第一篇：《操作系統B》教學大綱計算機金虎]

【操作系統B】課程教學大綱 第一部分課程基本信息 【課程代碼】 【學分】【總學時】 56學時，其中講授：40學時；實驗：16學時； 【課程性質】專業必修課

【課程基礎】在學這門課之前，學生必須預修過離散數學、程序設計、算法和數據結構、匯編語言和計算機組成原理的基本知識。【適應專業】計算機科學技術-物聯網工程

【教學目標】該課程的主要目的是使學生熟練掌握計算機操作系統基本概念、基本原理，內部結構以及設計與實現方法。掌握主流操作系統的技術特點，了解研究與發展動向。重點培養學生系統軟件方案設計、開發能力，以及系統程序的設計開發能力。【課程簡介】操作系統（Operating System，簡稱OS），是計算機系統中負責支撐應用程序運行環境以及用戶操作環境的系統軟件。它的職責常包括對硬件的直接監管、對各種計算資源（如內存、處理器時間等）的管理、以及提供諸如作業管理之類的面向應用程序的服務等等。操作系統是配置在計算機硬件上的第一層軟件，是對硬件的第一次擴充，其它所有的系統軟件和應用軟件都必須依賴于操作系統的支持。因此操作系統是計算機系統的核心與基石。操作系統及其抽象機制相對于應用軟件變得更加復雜。操作系統不僅強調了操作系統的使用（外部特性），更強調了它的設計與實現（內部特性）。《操作系統》是本學科最重要的專業核心課程。主要介紹操作系統的基本原理和實現技術，是理解計算機系統工作、用戶與計算機系統交互和設計開發應用系統等基本知識結構的重要途徑。《操作系統》是一門理論性、實踐性并重的基礎核心課程，內容抽象、課程教學難度大。課程內容主要介紹系統原理、設計方法和實現技術，這是眾多操作系統的設計精髓，并非針對某一特定的操作系統產品。【選用教材】湯小丹,哲鳳屏, 湯子瀛.計算機操作系統.西安:西安電子科技大學出版社,2007 【參考書】張堯學.計算機操作系統教程.北京:清華大學出版社,2006 第二部分主要教學內容和基本要求 【主要教學內容】 第一章操作系統引論 第一節操作系統概觀

一、操作系統的目標

二、操作系統作用

三、操作系統層次結構

第二節操作系統的形成和發展

一、無操作系統

二、批處理系統

三、分時系統

四、實時系統

第三節操作系統特征和功能

一、操作系統特征

二、操作系統服務

三、操作系統功能 第四節操作系統的發展

一、微機操作系統

二、多處理機操作系統

三、網絡操作系統

四、分布式操作系統 【基本要求】

一、掌握操作系統的分類、特征和功能。

二、熟悉什么是操作系統。

三、了解操作系統的作用和進一步發展過程。【參考學時】4學時

第二章進程的描述和控制

第一節前驅圖和程序并發執行的條件

一、前驅圖

二、程序的順序執行

三、程序的并發執行 第二節進程的描述

一、進程的概念

二、進程和程序的區別

三、進程的狀態及其轉換

四、進程控制塊 第三節進程的控制

一、操作系統的支撐功能

二、進程的創建和終止

三、進程的阻塞和喚醒

四、進程的掛起和激活 第四節線程的基本概念

一、線程的引入和定義

二、超線程、線程、進程、雙核、雙處理機的關系 【基本要求】

一、掌握進程的定義、狀態及其轉換的基本概念。

二、熟悉進程的控制的相關原語。

三、了解程序的順序和并發執行的區別。

四、實踐教學要求：利用簡單的結構和控制方法模擬進程結構、進程狀態和進程控制，使學生掌握作為操作系統分配資源的基本單位的進程相關的概念。【參考學時】4學時

第三章進程的同步和通信 第一節進程的同步的概念

一、進程的同步和臨界區

二、臨界資源和臨界區的管理

三、利用硬件和軟件實現進程的互斥 第二節信號量機制

一、整型信號量、記錄型信號量

二、利用原語（wait、signal）在信號量上的操作實現前驅圖

三、利用原語（wait、signal）在信號量上的操作實現進程的互斥

四、利用原語（wait、signal）在信號量上的操作實現進程的同步 第三節經典的同步問題

一、生產者和消費者

二、讀者和寫者

三、哲學家就餐

四、管程的實現 第四節進程通信

一、進程通信類型

二、直接通信和間接通信 【基本要求】

一、掌握利用信號量機制完成進程間的同步。

二、熟悉臨界區的定義和進程的通信機制。

三、了解利用硬件和軟件實現進程的互斥。【參考學時】5學時 第四章調度和死鎖

第一節調度的類型和模型 一、三級調度的劃分成作業調度、中級調度和進程調度

二、評價調度算法的若干準則：周轉時間、響應時間、截止時間 第二節調度算法

一、先來先服務(FCFS)

二、短作業優先(SJF)

三、時間片輪轉(RR)

四、優先級（動態搶占算法）

五、高響應比優先調度算法(HRN)

六、多級隊列和多級反饋隊列等調度算法 第三節死鎖的基本概念

一、產生死鎖的原因

二、死鎖的定義

三、產生的必要條件 第四節死鎖的預防和避免

一、死鎖的預防

二、安全序列、安全狀態

三、銀行家算法

第五節死鎖的檢測和解除

一、死鎖的檢測

二、死鎖的解除 【基本要求】

一、掌握調度算法和死鎖的基本定義和銀行家算法。

二、熟悉調度算法的準則。

三、了解調度的類型和模型。

四、實踐教學要求：在進程控制的基礎上增加調度算法實現先來先服務、短作業優先以及時間片調度算法，使學生掌握低級調度的CPU分配的基本算法。【參考學時】5學時 第五章存儲器管理 第一節程序的裝入和鏈接

