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2024年1月14日发(作者：socket编程连接云服务器)
操作系统教学大纲
Operating System
适用专业：数字媒体技术 课程编号：
前修课程：程序设计、离散数学 学分：4 总学时：64
一、课程性质、目的与要求
课程性质：专业基础必修课、主干课
课程目的：学生在完成程序设计语言、数据结构与算法等课程学习的基础上，系统学习操作系统的基本概念、基本原理和方法。
教学要求：熟练掌握操作系统的基本原理和基本方法；掌握处理机管理、存储管理、文件管理、设备管理、作业管理、进程管理，了解操作系统的设计方法和并发程序的设计；具备较强的软件设计（包括设备驱动程序的设计）能力和较严密的思维能力。
二、教学内容 理论总学时：56学时
第一章 操作系统引论 4学时
基本要求：掌握操作系统的定义以及其基本特征和主要功能；了解操作系统的目标、作用和模型；了解操作系统的发展历史和分类以及其结构设计等。
重点：操作系统的定义、分类和功能。
难点：操作系统的并发、共享、虚拟、异步四个基本特征。
第二章 进程的描述与控制 15学时
基本要求：掌握进程的基本概念，进程的状态及其转换，进程控制原语，进程的同步以及经典的进程同步问题；能够利用信号量机制解决简单的进程同步问题；了解进程间的通信， 了解线程的概念。
重点：利用信号量机制解决进程同步问题。
难点：进程的基本概念，信号量机制。
第三章 处理机调度与死锁 5学时
基本要求：掌握处理机调度的基本概念，熟悉处理机调度算法，掌握死锁的概念以及产生的原因和必要条件，了解死锁的预防、避免以及检测与解除的方法
重点：处理机调度算法，产生死锁的原因和必要条件，死锁的预防和避免方法。
难点：处理机调度算法，银行家算法。
第四章 存储器管理 4学时
基本要求：掌握存储管理的目的与功能；了解程序的装入和链接；熟悉操作系统存储管理的方式。
重点：页式、段式、段页式存储管理。
难点：页式存储系统。
第五章 虚拟存储器 4学时
基本要求：熟悉虚拟存储器的基本概念，掌握请求分页和请求分段存储管理方式以及基本的页面置换算法。
重点：虚拟存储系统，基本的页面置换算法。
难点：虚拟存储系统。
第六章 输入输出系统 5学时
基本要求：了解设备管理的基本概念，I/O系统的组成，I/O控制方式；理解通道技术和缓冲技术、设备驱动和虚拟设备技术，磁盘存储器管理。
重点：通道、缓冲、设备驱动、设备分配、磁盘调度算法。
难点：中断与缓冲技术、虚拟设备。
第七章 文件管理 5学时
基本要求：掌握文件系统的基本概念和实现过程。要求掌握文件的逻辑结构及对不同类型文件的存取方法，掌握文件目录。 了解文件的使用、文件系统的层次模型，文件的共享和保护、保密。
重点：文件系统的基本概念和实现过程。文件的逻辑结构及对不同类型文件的存取方法，文件目录。
难点：文件系统的层次模型，文件的共享和保护、保密。
第八章 磁盘存储器的管理 2学时
基本要求：掌握外存的组织方式和文件存储空间的管理。提高磁盘I/O速度的途径，提高磁盘可靠性的技术，数据一致性控制。
重点：外存的组织方式和文件存储空间的管理。
难点：提高磁盘可靠性的技术，数据一致性控制。
第九章 操作系统接口 5学时
基本要求：了解作业管理和调度，用户与操作系统之间的接口，系统调用，UNIX shell功
能及系统调用，图形用户接口及操作。
重点：用户与操作系统之间的接口
难点：系统调用的类型和实现。
第十章 多处理机操作系统 3学时
基本要求：熟悉多处理机系统的概念、结构以及特征与分类。了解多处理机系统的进程同步及进程调度，网络操作系统，分布式操作系统。
重点：多处理机系统的概念、结构以及特征与分类。
难点：处理机系统的进程同步及进程调度，分布式操作系统。
第十一章 多媒体操作系统 2学时
基本要求：掌握多媒体的概念及相关知识，多媒体文件中的各种媒体。了解多媒体进程管理中的问题和接纳控制，多媒体实时调度，高速缓存与磁盘调度。
重点：多媒体的概念及相关知识，多媒体文件中的各种媒体。
难点：多媒体进程管理中的问题和接纳控制，多媒体实时调度，高速缓存与磁盘调度。
第十二章 保护和安全 2学时
基本要求：初步建立起系统安全性的概念。
重点：数据加密、数字签名和认证的基本概念。
难点：数据加密技术，认证技术。
三、实践环节或相关课程 实践总学时：8学时
序实验项目名称
号 类型 要求
实验实验实验内容简介
基本要求
熟练安装和操作LinuxLab实验系熟悉Linux Lab实验系统的安实验环境的熟1
悉和进程的创建
操作装、操作；创建子进程；调试+设计
函数
的编译和调试技能。
必做
跟踪fork和execve系统调用Linux系统下程序的方法；熟悉2
统；掌握进程控制分配
应达到的 学时
充分理解进程同步与互斥的概念；信号量的实现2
和应用
设计 必做
消费者问题。
现原理；掌握信号量的使用方式。
充分理解段表、页表以及逻辑地址、查看页表映射信息；编程实现地址映射与内3
存共享
享
分理解操作系统的内存管理。
掌握OPT、FIFO、页面置换算法模拟实现OPT、FIFO、LRU、LFU4
与动态内存分配
设计 必做
等页面置换算法
分理解虚拟存储器
注：1、实验类型：演示、验证、操作、综合、设计、研究。
2、实验要求：指必做、选做。
3、8学时以上（不含8学时）实践环节需单独设置大纲。
换算法的实现；充2
LRU、LFU等页面置设计 必做 段、页式内存管理上的内存共址的映射过程；充线性地址、物理地2
利用信号量机制解决生产者—掌握信号量的实2
四、课时分配
序号 章节
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
内 容
操作系统引论
进程的描述与控制
处理机调度与死锁
存储器管理
虚拟存储器
输入输出系统
文件管理
磁盘存储器的管理
操作系统接口
多处理机操作系统
理论环节时数
4
15
5
4
4
5
5
2
5
3
实验
时数
2
2
2
2
其他
环节
11
12
十一
多媒体操作系统
十二
保护和安全
合 计
4 总 学 时
2
2
56
8
64
总学分
五、建议教材与教学参考书
序号 书 名 编者
汤小丹、梁红1 计算机操作系统（第四版） 兵、哲凤屏、汤子瀛
孙钟秀、费翔2
3
计算机操作系统教程
林、骆斌
操作系统原理 谢青松 人民邮电出版社
高等教育出版社
2008
2005
西安电子科技大学出版社
2007
出版社 版本
六、教学形式与考核方式
1、教学形式：以课堂讲授为主。
Case study：采用Linux实验环境。
2、考核方式：本课程考核方式为：考试、笔试。
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