平顶山工学院
《操作系统》课程实验教学大纲
班    级                   
专    业 计算机科学与技术 
课程名称    操作系统     
实验名称                   
指导教师                   
计算机科学与工程系
200＊年＊＊月
《操作系统》实验教学大纲
编写：邵国金                      审核：王妍玲
课程编码
0614305
课程名称
操作系统
适用专业
计算机科学与技术(本科)
学    分
4
考核形式
考试
开课学期
5
总学时
80
实验学时
16
一、课程性质与任务
《操作系统》是计算机应用专业学生必修的公共基础课之一。在计算机软硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。其特点是概念多、较抽象和涉及面广，其整体实现思想和技术又往往难于理解。
操作系统对计算机系统资源实施管理，是所有其他软件与计算机硬件的唯一接口，所有用户在使用计算机时都要得到操作系统提供的服务。因此本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握常用操作系统（如UNIX）的使用和一般管理方法，了解它是如何组织和运作的，从而为学生以后的学习和工作打下基础。
本课程的先修课程为C语言、数据结构。
二、实验的目的、任务
主要目的是通过实验，巩固课堂讲授的理论知识。具体表现在，通过UNIX/Linux系统的实验使学生理解和掌握操作系统的功能在典型系统中的实现。大致内容是通过进程管理使用学生理解和掌握UNIX/Linux进程的创建和控制方法；通过UNIX/Linux系统的进程通信(IPC)实验
使用理解和掌握操作系统的进程间通信机制及允许在任意进程间大批量地交换数据；通过UNIX/Linux存储管理实验，使学生了解虚拟存储技术的特点,掌握请求页式存储管理的页面置换算法；通过UNIX/Linux文件系统的简单设计，使学生加深对文件系统的内部功能和内部实现理解。
三、基本要求
理解和掌握UNIX/Linux进程的创建和控制方法；理解和掌握操作系统的进程间通信机制及允许在任意进程间大批量地交换数据；了解虚拟存储技术的特点,掌握请求页式存储管理的页面置换算法；加深对文件系统的内部功能和内部实现理解。
通过本课程的实验，要求学生掌握以下几方面的知识：
1、UNIX/Linux编程开发环境
2、进程管理
3、进程间通信
4、存储管理
5、文件系统设计
四、实验项目学时分配表（每个项目标明实验性质，如演示、验证、设计、综合）
序号
实验项目名称
学时
项目性质
演示
unix文件系统
验证
设计
综合
1
2
3
4
5
UNIX/Linux编程开发环境
进程管理
进程间通信
存储管理
文件系统设计
4
2
2
2
6
√
√
√
√
√
合计
16
五、实验报告及批改
1、观察分析实验过程
2、批改实验报告
六、成绩评定方法及标准
根据本人的实验表现和实验报告及大作业地完成情况给出实验成绩，实验成绩应在平时成绩中占重要分量。
成绩可分为A（优）、B（良）、C（中）、D（及格）和E（不及格）五个档次。
七、教材与参考书
《计算机操作系统教程》(第2版)，张尧学 史美林著，清华大学出版社，北京，2006.10
《计算机操作系统教程(第2版)习题解答与实验指导》，张尧学，清华大学出版社，北京，2006.10
《计算机操作系统教程》(第3版)，张尧学 史美林等著，清华大学出版社，北京，2006.11
《计算机操作系统教程(第3版)习题解答与实验指导》，张尧学，清华大学出版社，北京，2006.11
八、实验项目设置、内容及说明
实验课程教学大纲除包括上述内容外，还应含有课程的教学目的和任务、本课程的基本要求、实验课程与其它课程的关系等。
实验1：UNIX/Linux编程开发环境（4学时）
1、实验目的：
(1) 了解UNIX/Linux的命令接口及使用方法；
(2)掌握UNIX/Linux的文本编辑器vi的使用方法；
(3) 掌握UNIX/Linux的编译器cc/gcc/g++和链接器ld的使用方法。
2、要求
(1) 请不要在系统内做对系统或对其他用户不安全的事情。
(2) 要求每个同学登录后系统后，要在自己的家目录内用mkdir命令以自己的学号或名字创建