一、靜態和動態重定位

二、鏈接方式

第二節連續存儲空間管理

一、單一連續和分區分配（固定分區和可變分區）

二、可變分區分配和回收算法 第三節對換

一、對換的定義

二、對換區的管理 第四節非連續存儲管理

一、分頁式存儲管理基本原理、快表、二級頁表、多級頁表和反置頁表

二、分段式存儲管理

三、段頁式管理的原理 【基本要求】

一、熟練掌握分頁式和分段式存儲管理的基本原理、地址轉化過程。

二、掌握連續式存儲管理，分區的分配和回收。

三、了解對換空間的管理。

四、實踐教學要求：實現分頁式存儲地址轉換過程。【參考學時】5學時 第六章虛擬存儲器

第一節虛擬存儲器的基本概念

一、虛擬存儲器的概念

二、原理（空間局部性和時間局部性）和特征 第二節請求分頁式虛擬管理

一、請求分頁式管理的基本原理

二、頁面調度算法（先進先出FIFO、最近最少使用LRU、最佳置換OPT、最少使用LFU、時鐘算法等）

三、性能分析

第三節請求分段式存儲管理

一、請求分段式存儲管理的基本原理

二、虛擬分段的管理

三、段的連接和共享 【基本要求】

一、掌握虛擬存儲器的基本概念和分頁頁面調度算法。

二、熟悉請求分段式存儲管理。

三、了解分頁式存儲管理的性能分析。

四、實踐教學要求：實現請求頁式地址轉換中出現的缺頁現象中，用到的先進先出、最近最久未使用。使學生掌握內存的分配方法和虛擬存儲器的概念和原理。【參考學時】4學時 第七章設備管理

第一節 I/O系統的組成 一、四級結構和三級控制的I/O組成

二、主機、通道（概念和分類）、控制器和設備 第二節 I/O控制方式

一、程序性控制（詢問）方式

二、中斷控制方式

三、DMA方式

四、通道方式 第三節緩沖技術

一、緩沖區引入

二、單緩沖、雙緩沖、循環緩沖和緩沖池 第四節設備分配

一、設備分配

二、設備獨立性

三、虛擬設備 第五節設備處理

一、設備驅動程序功能和處理過程

二、中斷程序處理過程 【基本要求】

一、掌握緩沖區的概念，輸入輸出控制方式，設備獨立性和虛擬設備。

二、熟悉輸入輸出系統組成和設備分配。

三、了解設備處理過程。

四、實踐教學要求：設備管理主要包括設備的添加和刪除、分配和回收，使學生掌握外圍設備的體系結構和管理方法。【參考學時】4學時 第八章文件管理 第一節文件系統概述

一、文件

二、文件系統

三、文件操作

第二節文件邏輯結構

一、流式結構

二、記錄式結構（定長和變長）第三節目錄管理

一、文件控制塊和索引節點

二、單級目錄、兩級目錄和多級目錄

三、目錄查詢技術 第四節文件共享和保護

一、文件共享方法

二、文件保護方法 【基本要求】

一、掌握緩沖區的概念，輸入輸出控制方式，設備獨立性和虛擬設備。

二、熟悉目錄管理。

三、了解文件共享和保護。

四、實踐教學要求：利用交互式命令實現文件系統的樹型目錄結構，使學生掌握目錄管理的常用方法。

【參考學時】4學時 第九章磁盤存儲器管理 第一節磁盤I/O

一、磁盤的性能

二、磁盤調度方法（先來先服務、最短尋道時間優先、各種掃描算法）第二節外存分配方法

一、連續分配

二、鏈接分配（FAT表）

三、索引分配

第三節空閑存儲空間的管理

一、空閑塊法

二、空閑區表

三、位示圖

四、成組鏈接法（UNIX）【基本要求】

一、掌握外存分配方法和調度方法。

二、熟悉空閑存儲空間的管理。

三、了解磁盤的性能。【參考學時】4學時 第十章操作系統接口 第一節命令接口

一、命令格式；聯機命令的類型；終端處理程序；命令解釋程序 第二節程序接口

一、系統調用的概念；類型和實現 第三節圖形用戶接口

一、圖形接口的各種元素 【基本要求】

一、熟悉操作系統的三種接口。【參考學時】1學時

第二篇：計算機操作系統課程設計教學大綱

《計算機操作系統》課程設計教學大綱

課程編號：08120070 課程名稱：計算機操作系統/Computer Operating System

課程總學時/學分：56/3.（其中理論46學時，實驗10學時 課程設計時間/學分：1周/1學分 適用專業：計算機科學與技術

一、設計任務及目的

《計算機操作系統》課程是計算機科學與技術專業的一門重要專業基礎課，“計算機操作系統課程設計”的目的是在學生學習了《計算機操作系統》課程之后理論聯系實踐，一方面延續《計算機操作系統》課程實驗的要求，進一步加深與鞏固學生對計算機操作系統中概念、基本原理、算法的理解和掌握，培養學生對計算機常用操作系統的操作能力；另一方面通過本環節加強培養學生分析、修改和設計操作系統的能力。期望達到學為所用，并且能進一步提高使用計算機和編程能力。

二、課程設計的基本要求

1、了解所選擇開發環境的調試功能，掌握跟蹤，修改錯誤的技巧。

2、能根據實際問題選擇數據結構，清淅的描述算法。

3、培養良好的編程風格。

4、撰寫課程設計報告，按格式要求寫出完整的、規范的報告并打印，其中模塊圖、流程圖要清楚規范，特別要求學生獨立完成。

三、設計需運用的基本理論

設計需運用計算機系統知識、操作系統基本概念、進程管理、存儲管理技術、I/O管理技術、文件管理、高級語言程序設計、數據結構等內容。

四、課程設計內容與時間安排

1、設計內容：可以選擇下面提供的參考選題，也可以自選，如果自選，需要將自選題，目的詳細內容以及實現要求提供給老師，老師批準后方可采用。

課題一：進程管理演示

設計目的：加深對進程概念及進程管理各部分內容的理解；熟悉進程管理中主要數據結構的設計及進程調度算法、進程控制機構、同步機構及通訊機構的實施。

設計內容：設計一個允許n個進程并發運行的進程管理模擬系統。該系統包括有簡單的進程控制、同步與通訊機構，其進程調度算法可任意選擇（優先級調度，時間片輪轉，短進程優先中的一種）。每個進程用一個PCB表示，其內容根據具體情況設置。各進程之間有一定的同步 關系（可選）。系統在運行過程中應能顯示或打印各進程的狀態及有關參數的變化情況，以便觀察諸進程的運行過程及系統的管理過程。

