《操作系统》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程名称：操作系统
先修课程：《计算机导论》（或《计算机应用基础》）、《C语言程序设计》、《数据结构》、《计算机组成原理》
适用专业：计算机科学与技术、软件工程、网络工程等计算机及相关专业。
课程类别：专业教育必修课程/基础课程
课程总学时：56-72 （其中理论40-56学时，实验16学时）
二、课程目标
通过本课程的学习，使学生具备下列能力：
1．能够准确理解及掌握操作系统的基本概念、基本功能和基本原理，理解操作系统的整体
运行过程。
2．能够理解及掌握操作系统的各组成部分，包括进程管理、调度、内存管理、文件管理、设备管理的功能及策略、算法、机制及相互关系。
3．能够运用操作系统原理、方法与技术分析问题和解决问题，并能利用C语言描述相关算法。
4．在理解及掌握操作系统原理及算法的基础上，在进行硬件配置、软件设计及编程过程中，能够在资源和效率方面综合考虑，完善提高设计方案，提高利用操作系统知识解决实际问题的能力。
三、教学内容、要求及重难点
第一章 操作系统引论（3学时）
教学要求：
1．掌握操作系统的概念及功能，掌握操作系统的分类；
2．掌握操作系统在计算机系统中的地位和作用；理解操作系统的大致运行过程；
3．理解操作系统的特征；了解各种类型操作系统的特点及服务适应情况；
4．了解操作系统的结构特征及发展概况，发展趋势。
教学重点：
操作系统的概念、作用；操作系统的分类；操作系统的特征；操作系统的功能；操作系统的结构设计。
教学难点：
操作系统的特征；操作系统的功能。
[实验名称]
Linux系统管理及命令的使用
[实验类型]
验证型
[实验要求]
1．熟练Linux系统常用命令的使用；
2．掌握Vi编辑器的使用方法；
3．练习Linux shell的作用和主要分类，能编写简单的shell程序
[实验学时]
2学时
第二章 进程管理（10学时）
教学要求：
1．掌握进程的概念与特征；
2．掌握进程的结构及进程控制的方法；
3．linux命令及shell编写掌握进程的同步与互斥，以及实现进程同步问题的硬件方法和软件方法；
4．能用信号量机制解决进程的同步问题；
5．掌握线程的基本概念；
6．基本掌握利用管程解决同步问题的方法。
教学重点：   
进程的基本概念；进程控制；进程的同步与互斥；进程同步的应用。
教学难点：
进程的概念；进程的并发性；进程同步。
[实验名称]
实验1 进程控制编程
[实验类型]
验证型
[实验要求]
1．利用fork()创建几个进程，并分析这几个进程之间的关系；
2．熟悉并使用下列系统调用：fork()、exit()、wait()、lockf();对进程进行控制。
3．进一步理解进程的并发性。
[实验学时]
2学时
[实验名称]
实验2 进程的消息通信和共享存储区通信
[实验类型]
验证型
[实验要求]
1．实现进程的消息通信：使用系统调用msgget( ),msgsnd(  ),msgrcv(  ) 及 msgctl(  )，编制对长度为1K的消息，并进行发送和接收；
2．分析消息的传递过程。
3．实现进程的共享存储区通信：使用系统调用shmget(  )、shmat(  )、sgmdt(  )、shmtctl(  )，编制一个程序，对一个长度为1K的消息进行发送和接收。
4．程序中对共享存储区进行创建、附接和断开的操作。
[实验学时]
2学时
[实验名称]
实验3 进程通信的管道通信和软中断通信
[实验类型]
验证性
[实验要求]
1．实现进程的管道通信：使用系统调用pipe( )建立一个管道文件，用来实现两个进程之间的通信；
2．分析管道通信的实现过程。
3．实现进程之间的软中断通信：使用系统调用fork()创建两个子进程，再用系统调用signal()、kill()实现进程之间的通信。
4．进一步理解体会以上各进程通信的特点及实现。
[实验学时]
2学时
第三章 处理机调度与死锁（7学时）
教学要求：
1．掌握三级调度的概念及各级调度的分类；
2．掌握作业调度及进程调度的评价准则；
3．掌握几种典型的调度算法并能灵活应用；
4．掌握死锁的基本概念、产生的原因和必要条件；
5．掌握解决问题的4种方法，以及死锁预防的方法；
6．掌握死锁避免的概念、方法，掌握银行家算法的思想、数据结构和编程方法，并能灵活运用；
7．掌握死锁的检测和解除的方法。
教学重点：
调度的类型和模型；调度算法；实时系统中的调度；多处理机调度；死锁的基本概念、原因和必要条件；死锁的预防和避免；死锁的检测和解除。
教学难点：
三级调度的概念；调度算法；死锁的避免。
[实验名称]
银行家算法
[实验类型]
综合型
[实验要求]
1．正确设置银行家算法中的数据结构，并根据实际情况初始化，理解各结构之间关系及变化过程；
2．根据银行家算法的思想，设计解决实际问题的正确算法；
3．使用gcc写出程序，进行调试和测试。
4．分析程序的运行结果。
[实验学时]
2学时
第四章 存储器管理（8学时）
教学要求：
1．理解操作系统内存管理的任务需求，掌握计算机系统的各种存储介质及其特点，以及在功能增强需求时操作系统采取的策略和思想；
2．掌握内存分配的基本方法，包括分区、分页、分段及段页式存储管理方法的思想及优缺点；
3．掌握各种基本内存管理方法的数据结构、重定位方法；
4．掌握虚拟存储器的概念及原理，以及实现虚拟存储器的技术；
5．掌握对换的概念及管理方法；
6．掌握请求分页技术及实现方法，掌握OPT、FIFO、LRU、CLOCK页面置换算法，并能灵活运用；
7．掌握请求分段存储管理方式；
8．掌握工作集、抖动的概念，理解Belady异常现象。
教学重点：
连续分配存储管理方式；基本分页存储管理方式；基本分段存储管理；对换技术；请求分页存储管理方式；页面置换算法；请求分段存储管理方式。
教学难点：
页式存储管理方式；虚拟存储器的概念；请求分页。
[实验名称]
页面置换算法模拟
[实验类型]
验证型
[实验要求]
1．模拟实现各种页面置换算法。具体步骤为：使用产生随机数函数得到一个随机的数列，做为将要载入的页面序列。

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