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《操作系统原理》课程教学大纲
制定(修订)人: 李灿平、郭亚莎 制定(修订)时间: 2006年 7 月 所在单位: 信息工程学院 一、课程基本信息
课程代码 课 中文名称 程 名 称 英文名称 学 分 数 开课单位 适用专业 先修课程 选用教材 2.5 总学时数 0501C308 课程性质 操作系统原理 The Principles of Operating System 40 讲课学时 信息工程学院 信息工程、电子信息科学与技术 计算机C++语言或C语言、微机原理及及接口技术、数据结构 《计算机操作系统教程》（第2版） 张尧学，史美林编著 清华大学出版社，2002年8月第2版 1. 《计算机操作系统》（第2版） 汤子瀛，哲风屏，汤小丹编著 西安电子科技大学出版社，2001年8月 2. 《操作系统实用教程》 任爱华主编 清华大学出版社， 2001年8月 3. 《UNIX技术—系统程序设计篇》 刘祖亮编著 电子工业出版社，2000年3月第1版 4. 《计算机操作系统教程》（第2版）习题解答与实验指导 张尧学编著 清华大学出版社，2002年8月 闭卷考试 操作系统是现代计算机系统中不可缺少的基本系统软件，是管理和控制计算机系统中的所有软、硬件资源，是计算机系统的灵魂和核心，同时它也为计算机用户提供一个方便灵活、安全可靠的工作环境。因此，学习并掌握计算机操作系本课程在 专业课程 体系中的 地位和作用 统的基本原理和操作方法，不仅对计算机相关专业的学生和研究人员是必要的，而且对一般计算机应用人员也是非常有益的。 通过本课程的学习，要求学生理解并掌握操作系统的基本内容，掌握实现进程管理、处理机管理、文件系统和设备管理以及文件系统管理的各种原理和方法，掌握用户接口的使用方法，熟悉UNIX系统或Linux系统。这对学生以后的软硬件的学习与应用开发奠定宽厚的基础。
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专业选修课 34 实验学时 6 主要教学 参考书 考核方式
二、课程内容与学时分配表 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 章 节 内 容 绪论 操作系统用户界面 进程管理 处理机调度 存储管理 进程与存储管理示例 文件系统 设备管理 文件和设备管理示例 面向对象操作系统的设计 讲 课 2 4 6 5 5 4 4 2 2 自学 34 学 时 分 配 实 验 其 他 2 4 6 40 合 计 机 动 总 计 三、教学内容及基本要求 第一章 绪论
本章简要介绍操作系统的基本概念、功能、分类以及发展历史。同时讨论研究操作系统的几种观点。
§1.1 操作系统的概念
本节介绍操作系统的基本概念，什么是操作系统以及操作系统与硬件软件的关系。 本节重点：操作系统与硬件软件的关系。
本节要求学生理解什么是操作系统，掌握操作系统与硬件软件的关系。 §1.2 操作系统的历史
本节按器件工艺介绍操作系统的发展历史。 本节重点：多道程序系统的概念。
本节要求学生了解操作系统的发展历史，理解多道程序系统概念。 §1.3 操作系统的基本类型
本节介绍常见的操作系统的类型、特点及适用的对象。 本节重点：批处理操作系统、分时系统、实时系统。 本节要求学生掌握上述三大操作系统的特点及适用对象。 §1.4 操作系统功能
本节简单介绍操作系统的五个功能。处理机管理，存储管理，设备管理，信息管理（文件系统管理）和用户接口。
本节要求学生了解上述功能。 §1.5 计算机硬件简介
本节简单介绍计算机硬件系统。 本节要求学生自修。
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§1.6 算法的描述
本节介绍操作系统管理计算机系统的有关过程所用的描述算法。 本节要求学生掌握本书所采用的描述算法。 §1.7 研究操作系统的几种观点
本节介绍研究操作系统的几种观点。系统管理的观点，用户界面观点和进程管理观点。 本节要求学生了解上述三种观点。
第二章 操作系统用户界面
本章主要讨论操作系统的两个用户接口，并以UNIX系统为例，简单介绍用户接口的使用操作方法。
§2.1 作业的基本概念
本节介绍作业的基本概念，什么是作业及作业组织（结构）。 本节重点：作业的基本概念。
本节要求学生掌握作业的基本概念，了解作业的组织。 §2.2 作业的建立