課題二：存儲管理系統設計

設計目的：使學生熟悉存儲器管理系統的設計方法；加深對所學各種存儲器管理方案的了解。設計內容：采用一些常用的存儲器分配算法，設計一個請求頁式存儲管理模擬系統并調試運行。課題三：編程模擬銀行家算法

設計目的：通過設計和調試銀行家算法通用程序，加深對死鎖概念和死鎖避免方法的了解。設計內容：編制銀行家算法程序，并檢測所給狀態的系統安全性。課題四：磁盤調度算法的實現與分析

設計目的：使學生熟悉磁盤管理系統的設計方法；加深對所學各種磁盤調度算法的了解及其算法的特點。

設計內容：編程序實現下述磁盤調度算法，并求出每種算法的平均移動磁道數，并分析結果：

①先來先服務算法（FCFS）②最短尋道時間優先算法（SSTF）③掃描算法（SCAN）④循環掃描算法（C-SCAN）

課題五：文件系統演示

設計目的：使學生熟悉文件管理系統的設計方法；加深對所學各種文件操作的了解及其操作方法的特點。

設計內容：設計一個簡單的多用戶文件系統。即

①在系統中用一個文件來模擬一個磁盤；

②此系統至少有：Create、delete、open、close、read、write等和部分文件屬性的功能。③實現這個文件系統。④能實際演示這個文件系統。

基本上是進入一個界面（此界面就是該文件系統的界面）后，可以實現設計的操作要求。

2、時間安排：

動員，準備及規則（0.5天）

具體內容：動員、選題、系統功能和需求的分析。

課程設計實施及檢查（0.5天）

具體內容：任務規劃，設計出每個功能

課程設計實施（5天）

具體內容：具體功能的實現、系統的完善、中期檢查和個人答辯

整理課程設計報告書（1天）

具體內容：文檔的整理，設計報告的完成

五、考核方式與評分辦法

考核方式：課堂點名、設計報告及個人答辯的綜合評定 評分方式：課程設計成績=點名*10%+設計報告*60+答辯*30%

成績實行五級記分。其中，優（90-100分），良（80-89），中（70-79），及格（60-69），不及格（59分及以下）。如果教師認定為抄襲，則成績為0分。

六、使用教材及參考書（小4號黑體）

[1]徐虹.操作系統實驗指導.清華大學 出版社，2009年3月 [2]孟慶昌.操作系統(第2版).電子工業出版社，2010年9月 [3]羅宇，鄒鵬等.操作系統(第2版).電子工業出版社，2007年 4月 [4]宗大華，宗濤等.操作系統.人民郵電出版社，2009年1月

執筆人：左新娥

2011年11月2日

審核人：文志強

2011年11月5日

批準人： 朱艷輝

2011年11月6日

第三篇：《Linux操作系統》教學大綱(計算機選修)

《Linux操作系統》教學大綱

第一部分 課程目的與任務

一、課程基礎：

計算機操作基礎、操作系統原理、C/C++編程。

二、適應對象：

計算機科學與技術、軟件工程、電子信息科學與技術。

三、教學目的

Linux操作系統是當前較為流行的新星操作系統，具有多用戶多任務、開放源代碼、復合Posix標準等諸多特點，并與Windows操作系統形成鮮明對比。通過學習Linux操作系統，可以進一步了解操作系統的相關概念，掌握Linux常用應用，學會Linux系統管理和各種網絡服務器的架設等知識。

