《操作系统》教学大纲

课程名称：	操作系统
课程编号：	408015	420013	436016
适用专业：	计算机科学与技术	网络工程	软件工程
课程类别：	专业必修课	专业必修课	专业必修课
课程学分：	3.5
总学时：	64
其中：理论学时	48
实验学时	16
先修课程：	C语言程序设计、面向对象程序设计、数据结构

一、课程的性质、目的与任务

操作系统是计算机系统中最重要的系统软件，操作系统质量的好坏，直接影响整个计算机系统的性能和用户对计算机的使用。一个精心设计的操作系统能极大地扩充计算机系统的功能，充分发挥系统中各种设备的使用效率，提高系统工作的可靠性。

《操作系统》课程是计算机各本科专业的一门专业必修课程。通过学习使学生了解计算机操作系统的发展特点、设计技巧和方法；掌握操作系统的基本原理及组成；掌握操作系统的基本概念和相关的概念、术语；掌握操作系统的五大基本管理过程，掌握操作系统的基本算法；熟悉计算机操作系统(Windows和Linux)基本的操作与使用。

通过本课程的学习，要求学生达到:

1．熟练掌握计算机操作系统的基本特性、主要功能和操作系统的结构设计

2．掌握进程管理、处理机调度与管理、存储器管理、设备管理、文件管理等基本内容与实现方法。

3．了解Linux和Windows2003操作系统中所使用的相关控制技术

二、课程教学基本内容与要求

第一章 操作系统概论

（一）基本教学内容

1.1 操作系统概观

1.2 操作系统的形成与发展

1.3 操作系统的基本服务和用户接口

1.4 操作系统结构和运行模型

1.5 流行操作系统简介

（二）基本要求

教学目的：掌握计算机操作系统的基本概念、理解操作系统的形成与发展过程、掌握操作系统所提供的服务与接口类型、了解其结构与运行模型，了解常用的操作系统的基本情况。，

教学重点：重点讲解操作系统的基本特征、主要功能、用户接口与服务

教学难点：操作系统的提供的服务与用户接口、操作系统的结构与运行模型

第二章 处理器管理

（一）基本教学内容

2.1 中央处理器

2.2 中断技术

2.3 进程及其实现

2.4 线程及其实现

2.5 Linux进程与线程

2.6 Windows 2003进程与线程

2.7 处理器调度

2.8 处理器调度算法

2.9 Linux调度算法

2.10 Windows 2003调度算法

（二）基本要求

教学目的：掌握进程的基本概念，中断技术、进程控制，进程通信以及线程的概念，掌握各种进程调度和作业调度算法及其实现方法，了解Linux和Windows2003中的调度算法。

教学重点：进程、线程的概念和控制，各种调度算法及其实现

教学难点：进程与线程的概念与控制方式、中断技术

第三章 同步、通信与死锁

（一）基本教学内容

3.1 并发进程

3.2 临界区管理

3.3 信号量与PV操作

3.4 管程

3.5 进程通信

3.6 死锁

3.7 Linux同步机制和通信机制

3.8 Windows 2003同步机制和通信机制

（二）基本要求

教学目的：理解由进程并发而引起的各种问题及其解决策略（如信号量、管程等），掌握进程之间的通信方法，以及解决死锁的方法，了解Linux和Windows2003中的同步机制和通信机制。

教学重点：信号量、PV操作、进程通信、死锁

教学难点：经典进程同步问题、解决死锁的方法

第四章 存储管理

（一）基本教学内容

4.1 存储器

4.2 连续存储空间管理

4.3 分页存储管理

4.4 分段存储管理

4.5 虚拟存储管理

4.6 Intel x86分段和分页存储结构

4.7 Linux虚拟存储管理

4.8 Windows 2003虚拟存储管理

（二）基本要求

教学目的：了解程序的装入和链接分配方法，掌握连续存储分配与管理方法、分页、分段的存储管理方式以及页面的置换算法。了解Linux和Windows2003中的虚拟存储管理技术。

