《操作系统》教学大纲(1).doc

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1、操作系统教学大纲课程代号：060106304英文名称：Operating Systems预修课程：程序设计初步、汇编语言、数据结构、计算机原理总学时数：48学时，其中讲授42学时，课内上机6学时。学 分：3教学对象：计算机科学与技术专业本科学员开课学期：第5学期一、课程性质、地位和任务操作系统是计算机专业的重点课程，是一门理论与实践紧密结合的课程。学好该课程对认识整个计算机系统的工作机理有着重要的作用。 本课程主要介绍操作系统的功能及结构，一些基本的算法；以多道程序设计技术为基础，介绍构成系统的各子系统的工作原理及设计方法。要求学生通过学习上述知识，能具备较好的操作系统应用，维护、管理能力。二

2、、教学内容和要求（一）绪论内容和要求：了解操作系统的发展过程；理解操作系统类型及功能。重点：各种概念、技术的引入；操作系统的功能、特点。（二）中断系统内容和要求：理解中断的概念，掌握中断处理的一般过程；掌握用户与系统的接口，界面。重点：中断概念及处理的一般过程，系统调用处理；命令解释程序。（三）进程管理内容和要求：了解作业、作业管理、作业调度的基本概念；掌握进程描述、进程状态、进程控制、进程调度、作业与进程的关系。重点：进程表示，进程的创建与结束，进程状态变化，进程切换，进程调度时机及算法，操作系统运行模型。（四）并发进程内容和要求：了解并发程序的表示及实现思想；理解进程的同步与互斥；掌握进程

3、通讯。重点：并发程序的基本表示法；运用信号量控制进程的同步与互斥编程。（五）存储管理内容和要求：了解与掌握各类存储管理方法的实现原理，理解存储保护与共享的实施方法及性能。重点：多道连续可变划分方法的实现原理；页式及页式虚存的实现原理，共享与保护的实施方法，常用的页面替换算法。（六）设备管理内容和要求：了解常见设备；掌握I0控制和I0管理中的常用技术；设备管理子系统。重点：I0控制方式；I0设备管理常用技术；驱动程序功能。（七）文件系统内容和要求：理解文件的逻辑与物理结构；掌握文件的目录结构；理解文件的使用与控制；文件保护；文件管理子系统。重点：文件的表示与存储管理；树型与无环图目录结构；主要的

4、文件系统调用；文件的保护方法。（八）死锁内容和要求：理解死锁的基本概念；理解死锁的防止、避免、检测及恢复。重点：死锁的防止的各种手段，死锁检测方法。（九）多处理机与线程内容和要求：理解线程概念；掌握线程实现方法；线程调度。重点：线程与进程的区别；不同的线程实现方法；线程调度算法。（十）分布式操作系统内容和要求：了解多机分布式系统的概念及基本技术。三、教学组织和实施（一）课时分配章学时数章学时数一2六4二4七4三6八4四7九4五6十1（二）上机实验内容与要求学时：6学时设备：PC机内容和要求：实验：以Linux为平台,用C语言开发出一个远程作业系统.实现由客户方进程接受作业,并提交给服务方进程,

5、服务方进程启动作业运行,再把结果返回用户方进程的功能.让学生自己设计进程关系结构,自选进程通讯手段,鼓励学生扩展远程作业系统的功能,如支持多作业提交,异步作业提交,后台作业状态获取等.培养学生使用,开发操作系统的能力.四、对教学方法和教学手段的建议本课程是一门理论性、实践性和技术性很强的课程。以课堂讲授为主，采用多媒体教学手段，重视上机实践，重点培养学生使用操作系统系统调用编程的能力。五、考核方式笔试：70%上机实习：20%平时作业：10%六、教材和参考书（一）教 材:1. 操作系统原理（第二版），邹鹏，罗宇等编著，国防科技大学出版社，2000.62. Modern Operating Sys

6、tems (second edition), Andrew S. Tanenbaum, Prentice hall ,2001（二）参考书：3. Operating system internals and design principles, William Stalling，Prentice hall,1998操作系统课程设计教学大纲执笔人 罗 宇 副教授 审阅人 徐锡山 教授课程代号：060106320英文名称：Operating System Practice预修课程：操作系统、算法设计与分析总学时数：32学时，其中讲授22学时，课内上机10学时。学 分：2教学对象：计算机科学与技术专

