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《操作系統》教學大綱
學時：68 學時 學分：4 學分
理論學時：52 學時 實驗學時：16 學時
適用專業：計算機科學與技術
大綱執筆人：李炳火 大綱審核人：劉莉
一、 教學大綱說明
1、課程的性質、地位和任務
操作系統是計算機系統中最核心和最底層的軟件，它是計算機系統中各種資源的管理
者和各種活動的組織者、指揮者。它使整個計算機系統協調一致且有效地工作?！恫僮飨到y》
這門課是計算機專業必修的基礎課。其中的方法和技術對從事計算機應用的各類技術人員具
有重要的參考價值。通過這門課程的學習，可以讓學生了解和掌握操作系統對其各種軟硬件
資源的管理方法，體會操作系統是如何為應用程序提供一個方便靈活、安全可靠的工作環境。
將有助于學生對整個計算機系統運作機制的全面理解。
2、課程教學的基本要求
本課程主要講述操作系統的基本工作原理及實現技術，從計算機系統資源管理的觀點
出發，全面介紹了處理機、主存儲器、文件、設備及磁盤的管理方法及實現。詳細描述了操
作系統的重要概念——進程，以及進程并發執行中的同步、通信、死鎖等問題。通過學習使
學生掌握計算機操作系統的基本概念、主要功能、主要組成部分，各個組成部分的不同實現
方法。了解計算機操作系統的發展過程、未來趨勢。通過實驗課，使學生了解基本算法的實
現過程，在實踐中掌握操作系統的基本原理和概念。對常用計算機操作系統(Windows 和
UNIX 或 Linux) 會進行基本的操作使用。
3、課程教學改革
通過剖析某個實用的操作系統（如 UNIX 或 Linux）的內核，使學生了解這種操
作系統是如何對計算機資源進行管理的，以及操作系統的發展趨勢。
二、 教學內容
（一）本課程理論教學內容
第一章 操作系統引論
主要內容：操作系統的目標、作用和模型、操作系統的發展過程、操作系統的特征和
服務、操作系統的功能、操作系統的進一步發展。
重點：操作系統的特征和服務、操作系統的功能。
第二章 進程的描述與控制
主要內容：前驅圖和程序執行、進程的描述、進程控制、線程的基本概念。
重點：進程的描述、進程控制。
難點：進程控制。
第三章 進程的同步與通信
主要內容：進程同步的基本概念、信號量機制、經典進程同步問題、進程通信。
重點：臨界資源、臨界區、軟件解決互斥、硬件解決互斥、信號量機制、進程通信。
難點：經典進程同步問題。
第四章 調度與死鎖
主要內容：調度類型、調度算法、死鎖的概念、原因、產生的必要條件、處理死鎖的
基本方法、安全狀態、銀行家算法、死鎖的檢測與解除。
重點：調度類型、調度算法、死鎖的概念、產生的必要條件、處理死鎖的基本方法、
安全狀態、銀行家算法、死鎖的預防和避免。
難點：銀行家算法、死鎖的預防和避免。
第五章 存儲器管理
主要內容：程序的裝入和鏈接、連續分配存儲管理方式、分頁存儲管理方式、分段存
儲管理。
重點：動態分區分配、分頁存儲管理方式、分段存儲管理。
難點：分頁存儲管理方式。
第六章 虛擬存儲器
主要內容：虛擬存儲器的基本概念、請求分頁存儲管理方式、頁面置換、請求分頁系
統的性能分析、請求分段存儲管理方式。
重點：虛擬存儲器的基本概念、請求分頁存儲管理方式、頁面置換、請求分段存儲管
理方式。
難點：頁面置換算法。
第七章 設備管理
主要內容：I/O 系統的組成、控制方式、緩沖管理、設備分配、SPOOLING 技術、設
備處理。
重點：I/O 控制方式、緩沖管理、SPOOLING 原理、設備分配。
難點：設備分配。
第八章 文件系統
主要內容：文件和文件系統、文件邏輯結構、目錄管理、文件共享、文件保護。
重點：文件邏輯結構、目錄管理、文件共享、文件保護。
難點：目錄管理、文件保護。
第九章 磁盤存儲器管理
主要內容：磁盤 I/O、外存分配方法、空閑存儲空間的管理、磁盤容錯技術、文件系
統性能的改善、數據一致性控制
重點：磁盤調度算法、外存分配方法、空閑存儲空間的管理。
難點：外存分配方法、空閑存儲空間的管理。
第十章 UNIX 進程控制子系統與文件子系統
主要內容：進程描述、控制與調度、存儲器管理、設備緩沖管理、設備處理程序、文
件目錄管理、文件系統的系統調用。
（二）本課程實驗內容
實驗一：模擬進程調度，用時間片輪轉調度算法、優先權調度算法實現進程調度。
學時：4 學時。
目的：通過實驗了解和掌握進程的組織管理、進程的各種調度算法。
要求：用高級語言實現調度算法。
實驗二：模擬存儲器管理中的動態分區分配，分別用首次適應算法、最佳適應算法實
現內存的分配、回收及緊湊功能。
學時：4 學時。
目的：通過實驗了解和掌握內存的組織管理、內存的動態分區分配算法。
要求：用高級語言實現內存的動態分區分配算法。
實驗三：模擬頁式虛擬存儲器管理中硬件的地址變換和缺頁中斷，并用 FIFO 算法和
LRU 算法處理缺頁中斷。
學時：4 學時。
目的：通過實驗了解和掌握頁式虛擬存儲器管理中缺頁中斷的頁面置換算法。
要求：用高級語言實現 FIFO 算法和 LRU 算法。
實驗四：模擬采用二級目錄結構的磁盤文件系統中的文件操作，包括：建立文件、打
開文件、關閉文件、讀文件、寫文件和撤消文件。
學時：4 學時。
目的：通過實驗了解和掌握磁盤文件系統中文件目錄的組織管理和文件操作。
要求：用高級語言實現文件建立、打開、關閉、讀、寫、撤消操作。
（三）課程考核方式、方法
理論教學內容的考核：閉卷筆試。
實驗教學內容的考核：實驗報告。
三、 參考書目
湯子瀛，哲鳳屏，湯小丹著，《計算機操作系統》西安電子科技大學出版社。2000 年第二版。
ANDREW S. TANENBAUM, ALBERT S. WOODHULL 著，《操作系統：設計與實現》電子
工業出版社。2000 年第二版。
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