四、內容提要

Linux操作系統概述；Linux的基本操作；Linux的安裝與升級；Linux環境編程；Linux系統管理；Linux服務器管理。

第二部分 內容及基本要求

第1章 Linux操作系統概述

●基本要求：

1、了解Linux的發展歷程和常見的幾種Linux發行版本。

2、掌握Linux的特點。

3、了解Linux與其它操作系統的區別以及流行原因。

●參考學時：2學時

●參考資料：《Red Hat Linux 9實務應用》（施威銘工作室，清華大學出版社，2004年版）

§

1、Linux的發展過程

發展歷程，常見的幾種Linux發行版本。§

2、Linux的特點

Linux的特點，Linux流行的原因。

第2章 圖形環境操作 ●基本要求：

1、了解Linux的圖形環境特點。

2、掌握桌面環境的含義和重了。

3、掌握GNOME和KDE環境的基本操作。

●參考學時：2學時

●參考資料：《Red Hat Linux 9實務應用》（施威銘工作室，清華大學出版社，2004年版）

§

1、系統登陸 登陸的目的，操作流程。§

2、桌面環境

兩種桌面環境的特點，GNOME和KDE桌面環境基本操作。

第3章 命令環境

●基本要求：

1、熟練掌握Shell的含義和作用，掌握進入Shell環境的幾種方法。

2、熟練掌握文件和目錄管理命令、磁盤掛裝和卸載命令。

3、了解登陸和注銷命令的使用。

4、了解Shell的其它功能。

5、了解環境變量及其設置方法。

●參考學時：8學時

●參考資料：《Red Hat Linux 9實務應用》（施威銘工作室，清華大學出版社，2004年版）

《Linux指令語法辭典》（鄧士昌著，中國鐵道出版社，2006年版）§

1、Shell概述

Shell含義，Shell的作用，進入Shell環境的三種方法，Shell應用常見問題。§

2、登陸注銷命令

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

3、文件和目錄管理命令

Linux操作系統目錄結構，ls、cp、cat、more、less、rm、mv、mkdir、rmdir、pwd命令的使用。

§

4、磁盤掛裝和卸載命令

磁盤的使用方式，掛裝點及其選擇，mount和umount命令的使用，常用磁盤的設備文件名。

§

5、Shell的其它功能的使用

命令遍歷，定義別名，命令補全，前后臺任務控制，Shell中的特殊字符的含義及其應用。

§

6、環境變量的設置

環境變量的含義和作用，設置環境變量的方法。

第4章 Linux的安裝

●基本要求：

1、了解Linux的安裝模式。

2、掌握硬盤分區的種類及其劃分方法和原則。

3、了解Linux的安裝全部過程。

●參考學時：2學時

●參考資料：《Red Hat Linux 9實務應用》（施威銘工作室，清華大學出版社，2004年版）

§

1、Linux的兩種安裝方法 虛擬機模式安裝，獨占模式安裝。§

2、磁盤分區

磁盤分區的含義、種類，Linux磁盤分區的特點，磁盤分區的劃分方法和原則。§

3、Linux的安裝 Linux的安裝全過程。

第5章 Linux環境編程

●基本要求：

1、了解Linux環境下編程的幾種模式。

2、掌握GCC編程基本步驟。

3、了解man命令的使用。

4、了解make命令的使用

●參考學時：2學時

●參考資料：《GNU/Linux編程指南》（K.Wall,M.Watson,M.Whitis等著，王勇,王一川等譯，清華大學出版社，2000年版）

§

1、概述

基本的幾種編程方法。§

2、GCC的使用

源代碼的編輯，GCC的使用。§

3、查詢幫助信息 man命令的使用。§

4、Make命令的使用 make命令的含義和作用，make應用實例。

第6章 常用工具軟件及命令

●基本要求：

1、掌握VIM編輯器的基本操作，學會利用VIM編寫一般的文件。

2、掌握Telnet的含義、Telnet服務器的配置以及telnet命令的使用。

3、了解網絡配置的基本操作。

4、掌握RPM命令的使用。

5、了解tar文件和zip文件的使用。

●參考學時：6學時

●參考資料：《Red Hat Linux 9實務應用》（施威銘工作室，清華大學出版社，2004年版）

§

1、VIM編輯器

vim編輯器的作用，vim的三種操作模式，vim的常用操作。§

2、網絡配置管理

neat命令的使用，設置寬帶連接。§

3、Telnet服務

Telnet服務的含義，Telnet服務的配置，telnet命令的使用。§

4、RPM軟件包管理

RPM軟件包的作用，rpm命令的使用。§

5、tar、zip文件管理

創建tar、zip文件，從tar、zip文件中提取文件。

第7章 系統管理

●基本要求：

1、掌握用戶帳號管理基本內容。

2、掌握進程信息查詢方法，學會使用kill命令。

3、熟練掌握文件和目錄的權限特點，掌握權限設置方法。

4、掌握鏈接和符號鏈接的含義，學會建立兩種鏈接。

5、了解系統信的查詢方法。

●參考學時：8學時

●參考資料：《Red Hat Linux 9實務應用》（施威銘工作室，清華大學出版社，2004年版）

《Red Hat Linux系統管理員手冊》（Mohammed Kabir著，魏永明等譯，電子工業出版社，2000年版）

§

1、用戶帳號管理 Root帳號管理，單用戶模式，普通用戶帳號管理。§

2、進程管理

查看進程信息，kill命令。§

3、磁盤配額管理

磁盤配額的含義和作用，磁盤配額的配置。§

4、文件與目錄權限管理

文件權限的作用及其查詢，文件權限的兩種設置方法。§

5、鏈接與符號鏈接

鏈接與符號鏈接，ln命令及其使用。§

6、查看系統信息

查詢Linux版本、CPU信息、所有分區和已掛裝分區的信息、主機名、當前用戶、用戶活動、已登陸用戶信息和曾經登陸的用戶信息。

第8章 服務器管理

●基本要求：

1、掌握幾種服務器的作用。

2、掌握WWW服務器的架設方法和常用管理內容。

3、了解FTP服務器的架設方法和常用管理內容。

4、了解Email服務器的架設方法和常用管理內容。

●參考學時：6學時

●參考資料：《Red Hat Linux 9實務應用》（施威銘工作室，清華大學出版社，2004年版）

《Red Hat Linux系統管理員手冊》（Mohammed Kabir著，魏永明等譯，電子工業出版社，2000年版）

§

1、WWW服務器的架設

WWW服務器的作用，Apache服務器的啟動和常見配置的修改，設置個人主頁 §

2、FTP服務器的架設

FTP服務器的作用，安裝和啟動VSFTP服務器，ftp命令的使用，FTP服務器帳號的管理

§

3、Email服務器的架設

Email服務器的作用，Sendmail服務器的配置，pine和evolution軟件的使用

第四篇：操作系統教學大綱

《計算機操作系統原理》教學大綱

一、課程的性質、地位：

《計算機操作系統原理》是大學計算機專業的核心專業課程。通過系統學習計算機操作系統原理的基本理論與基本概念以及相關的操作系統的內涵，重點掌握操作系統進程管理、處理機調度、存儲管理、設備管理和文件系統。基本知識與基本原理，掌握操作系統在計算機專業中的重要作用。為今后進一步學習計算機知識和技術打下良好的基礎。

二、教學目的及要求

為了使本專業學生系統、深入地掌握計算機有關知識，為信息系統的分析和開發打下良好的基礎，特開設此課程。本課程要求學生掌握操作系統的基本特征、發展過程、功能及操作系統的結構設計；了解作業管理和用戶接口；了解進程和線程的基本概念、同步與通信、調度與死鎖，以及處理機管理；了解連續式、離散式存儲器的管理方式及虛擬存儲器；了解設備管理、文件管理、網絡操作系統以及操作系統的實例UNIX系統等。本課程是專業基礎課，學習本課程前要求學生已學習計算機基本原理程序設計以及數據結構等課程。