一个子目录。以后所有工作都要在自己的目录内进行。
(3) 认真关注实验过程、分析结果，写出实验报告。
3、实验任务及步骤
(1) UNIX/Linux的命令接口及使用方法；
(2) UNIX/Linux的文本编辑器vi的使用方法；
(3) UNIX/Linux的编译器cc/gcc/g++和链接器ld的使用方法。
4、实验设备
装有SCO UNIX/SUN Solaris/Red Hat Linux系统的微机或服务器，也可是装有UNIX/Linux虚拟机的Windows系统。
实验2：进程管理（2学时）
1、实验目的
(1) 加深对进程概念的理解,明确进程和程序的区别。
(2) 进一步认识并发执行的实质。
(3) 分析进程争用资源的现象,学习解决进程互斥的方法。
(4) 了解Linux系统中进程通信的基本原理。
2、要求
(1) 要求每个同学登录后系统后，在自己的目录内工作。不要在系统内做对系统或对其他用户不安全的事情。
(2) 认真关注实验过程、分析结果，写出实验报告。
3、实验任务及步骤
(1) 进程的创建
(2) 进程的控制
(3) 软中断通信。
(4) 进程的管道通信
4、实验设备
装有SCO UNIX/SUN Solaris/Red Hat Linux系统的微机或服务器，也可是装有UNIX/Linux虚拟机的Windows系统。
实验3：进程间通信（2学时）
1、实验目的：
(1) 了解和熟悉Linux支持的消息通信机制、共享存储区机制及信息量机制;
(2) 实现UNIX/Linux系统的进程通信机(IPC)机制及在任意进程间交换数据。
2、要求
(1) 要求每个同学登录后系统后，在自己的目录内工作。不要在系统内做对系统或对其他用
户不安全的事情。
(2) 认真关注实验过程、分析结果，写出实验报告。
3、实验任务及步骤
(1) 消息的创建,发送和接收。
(2) 共享存储区的创建、附接和断接。
(3) 的比较两种消息通信机制中数据传输的时间。
4、实验仪器设备
装有SCO UNIX/SUN Solaris/Red Hat Linux系统的微机或服务器，也可是装有UNIX/Linux虚拟机的Windows系统。
实验4：存储管理（2学时）
1、实验目的：
(1) 了解虚拟存储技术的特点;
(2) 掌握请求页式存储管理的页面置换算法。
2、要求
(1) 要求每个同学登录后系统后，在自己的目录内工作。不要在系统内做对系统或对其他用户不安全的事情。
(2) 认真关注实验过程、分析结果，写出实验报告。
3、实验任务及步骤
(1) 通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。
(2) 将指令序列变换成为页地址流
(3) 计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。
4、实验设备
装有SCO UNIX/SUN Solaris/Red Hat Linux系统的微机或服务器，也可是装有UNIX/Linux虚拟机的Windows系统。
实验5：文件系统设计（6学时）
1、实验目的
(1) 理解和学理文件系统的功能；
(2) 了解UNIX系统文件系统内部实现。
2、要求：
(1) 要求每个同学登录后系统后，在自己的目录内工作。不要在系统内做对系统或对其他用户不安全的事情。
(2) 认真关注实验过程、分析结果，写出实验报告。
(3) 实现以下命令中的至少4条：login（用户登录）；dir(列文件目录)；create(创建文件)；d
elete(删除文件)；open(打开文件)；close(关闭文件)；read(读文件)；write(写文件)。其中dir为必做者。
3、实验任务及步骤
(1) 实现要求中命令中的至少4条命令；
(2) 列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度；
(3) 对源文件可以进行读写保护。
4、实验设备
装有SCO UNIX/SUN Solaris/Red Hat Linux系统的微机或服务器，也可是装有UNIX/Linux虚拟机的Windows系统。

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