本节介绍作业的几种输入方式和作业的建立过程。
本节重点：联机输入方式和Spooling系统，作业控制块PCB和作业的四个阶段。
本节要求学生了解作业的几种输入方式，理解Spooling系统，掌握作业建立的过程内容。理解作业的四个基本阶段。提交、后备、执行以及完成阶段。
§2.3 命令控制界面接口
本节介绍操作系统为用户提供的命令接口界面。介绍命令接口的两种使用方式。讨论联机方式下操作命令的分类。
本节重点：命令接口的使用方式。
本节要求学生理解命令接口的作用和使用方式。了解联机方式下操作命令的分类。 §2.4 系统调用
本节介绍操作系统提供给编程人员的唯一接口，系统调用。同时讨论系统调用的分类。 本节重点：编程人员通过系统调用使用操作系统内核所提供的各种功能和系统调用的处理过程。 本节要求学生了解系统调用的分类、理解系统调用的功能、掌握系统调用的处理过程。 §2.5 UNIX用户界面
本节简单介绍UNIX系统的发展历史和特点以及UNIX系统结构。同时讨论UNIX操作命令和系统调用的分类功能和使用方法。
本节重点：UNIX系统的特点。
本节要求学生了解UNIX系统的发展史，掌握UNIX系统的特点，理解UNIX系统操作命令和系统调用的功能。
第三章 进程管理
本章详细介绍进程和线程管理的有关概念和技术。 §3.1 进程的概念
本节介绍进程的基本概念。通过程序的并发执行，引出进程具有并发性特征的概念。同时讨论进程的各式各样的定义以及作业和进程的关系。
本节重点：进程的特征。
本节要求学生了解程序的并发执行，掌握进程的特征。 §3.2 进程的描述
本节介绍进程的静态描述以及进程上下文结构。 本节重点，进程的上下文结构。
本节要求学生理解进程的静态描述内容，掌握进程控制块PCB的作用和进程上下文结构。
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§3.3 进程状态及其转换
本节介绍进程的三个基本状态，执行状态，等待状态和就绪状态以及进程状态的扩充。同时介绍进程状态的转换过程。
本节重点：进程的三个基本状态。
本节要求学生理解进程的状态及转换过程，掌握进程的三个基本状态及转换过程。 §3.4 进程控制
本节介绍进程的创建与撤消、阻塞与唤配过程。同时介绍原语的概念。 本节要求学生了解什么是原语，理解并掌握上述过程。 §3.5 进程互斥
本节介绍由于进程的并发特性引起的进程对资源的竞争以及由资源竞争引起的对进程执行速度的直接制约和间接制约。间接制约就是进程互斥。
本节同时介绍信号量和P、V原语，讨论互斥的几种实现方法。
本节要求学生理解间接制约的原因，掌握临界资源的概念，掌握P、V信号量的定义，掌握实现互斥的方法。重点掌握用P、V原语操作实现互斥的方法。
§3.6 进程同步
本节介绍同步概念以及利用P、V原语操作实现同步的方法。同时讨论生产者—消费者问题。 本节重点：用P、V原语操作实现同步。
本节要求学生理解直接制约的原因，掌握用P、V原语操作实现同步的方法，理解生产者——消费者问题的描述。
§3.7 进程通信
本节讨论进程通信的几种方式，并以UNIX系统为例，介绍管道通信的实现过程。 本节重点：消息缓冲机制。
本节要求学生了解实现进程通信的方法，掌握消息缓机制和管道通信的控制过程。 §3.8 死锁问题
本节介绍死锁的基本概念，什么是死锁，死锁的原因以及死锁的排除方法。 本节重点：产生死锁的必要条件。
本节要求学生理解死锁的概念，掌握产生死锁的必要条件，了解死锁的排除方法。 §3.9 线程
本节介绍为提高操作系统的执行效率而引入的线程概念。什么是线程、线程的适用范围，线程的分类以及线程的执行特性。
本节重点：线程的基本概念和线程的执行特性。
本节要求学生掌握线程的基本概念和线程的执行特性，理解线程的运用范围和分类。
第四章 处理机调度
本章主要介绍处理机管理的功能以及处理机管理的调度策略与算法。 §4.1 分级调度
本节介绍处理机调度的分级。
本节重点：处理机调度的功能及分级。
本节要求学生理解处理机的功能和分级，掌握作业调度和进程调度，线程调度。 §4.2 作业调度
本节讨论作业调度的功能以及作业调度的目标和性能衡量。 本节重点：作业调度的功能。
本节要求学生掌握作业调度的功能和性能衡量指标。了解作业调度的实现过程。 §4.3 进程调度
本节讨论进程调度的功能及实现方法。同时简单介绍进程调度性能的评价方法。 本节重点：进程调度的功能和实现过程。
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