三、課程教學目標：

《計算機操作系統原理》是計算機專業的核心必修課，通過《計算機操作系統原理》課程的教學，培養學生掌握計算機操作系統原理，學會使用計算機操作系統的原理來理解計算機的工作，并為進一步深入學習本專業的計算機理論打下堅實的基礎。

四、課程教學的基本要求：

教學中，要堅持精講、多練，原理部分不容易理解，要注意在實際中的應用。提倡任務驅動的教學方法，但要避免教一會一的死板教學。要以學生為中心，培養學生探究的能力，鼓勵同學之間的討論和交流，達到全面提高學生能力的目標。

五、本課程與相關課程的聯系：

本課程屬于專業核心課，其任務是使學生掌握計算機操作系統的原理知識及其應用，學習和掌握操作系統中的經典算法，為今后其他專業課的學習做好準備。

六、實踐教學要求：

上機實驗是學習計算機必不可少的實踐環節，主要目的是鍛煉和培養學生對原理和經典算法的驗證。通過學習，學生應能夠掌握計算機操作系統中進程管理、處理機調度、存儲管理、設備管理和文件系統。實驗課時課為10課時。

七、課程教學內容：（以*方式注明重點、難點）第一章 操作系統概述（3學時）

教學基本要求：

1.了解操作系統的形成過程，建立操作系統的整體概念，2.熟悉操作系統的基本類型和服務方式。3.掌握操作系統的定義、特征和功能。第一節 操作系統的定義

一、操作系統的虛擬機觀點

二、操作系統的資源管理觀點

三、操作系統的用戶服務觀點

四、操作系統的進程管理觀點 第二節 操作系統的形成過程

一、人工操作階段

二、單道批處理階段

三、多道程序系統階段

四、進一步發展階段

第三節 操作系統的基本類型

一、多道批處理系統

二、分時系統

三、實時系統

四、通用操作系統

第四節 操作系統的特征

一、并發

二、共享

三、虛擬

四、異步行

第五節 操作系統的服務

一、操作系統的公共服務

二、操作系統的服務方式 第六節 操作系統的功能

一、用戶接口

二、處理機管理

三、存儲管理

四、設備管理

五、文件管理

第七節 操作系統的結構

一、整體式系統

二、層次式系統

三、客戶/服務器系統

第二章 操作系統用戶接口*（3學時）

教學基本要求：

1.了解用戶接口的類型及各種接口的實現方法，尤其是圖形接口的有關知識 2.熟悉命令接口在不同工作方式下的主要功能，作業和作業管理的基本概念 3.掌握系統調用的定義及其執行過程。

第一節 用戶接口概述

一、程序的執行和作業的概念

二、作業管理概述 第二節 命令接口

一、脫機命令接口

二、聯機命令接口 第三節 程序接口

一、系統調用概述

二、系統調用類型

三、系統調用過程 第四節 圖形接口

第三章 進程管理*（12學時）

教學基本要求：

1.了解進程的引入原因和控制方法，進程互斥與同步的概念，進程間通信的概念，線程的概念及其與進程的關系。

2.進程互斥與同步中的信號量機制及pv操作的定義和物理意義，進程通信的類型和方法，消息緩沖通信的實現過程。

3.掌握進程的定義和特征，進程互斥與同步的機構和方法，能用信號量機制解決進程互斥同步問題。

第一節 進程的基本概念

一、進程的引入

二、進程的定義和特征 第二節 進程的描述

一、進程控制塊

二、進程控制塊的組織方式 第三節 進程狀態及其轉換

一、進程的基本狀態

二、進程基本狀態的轉換 第四節 進程控制

一、進程控制機構

二、進程控制原語 第五節 進程同步與互斥

一、互斥的概念

二、進程同步的概念

三、互斥與同步機制

四、用PV原語實現互斥與同步的方法

五、用PV原語解決經典的互斥與同步的方法 第六節 進程間通信

一、進程間通信的類型

二、消息傳遞

三、消息傳遞的實例——消息緩沖通信 第七節 線程的概念

一、線程的引入和定義

二、線程的屬性和狀態

三、進程與線程的比較

第四章 處理機調度*（12學時）

教學基本要求：

1.了解各級調度的功能，各種系統的調度模型。

2.掌握各調度的算法，及平均周轉時間和平均帶權周轉時間的計算。

3.掌握先來先服務、短作業優先、時間片輪轉、優先級和多級反饋隊列調度算法 第一節 調度的存次與分類

一、調度的層次

二、調度的分類

第二節 調度算法的設計目標和性能

一、設計目標

二、性能指標 第三節 調度算法

一、先來先服務調度算法

二、短作業優先調度算法

三、高相應比優先調度算法

四、時間片輪轉調度算法

五、優先級調度算法

六、多級反饋隊列調度算法 第四節 實時系統調度

一、實現實時調度的基本條件

二、實時調度的分類

三、常用的幾種實時調度算法

第五章 死鎖及其對策（3學時）

教學基本要求：

1.了解死鎖問題在操作系統中的危害及死鎖產生的原因。

2.熟悉死鎖及死鎖定理的概念，死鎖問題的解決途徑及死鎖預防、避免、檢測和恢復的方法。

3.掌握死鎖產生的必要條件、資源分配圖的化簡和銀行家算法的使用。第一節 死鎖的概念

一、資源

二、死鎖定義

第二節 死鎖的產生及對策

一、死鎖產生的原因

二、死鎖產生的必要條件

三、死鎖的描述

四、處理死鎖的方法 第三節 死鎖的預防

一、破壞互斥條件

二、破壞占用并等待條件

三、破壞不剝奪條件

四、破壞環路等待條件 第四節 死鎖的避免

一、系統狀態的安全性

二、銀行家算法

三、銀行家算法舉例 第五節 死鎖的檢測和解除

一、利用資源分配圖檢測死鎖

二、利用死鎖檢測算法檢測死鎖

三、死鎖的恢復

第六章 存儲管理*（6學時）

教學基本要求：

1.了解各種不同的存儲管理方式以及它們的優缺點和適用場合。

2.熟悉各種存儲管理方式所需的軟、硬件支持以及各種算法的基本思想和實現方法。3.掌握存儲管理的目的和功能、存儲器的分配方式等基本概念，虛擬存儲器的概念，各種虛擬管理方法的基本思想、實現原理和地址變換過程。