7、业本科学员开课学期：第5学期一、课程性质、地位和任务Linux操作系统以其开放性,可移植性,多用户多任务等特点,已成为当今世界的主流操作系统,通过对本课程的学习,要求学生能掌握Linux系统结构,实现机理,和各种典型算法,系统地了解操作系统的设计和实现思路。运用内核开发环境实现对内核的修改,并了解Linux的发展动向和趋势.二、教学内容和要求（一）导论内容和要求：了解UNIX的发展过程；掌握UNIX，Linux的系统结构。重点：Linux的体系结构。（二）文件系统内容和要求：理解文件系统的层次结构,掌握高速缓存管理和磁盘管理的基本思想和算法,掌握文件系统系统调用的处理算法和运用技巧。重点：高速

8、缓存思想和文件系统结构。（三）进程管理内容和要求：理解进程表示和模态转换,状态转换;掌握进程上下文切换机制;掌握软中断机制的实现机理和作用;掌握进程调度的基本思想;熟练应用进程相关的系统调用。重点：进程的创建与结束，进程调度与切换，软中断机制。（四）存储管理内容和要求：掌握页式虚存系统的实现机理，理解进程存储空间的表示,实现和管理。重点：虚存的实现和管理。（五）设备管理内容和要求：理解I/O子系统的结构,用户使用设备系统调用接口,操作系统与驱动程序的接口;了解磁盘驱动程序和中断驱动程序结构。重点：I0子系统结构；驱动程序接口。（六）进程间通讯内容和要求：理解IPC机制的实现机理,掌握套接字网络

9、通讯原理,掌握各种通讯方式的运用。重点：IPC内部机制和BSD套接字.（七）实验设计内容与要求：讲述操作系统课程设计的要求。操作系统课程设计的实现步骤。操作系统原码的内部结构。操作系统课程设计的设计方法。Linux内核开发环境。重点：课程设计的设计步骤与设计方法.三、教学组织和实施（一）课时分配：22学时章节课时章节课时一2四2二8五2三6六2（二）上机实验内容与要求设计及实验课为10学时。以Linux为实验平台,进行源代码分析与修改.（1）分析研读Linux源代码,主要从基本的操作系统系统调用实现入手。i. 设计一个新的系统调用或修改现有的系统调用.如增加获取进程有关信息的系统调用或修改系统

10、有关参数的系统调用。ii. 重新编译内核。（2）能够利用内核开发环境调试操作系统模块。在调试所设计的操作系统模块的过程中要求达到：l 能熟练地使用开发工具。l 能独立解决设计中所存在的问题及分析产生问题的原因。l 培养大型软件开发的规范性。（3）写出课程设计报告l 写出操作系统有关系统调用的实现原理和流程。l 写出新设计思想和数据结构，流程的变动。实验举例:（1）.open系统调用的处理过程分析（2）.进程调度算法分析（3）.IPC相关系统调用处理过程分析（4）.socket系统调用处理过程分析（5）.ioctl系统调用命令增加实验（6）.操作系统功能的用户态程序实现。如用户管理，文件管理，网

11、络管理等。四、对教学方法和教学手段的建议本课程是一门系统性,技术性很强的课程。以课堂讲授和上机实验齐头并重，重点培养学生操作系统系统设计的能力。要求：每十个学生配一个辅导教员,每星期让学生作一次报告,指导并监督完成课程设计，重点注重培养学生的分工合作设计及分析问题的能力。五、考核方式笔试：50%上机实习：50%六、教材和参考书（一）教材Linux操作系统内核实习, 潘登译, 机械工业出版社，2002.1（二）参考书：1. Linux操作系统内核分析, 陈莉君编著,人民邮电出版社 2000.32. Unix操作系统设计, 陈葆钰等译 机械工业出版社 2000.43. Unix高级教程-系统技术内幕聊鸿斌等译 清华大学出版社 1999.54. Linux源码 http:/lxr.linux.no/source