教学重点：连续存储空间管理，分页、分段存储管理方式及其实现算法、各种分配中的地址转换与保护机制

教学难点：地址转换与保护机制、页面置换算法

第五章 设备管理

（一）基本教学内容

5.1 I/O硬件原理

5.2 I/O软件原理

5.3 具有通道的I/O系统

5.4 缓冲技术

5.5 驱动调度技术

5.6 设备分配

5.7 虚拟设备

5.8 Linux设备管理

5.9 Windows 2003I/O系统

（二）基本要求

教学目的：掌握四种I/O控制方式，缓冲的概念、设备分配策略及SPOOLing技术的实现，了解驱动调度技术、I/O硬、软件原理和Linux和Windows2003中的设备管理技术。

教学重点：四种I/O控制方式，设备分配技术、SPOOLing技术的实现。

教学难点：缓冲的概念，通道技术、SPOOLing技术的实现。

第六章 文件管理

（一）基本教学内容

6.1 文件

6.2 文件目录

6.3 文件组织与数据存储

6.4 文件系统其他功能的实现

6.5 Linux文件系统

6.6 Windows 2003文件系统

（二）基本要求

教学目的：掌握文件的基本概念，目录结构，理解文件的逻辑结构和外存分配方式，掌握文件的功能与实现方法，了解和Linux和Windows2003中文件系统的实现。

教学重点：文件的逻辑结构和外存的分配方式、目录检索、文件管理。

教学难点：文件组织与数据存储、文件共享与保护。

第七章 操作系统的安全与保护

（一）基本教学内容

7.1 安全性概述

7.2 安全策略

7.3 安全模型

7.4 安全机制

7.5 安全操作系统设计和开发

7.6 Linux安全机制

7.7 Windows 2003安全机制

（二）基本要求

教学目的：掌握操作系统安全的基本要求，了解操作系统的安全与保护策略、模型、机制等，了解Linux和Windows2003操作系统中的安全机制。

教学重点：操作系统的安全策略与机制

教学难点：安全模型的建立、安全操作系统设计和开发

第八章 网络和分布式操作系统

（一）基本教学内容

8.1 计算机网络概述

8.2 网络操作系统

8.3 分布式操作系统

8.4 Linux网络体系结构

8.5 Windows 2003网络体系结构和网络服务

（二）基本要求

教学目的：了解网络和分布式操作系统的基本概念与要求，了解Linux和Windows2003操作系统的网络体系结构。

教学重点：网络和分布式操作系统的基本概念与要求

教学难点：网络操作系统的体系结构

三、课程各章节学时分配

四、本课程课外学习与修学指导

由于该课程涉及计算机系统中各种软硬件资源的管理，内容复杂，难度较大，且具有很强的实践性，所以要学好本课程，必须做到理论与实践紧密结合，才能达到较好的学习效果。要求学生多参阅相关书籍，多做练习，多上机实验，掌握操作系统的基本原理、主要算法及其实现过程。

五、本课程考核方式及成绩评定标准

考核方式：闭卷考试

成绩评定方法：本课程的考核是平时成绩、实验成绩和期终考试成绩相结合。具体比例为：上课出勤、作业占20%，实验占20%，期末考试成绩占60%。

其中期未考试总分100分，基础题占50%，中等难度题占40%，较难题占10%。考试题型主要有：选择题、填空题、简答题、计算题、算法题、分析题、综合应用题等。

六、教材及参考书

教材：《操作系统教程》（第4版），孙钟秀主编，高等教育出版社，2008年

主要参考书：

[1]《计算机操作系统》 汤子瀛哲凤屏 汤小丹 编著 西安电子科技大学出版社，2007年

[2]《现代操作系统》（第三版），（荷）Andrew S.Tanenbaum著，陈向群、马洪兵译，机械工业出版社，2009年7月

[3] 《计算机操作系统教程》（第三版），张尧学张尧学，史美林，张高 编著，清华大学出版社出版, 2006年10月

[4]《操作系统原理与应用》（第三版），沈祥玖 李作纬，高等教育出版社，2009年11月

[5]《Linux操作系统实验教程》，费翔林，高等教育出版社，2009年4月

大纲撰写人：羊四清

大纲审阅人： 罗如为

教学副主任： 易叶青

编写日期：2012.6