第一節 存儲管理的基本概念

一、存儲器的層次

二、地址重定位

三、存儲管理的目的和功能

四、存儲分配方式 第二節 存儲管理技術

一、單一連續區管理

二、固定式和可變式分區存儲管理

三、可重定位分區存儲管理

四、分區的存儲保護

第三節 虛擬存儲系統的基本概念

一、虛擬存儲器

二、實現虛擬存儲器的基本原理

三、高相應比優先調度算法 第四節 分頁存儲管理

一、的實現原理

二、簡單分頁存儲管理

三、請求式分頁存儲管理

四、請求式調頁存儲器管理的頁眉置換算法

五、頁面抖動和工作集模型

六、頁面保護

七、頁式存儲器管理的優缺點 第五節 請求分段存儲管理

一、段式存儲器管理的基本思想

二、段式存儲器管理的實現原理

三、段的共享與保護

四、分段與分頁的區別與聯系

五、段式存儲器管理的優缺點 第六節 段頁式存儲管理

一、段頁式存儲管理的基本思想

二、段頁式存儲管理的地址變換過程

三、段頁式存儲管理的優缺點

第七章 設備管理（3學時）

教學基本要求：

1.了解操作系統的形成過程，建立操作系統的整體概念，2.熟悉操作系統的基本類型和服務方式。3.掌握操作系統的定義、特征和功能。

7．1 概述

7．2 設備管理的實現技術 7．3 設備管理軟件的層次 7．4 虛擬設備

7．5 磁盤驅動調度

第八章 文件系統*（6學時）

教學基本要求：

1.了解操作系統的形成過程，建立操作系統的整體概念，2.熟悉操作系統的基本類型和服務方式。3.掌握操作系統的定義、特征和功能。

8．1 文件系統概述

8．2 文件的邏輯結構及其存取方法 8．3 文件的物理結構及其存取方法 8．4 文件存儲空間管理 8．5 文件目錄管理

8．6 文件系統的安全性

8．7 文件的操作與使用

第九章 Windows NT（3學時）

教學基本要求：

1.了解操作系統的形成過程，建立操作系統的整體概念，2.熟悉操作系統的基本類型和服務方式。3.掌握操作系統的定義、特征和功能。

9．1 系統結構

9．2 Windows NT內核 9．3 虛擬內存管理 9．4 對象管理程序 9．5 I/O系統 9．6 文件系統

四、教材

《操作系統》，劉滕紅主編，科學出版社，2004

五、主要參考資料

1.《操作系統》.孟慶昌.電子工業出版社.2004年5月第一版 2.《操作系統》.鳳羽翚等.電子工業出版社.2004年3月第一版 3.《計算機操作系統》.張堯學，史美林.清華大學出版社.2000年8月第二版

4.《操作系統原理與實例分析》.蒲曉蓉等.機械工業出版社.2004年6月

六、成績評定

期末考試占50％，作業占30％，考勤及課堂成績占10％，上機實習占10％

第五篇：《操作系統》教學大綱

操作系統一、說明

（一）課程性質

本課程是計算機科學與技術專業的核心課程之一，屬于必修課程。

“操作系統”是計算機系統不可缺少的組成部分，負責對系統中各種資源進行有效的管理和對各種活動進行正確的組織，使整個計算機系統協調一致且高效地工作，指揮計算機系統正常運行。操作系統基于硬件，并對硬件實施管理，并構成對所有軟件運行的支持平臺，給用戶使用計算機而提供方便靈活友好的接口。

本課程的先修課為計算機組成原理、微機原理、數據結構、高級語言程序設計；后續課程為數據庫系統原理、計算機網絡、分布式系統等。

（二）教學目的

通過本課程的學習，使學生在深刻理解計算機系統整體概念的基礎之上，掌握操作系統的基本內容及實現方法，掌握操作系統對計算機系統中各種資源的管理和控制功能，從而使學生具備一定的系統軟件開發技能，為以后從事的研究、開發工作（如設計、分析或改進各種系統軟件和應用軟件）提供必要的軟件基礎和基本技能。

（三）教學內容

本課程內容包括：緒論，是對操作系統的一般性描述，包括什么是操作系統，操作系統在整個計算機系統的地位及其發展歷史，它的功能、分類等；作業管理和Linux用戶接口，介紹作業和操作系統用戶接口，包括作業的基本概念和作業的建立過程、Linux介紹和它所提供的用戶接口等；進程管理，主要介紹進程和線程的概念、進程控制、進程同步/互斥、死鎖、進程間通信、線程等；處理機調度，主要介紹作業調度、進程調度、各種調度算法及其評價等；存儲管理，介紹常見存儲管理的方法，虛擬存儲管理的實現等；Linux進程和存儲管理；文件系統，包括文件系統的概念、文件結構和文件存取、文件目錄管理、Linux文件管理等；設備管理；面向對象的操作系統和分布式操作系統。

（四）教學時數

課內學時：72

（五）教學方式

本課程的教學環節包括：課堂講授、習題課、課堂討論、批改作業、課外輔導、實驗相結合，并逐步采用CAI、網絡教學等教學手段。通過本課程各個教學環節的教學，重點培養學生的自學能力、分析問題解決問題的能力。

教學方法：采用啟發式教學，鼓勵學生自己針對某種操作系統進行分析和研究，培養學生的自學能力，以“少而精”為原則，精選教學內容，精講多練，調動學生學習的主觀能動性。

教學手段：開展電子教案、CAI課件的研制、引進和應用，研制多媒體教學系統。

考試環節：考試形式采用筆試，考試題型分為：填空題、選擇題、判斷題、簡答題、分析設計題。

二、本文

第1章 緒論

教學要點：

操作系統的概念及其發展歷史、分類，操作系統功能，研究操作系統的觀點。本章是對操作系統的一般性描述。教學時數：4學時 教學內容： 1.1 操作系統概念（0.5學時）

