《操作系统教学大纲》课程教学大纲.docx

《操作系统》教学大纲 一、课程概述 课程名称 操作系统 英文名称 Operating System 课程性质 专业基础课 课程代码总学时 56 理论40+实验16 学分 3 开课学期 第六学期 先修课程 程序设计、数据结构、计算机组成原理 适用专业 网络工程 开课单位 计算机与电气工程学院 二、课程简介 《操作系统》是计算机类专业的必修课程，旨在全面系统地介绍操作系统的体系结构、设计机理及实现方法和技术，包括系统调用与接口、处理器调度及进/线程控制、同步与通信机制、死锁处理、基于分区/分页/分段的内存管理及虚拟存储、设备管理、文件系统等，从而培养学生在操作系统设计方面的理论基础及技术素养。 三、学习目标 按照计算机与电气信息类专业人才培养要求，参照各专业培养方案中课程体系与培养要求的对应关系矩阵，通过《操作系统》课程的学习，学生在知识、能力和素质培养等方面应该达到下列要求： 学习目标1. 理解操作系统的基本概念、特性、功能组成及体系结构，能将相关知识用于计算机应用系统解决方案的对比，并进行优化改进；（对应指标点1.4） 学习目标2. 掌握操作系统内核中关于处理机管理、内存管理、设备管理和文件系统的基本设计原理、方法与技术，培养学生分析、设计、开发、移植和维护计算机系统软件的综合素养；（对应指标点3.2） 学习目标3. 引导学生应用信号量机制及各类调度算法进行计算机编程问题的分析、建模、设计、编码和测试，逐步具备应用操作系统核心方法和技术解决计算机系统工程领域复杂问题的能力；（对应指标点4.1） 学习目标4. 引导学生认识到计算机网络技术发展的快速性及应用领域的多样性和必要性，具有自主学习和终身学习的意识；（对应指标点12.1） 四、学习目标对毕业要求指标点的支撑 表4-1 学习目标对毕业要求指标点的支撑 毕业要求 毕业要求指标点 学习目标 1 2 3 4 1工程知识 1.4 能将相关知识用于计算机应用系统解决方案的对比，并进行优化改进。 H 3设计/开发解决方案 3.2 能针对特定需求进行系统设计和模块设计，不断优化设计，并在设计中体现创新意识； H 4 研究 4.1能基于计算机基本原理和专业知识，研究分析问题的解决方案和实验方法； M 12 终身学习 12.1能认识到计算机网络技术发展的快速性及应用领域的多样性和必要性，具有自主学习和终身学习的意识 M 注：分别用“H、M、L”对应表示“高、中、低”支撑。 教学内容、课程思政及实施手段 表5-1理论课教学内容与进度要求 小节内容 要求 具体要求 学生成果 学习目标 学时 一、操作系统概述 1、操作系统的定义及作用 认知 操作系统的定义及其在计算机系统中的位置 了解操作系统的基本概念，建立对操作系统的基本认识 1 1 2、操作系统的形成和发展 认知 操作系统的主要发展阶段及代表性的操作系统 1 1 3、操作系统的类型和功能 认知 几个经典的操作系统类型，操作系统主要功能 1 1 二、用户界面 1、作业的概念及组织 认知 作业的定义，作业控制块 了解作业的基本概念 1 1 2、命令控制界面 认知 命令语言，用户接口的发展历程 对命令控制界面的发展过程有一定认识 1 1 3、系统调用 理解 系统调用的功能及原理 理解系统调用的执行过程 1、2 1 三、进程管理 1、进程的基本概念 理解 程序的并发执行，进程的定义、进程PCB结构 理解并发的含义以及与并行的区别 1、2 2 2、进程控制 分析 进程状态及转换，原语的概念，创建、撤销、阻塞及唤醒原语 能够正确分析进程状态转换关系 1、2 2 3、进程同步机制 综合 进程互斥、进程同步，信号量及PV操作，经典同步问题 综合运用PV操作解决实际的同步问题 1、2、3 4 4、进程通信 理解 进程通信的几种方式，邮箱机制、消息缓冲机制 理解进程通信的原理及方法 1、2、4 1 5、死锁问题 设计 死锁的概念，产生死锁的必要条件，银行家算法 能用编程语言对银行家算法进行模拟 1、2、3 2 6、线程 理解 线程的概念，线程控制块，线程的执行特性 理解线程与进程的区别与联系 1、2 1 四、处理机调度 1、调度的层次及准则 理解 处理机调度的三个层次，调度的目标和准则 理解处理器调度目标的矛盾性 1、2 1 2、作业调度 设计 计算作业调度的平均周转时间，常见的作业调度算法 能对常见的作业调度算法进行模拟 1、2、3 2 3、进程调度 分析 进程调度的时机与过程，常见的进程调度算法 运用进程调度算法分析实际问题 1、2 1 五、内存管理 1、内存管理概述 认知 内存管理的作用，常见的内存管理方案 了解基本的内存管理方案 1,2 1 2、分区式内存管理 理解 分区式管理的基本原理，最先/最佳/最坏适应算法，碎片问题 理解三