中的置换算法；了解页式管理的优缺点。5.6 段式与段页式管理（3学时）

掌握段式管理的基本思想，段页式管理的基本思想；理解段式管理的实现原理，段页式管理的实现原理；了解段式管理的优缺点。

5.7 局部性原理和抖动问题（1学时）掌握局部性原理；理解工作集概念。考核要求：

1.识记：存储管理的功能，虚拟存储器的概念，页式管理的基本原理，动态页式管理，页式管理存储保护，段式管理和段页式管理的基本思想，局部性原理。

2.领会：地址变换，分区管理的基本原理，分区的分配与回收，静态页式管理，段页式管理的实现原理，工作集概念。

3.应用：请求页式管理中的置换算法。

第6章

Linux进程和存储管理

教学要点：

Linux进程结构、进程控制，Linux进程调度与交换，进程间通信，Linux存储管理方式。教学时数：8学时 教学内容：

6.1 Linux进程和存储管理介绍（1学时）6.2 Linux进程结构（1学时）

掌握Linux进程的概念，进程的虚地址结构，进程上下文，进程的状态和状态转换。6.3 Linux进程控制

（1学时）

了解Linux启动和进程树的形成，理解Linux进程控制。6.4 Linux进程调度与交换

（1学时）掌握Linux进程调度，交换。6.5 进程间通信（2学时）

掌握Linux的低级通信，进程间通信IPC。6.6 Linux存储管理

（2学时）

掌握Linux虚存空间划分和管理思想；理解Linux的内存分配与释放，地址变换过程，Linux的请求调页技术。考核要求：

1.领会：Linux进程控制，内存的分配与释放，Linux进程结构。2.分析：Linux进程调度，进程间通信，Linux的页式存储管理。

第7章

文件系统

教学要点：

文件系统的作用，文件的结构与存取，文件的目录管理。教学时数：12学时 教学内容：

7.1 文件系统的概念（1学时）

掌握文件系统的引入，文件与文件系统的概念，文件的分类。7.2 文件的逻辑结构与存取方法

（1学时）

理解文件的逻辑结构，存取方法，顺序存取法，随机存取法，按键存取法。7.3 文件的物理结构与存储设备

（1学时）

理解文件的物理结构：连续文件，串联文件，索引文件；理解文件存储设备：顺序存取设备，直接存取设备。

7.4 文件存储空间管理

（1学时）

掌握三种不同的空闲块管理方法：空闲文件目录，空闲块链，位示图。7.5 文件目录管理

（2学时）

掌握文件的组成，文件目录，可共享的文件目录，目录管理。7.6 文件存取控制

（1学时）

理解文件存取控制的目标，存取控制方法。7.7 文件的使用

(0.5学时)了解文件的使用。

7.8 文件系统的层次模型（0.5学时）了解文件系统的层次模型。

7.9 Linux文件系统的特点与数据结构、文件类别

（1.5学时）

掌握Linux文件系统的特点，Linux文件分类，文件系统的数据结构及其关系。7.10 Linux文件系统的资源管理和地址映射

（1.5学时）

理解磁盘i-node的分配与释放，内存i-node的分配与释放，系统打开文件表的分配与释放，地址映射。

7.11 Linux系统中的目录与搜索方法，以及文件系统的系统调用（1学时）理解散列搜索法，算法描述；理解Linux系统调用。考核要求：

1.识记：文件系统的功能，文件系统的层次模型。

2.领会：文件的逻辑与物理结构，文件存取方法及其存取控制，文件目录管理。

3.分析：Linux文件系统的数据结构及其相互关系，Linux文件系统的资源管理和地址映射、系统中的目录与搜索方法，Linux文件系统的系统调用。4.应用层次：文件的使用。

第8章

设备管理

教学要点：

主要介绍设备管理的基本概念，包括中断、缓冲、设备分配和控制。教学时数：8学时 教学内容：

8.1 引言（0.5学时）

掌握设备的类别，设备管理的功能和任务。8.2 数据传送控制方式

（1学时）掌握程序直接控制方式，中断方式，DMA方式，通道控制方式。8.3 中断技术

（1学时）

掌握中断的基本概念，中断的分类与优先级，软中断；理解中断处理过程。8.4 缓冲技术

（1学时）

掌握缓冲的目标，缓冲的种类，缓冲池的管理。8.5 设备分配

（1学时）

掌握设备分配用的数据结构，设备分配的原则，设备分配办法。8.6 I/O进程控制与设备驱动程序

（0.5学时）

了解I/O控制的功能，I/O控制的实现，设备驱动程序。8.7 Linux的中断和异常处理

（1学时）

理解中断和异常总控过程，中断分类和处理，异常处理。8.8 Linux缓冲区管理（1学时）

掌握Linux缓冲池结构，缓冲区的分配与释放，缓冲区数据读写。8.9 块设备驱动与字符设备驱动

（1学时）

理解块设备驱动：设备配置，设备驱动程序的接口；理解字符设备驱动：主要数据结构，包括缓冲区结构、缓冲队列的控制结构、字符设备开关表。考核要求：

1.识记：数据传送控制方式，缓冲技术，设备分配。

2.领会：中断技术，Linux缓冲区管理，Linux的中断和异常处理。

第9章

面向对象、网络、分布式操作系统

教学要点：

介绍面向对象的操作系统和网络操作系统，以及分布式操作系统的概念。教学时数：4学时 教学内容：

9.1 面向对象和操作系统（1学时）

了解面向对象的基本概念，面向对象操作系统的概念及其开发方法，面向对象操作系统的分类。9.2 网络操作系统

（1学时）

了解网络操作系统的构成，文件与打印服务，电子邮件服务。9.3 分布式操作系统

（2学时）

了解进程迁移，分布进程同步，分布式进程通信，分布式系统中的死锁。考核要求：

识记面向对象操作系统的概念，分布式操作系统的基本概念；领会网络操作系统的构成与服务。

三、参考书目

1.2.3.4.张尧学，史美林，《计算机操作系统》，清华大学出版社。

Tanenbaum AS, Operating System Design and Implementation, Prentice-Hall, 1987。郭玉东，《Linux操作系统结构分析》，西安电子科技大学出版社，2002。汤子赢，《计算机操作系统》，西安电子科技出版社，2000。