掌握操作系統的概念及其在計算機系統中的作用。1.2 操作系統的發展歷史

（1學時）了解操作系統的發展歷史。

1.3 操作系統的基本類型

（1學時）

理解批處理系統、分時操作系統、實時操作系統、個人計算機操作系統、網絡和分布式操作系統的特點。

1.4 操作系統的功能

（1學時）

掌握操作系統的處理機管理、存儲管理、設備管理、文件管理和用戶接口五大功能。1.5 研究操作系統的幾種觀點

（0.5學時）

了解操作系統是計算機資源的管理者觀點，用戶界面觀點，進程管理觀點。考核要求：

1． 識記：什么是操作系統，操作系統的分類。

2． 領會：操作系統的功能，操作系統的發展歷史及研究觀點。

第2章

作業管理和Linux用戶接口

教學要點：

作業的概念和建立過程，操作系統為用戶提供的接口，Linux用戶接口，Linux shell編程。教學時數：8學時 教學內容：

2.1 作業的基本概念（1學時）掌握作業的定義，作業的組織。2.2 作業的建立過程

（1學時）

掌握作業的輸入方式、JCB的建立；掌握SPOOLING系統。2.3 用戶接口

（1學時）

掌握作業控制、系統調用；了解用戶接口的演變。2.4 分時作業管理

（0.5學時）了解分時作業管理。

2.5 Linux簡介

（1學時）

了解Linux的發展歷史和發展前景，Linux系統的特點，Linux系統結構。2.6 Linux的Shell（1.5學時）

理解Shell提供的命令種類，程序語言Shell，make命令。2.7 Linux的系統調用

（1學時）

理解有關設備管理的系統調用，有關文件系統的系統調用，有關進程控制的系統調用，有關進程通信的系統調用，有關存儲管理的系統調用。2.8 Linux桌面環境KDE介紹

（1學時）了解Linux桌面環境KDE介紹。考核要求：

1． 識記并領會：作業的概念，JCB的建立，SPOOLING系統，操作系統用戶接口。2． 分析：Linux的Shell，Linux的系統調用。

第3章

進程管理

教學要點：

進程的概念和描述，進程的同步和互斥，進程通信，死鎖。教學時數：10學時 教學內容： 3.1 進程和線程的概念（1學時）

掌握程序的并發執行、進程的定義、作業和進程的關系；了解線程的概念。3.2 進程的描述

（1學時）

掌握進程控制塊PCB，進程上下文。3.3 進程狀態及其轉換

（1學時）

掌握進程的三種基本狀態：執行狀態、等待狀態、就緒狀態，三種狀態間的轉換。3.4 進程控制

（1學時）

理解進程的創建與撤消，進程的阻塞與喚醒。3.5 進程互斥

（2學時）

掌握資源共享所引起的制約，互斥的加鎖實現，信號量和P、V原語，用P、V原語實現進程互斥。3.6 進程同步

（1學時）

掌握同步的概念，私用信號量，用P、V原語實現同步；理解生產者——消費者問題。3.7 進程通信

（1.5學時）

理解進程的通信方式，消息緩沖機制，郵箱通信。3.8 死鎖問題

（1.5學時）

掌握死鎖的概念，死鎖的排除方法，銀行家算法。考核要求：

1． 識記：進程的概念和描述，進程的互斥和同步，死鎖的產生條件，線程的概念。2． 領會：進程控制，進程通信，死鎖的排除方法和各種算法。

第4章

處理機調度

教學要點：

作業調度，進程調度，各種調度算法及其評價，多處理機調度機制。教學時數：6學時 教學內容：

4.1 分級調度（1學時）

作業的狀態和轉換，調度的層次。4.2 作業調度

（1學時）

掌握作業調度功能，作業調度目標與性能衡量。4.3 進程調度

（1學時）

掌握進程調度的功能，進程調度的時機，進程上下文切換；理解進程調度性能評價。4.4 調度算法（1學時）

掌握先來先服務調度算法，輪轉法，多級反饋輪轉法，優先級法，靜態優先級，動態優先級。4.5 算法評價

（1學時）

理解FCFS方式的調度性能分析，輪轉法調度性能評價，線性優先級法的調度性能。4.6 多處理機調度

（1學時）

了解多處理機系統的概念，多處理機操作系統的分類，多處理機系統調度策略。考核要求：

1． 識記：作業調度的功能和目標。

2． 領會：進程調度，調度算法的性能評價。3． 分析及應用進程調度算法。

第5章

存儲管理

教學要點：

虛擬存儲器的概念，分區存儲管理，頁式存儲管理，段式與段頁式存儲管理。教學時數：12學時 教學內容：

5.1 存儲管理的功能（1.5學時）

掌握虛擬存儲器，內外存數據傳輸的控制，內存的分配與回收；理解地址變換，內存信息的共享與保護。

5.2 單道環境下的存儲管理

（0.5學時）

理解單一連續區分配；了解單一連續區管理方式的優缺點。5.3 分區存儲管理

（2學時）

理解分區管理基本原理，分區的分配與回收。5.4 覆蓋與交換技術

（1學時）理解覆蓋技術，交換技術。5.5 頁式管理（3學時）

掌握頁式管理的基本原理，靜態頁面管理，動態頁式管理，存儲保護；理解請求頁式管理中的置換算法；了解頁式管理的優缺點。5.6 段式與段頁式管理（3學時）

掌握段式管理的基本思想，段頁式管理的基本思想；理解段式管理的實現原理，段頁式管理的實現原理；了解段式管理的優缺點。

5.7 局部性原理和抖動問題（1學時）掌握局部性原理；理解工作集概念。考核要求：

1.識記：存儲管理的功能，虛擬存儲器的概念，頁式管理的基本原理，動態頁式管理，頁式管理存儲保護，段式管理和段頁式管理的基本思想，局部性原理。

2.領會：地址變換，分區管理的基本原理，分區的分配與回收，靜態頁式管理，段頁式管理的實現原理，工作集概念。

3.應用：請求頁式管理中的置換算法。

第6章

Linux進程和存儲管理

教學要點：

Linux進程結構、進程控制，Linux進程調度與交換，進程間通信，Linux存儲管理方式。教學時數：8學時 教學內容：

6.1 Linux進程和存儲管理介紹（1學時）6.2 Linux進程結構（1學時）

掌握Linux進程的概念，進程的虛地址結構，進程上下文，進程的狀態和狀態轉換。6.3 Linux進程控制

（1學時）

了解Linux啟動和進程樹的形成，理解Linux進程控制。6.4 Linux進程調度與交換

（1學時）掌握Linux進程調度，交換。6.5 進程間通信（2學時）

掌握Linux的低級通信，進程間通信IPC。6.6 Linux存儲管理

（2學時）

掌握Linux虛存空間劃分和管理思想；理解Linux的內存分配與釋放，地址變換過程，Linux的請求調頁技術。考核要求：

1.領會：Linux進程控制，內存的分配與釋放，Linux進程結構。2.分析：Linux進程調度，進程間通信，Linux的頁式存儲管理。

第7章

文件系統

教學要點：

文件系統的作用，文件的結構與存取，文件的目錄管理。教學時數：12學時 教學內容：

7.1 文件系統的概念（1學時）

掌握文件系統的引入，文件與文件系統的概念，文件的分類。7.2 文件的邏輯結構與存取方法

（1學時）

理解文件的邏輯結構，存取方法，順序存取法，隨機存取法，按鍵存取法。7.3 文件的物理結構與存儲設備

（1學時）

理解文件的物理結構：連續文件，串聯文件，索引文件；理解文件存儲設備：順序存取設備，直接存取設備。

7.4 文件存儲空間管理

（1學時）

掌握三種不同的空閑塊管理方法：空閑文件目錄，空閑塊鏈，位示圖。7.5 文件目錄管理

（2學時）

掌握文件的組成，文件目錄，可共享的文件目錄，目錄管理。7.6 文件存取控制

（1學時）

理解文件存取控制的目標，存取控制方法。7.7 文件的使用

(0.5學時)了解文件的使用。

7.8 文件系統的層次模型（0.5學時）了解文件系統的層次模型。

7.9 Linux文件系統的特點與數據結構、文件類別

（1.5學時）

掌握Linux文件系統的特點，Linux文件分類，文件系統的數據結構及其關系。7.10 Linux文件系統的資源管理和地址映射

（1.5學時）

理解磁盤i-node的分配與釋放，內存i-node的分配與釋放，系統打開文件表的分配與釋放，地址映射。

7.11 Linux系統中的目錄與搜索方法，以及文件系統的系統調用（1學時）理解散列搜索法，算法描述；理解Linux系統調用。考核要求：

1.識記：文件系統的功能，文件系統的層次模型。

2.領會：文件的邏輯與物理結構，文件存取方法及其存取控制，文件目錄管理。

3.分析：Linux文件系統的數據結構及其相互關系，Linux文件系統的資源管理和地址映射、系統中的目錄與搜索方法，Linux文件系統的系統調用。4.應用層次：文件的使用。

第8章

設備管理

教學要點：

主要介紹設備管理的基本概念，包括中斷、緩沖、設備分配和控制。教學時數：8學時 教學內容：

8.1 引言（0.5學時）

掌握設備的類別，設備管理的功能和任務。8.2 數據傳送控制方式

（1學時）掌握程序直接控制方式，中斷方式，DMA方式，通道控制方式。8.3 中斷技術

（1學時）

掌握中斷的基本概念，中斷的分類與優先級，軟中斷；理解中斷處理過程。8.4 緩沖技術

（1學時）

掌握緩沖的目標，緩沖的種類，緩沖池的管理。8.5 設備分配

（1學時）

掌握設備分配用的數據結構，設備分配的原則，設備分配辦法。8.6 I/O進程控制與設備驅動程序

（0.5學時）

了解I/O控制的功能，I/O控制的實現，設備驅動程序。8.7 Linux的中斷和異常處理

（1學時）

理解中斷和異常總控過程，中斷分類和處理，異常處理。8.8 Linux緩沖區管理（1學時）

掌握Linux緩沖池結構，緩沖區的分配與釋放，緩沖區數據讀寫。8.9 塊設備驅動與字符設備驅動

（1學時）

理解塊設備驅動：設備配置，設備驅動程序的接口；理解字符設備驅動：主要數據結構，包括緩沖區結構、緩沖隊列的控制結構、字符設備開關表。考核要求：

1.識記：數據傳送控制方式，緩沖技術，設備分配。

2.領會：中斷技術，Linux緩沖區管理，Linux的中斷和異常處理。

第9章

面向對象、網絡、分布式操作系統

教學要點：

介紹面向對象的操作系統和網絡操作系統，以及分布式操作系統的概念。教學時數：4學時 教學內容：

9.1 面向對象和操作系統（1學時）

了解面向對象的基本概念，面向對象操作系統的概念及其開發方法，面向對象操作系統的分類。9.2 網絡操作系統

（1學時）

了解網絡操作系統的構成，文件與打印服務，電子郵件服務。9.3 分布式操作系統

（2學時）

了解進程遷移，分布進程同步，分布式進程通信，分布式系統中的死鎖。考核要求：

識記面向對象操作系統的概念，分布式操作系統的基本概念；領會網絡操作系統的構成與服務。

三、參考書目

1.2.3.4.張堯學，史美林，《計算機操作系統》，清華大學出版社。

Tanenbaum AS, Operating System Design and Implementation, Prentice-Hall, 1987。郭玉東，《Linux操作系統結構分析》，西安電子科技大學出版社，2002。湯子贏，《計算機操作系統》，西安電子科技出版社，2000。