《计算机操作系统原理》教学大纲
一、课程的性质、地位：
《计算机操作系统原理》是大学计算机专业的核心专业课程。通过系统学习计算机操作系统原理的基本理论与基本概念以及相关的操作系统的内涵，重点掌握操作系统进程管理、处理机调度、存储管理、设备管理和文件系统。基本知识与基本原理，掌握操作系统在计算机专业中的重要作用。为今后进一步学习计算机知识和技术打下良好的基础。
二、教学目的及要求
为了使本专业学生系统、深入地掌握计算机有关知识，为信息系统的分析和开发打下良好的基础，特开设此课程。本课程要求学生掌握操作系统的基本特征、发展过程、功能及操作系统的结构设计；了解作业管理和用户接口；了解进程和线程的基本概念、同步与通信、调度与死锁，以及处理机管理；了解连续式、离散式存储器的管理方式及虚拟存储器；了解设备管理、文件管理、网络操作系统以及操作系统的实例UNIX系统等。本课程是专业基础课，学习本课程前要求学生已学习计算机基本原理程序设计以及数据结构等课程。
三、课程教学目标：
《计算机操作系统原理》是计算机专业的核心必修课，通过《计算机操作系统原理》课程的教学，培养学生掌握计算机操作系统原理，学会使用计算机操作系统的原理来理解计算机的工作，并为进一步深入学习本专业的计算机理论打下坚实的基础。
四、课程教学的基本要求：
教学中，要坚持精讲、多练，原理部分不容易理解，要注意在实际中的应用。提倡任务驱动的教学方法，但要避免教一会一的死板教学。要以学生为中心，培养学生探究的能力，鼓励同学之间的讨论和交流，达到全面提高学生能力的目标。
五、本课程与相关课程的联系：
本课程属于专业核心课，其任务是使学生掌握计算机操作系统的原理知识及其应用，学习和掌握操作系统中的经典算法，为今后其他专业课的学习做好准备。
六、实践教学要求：
上机实验是学习计算机必不可少的实践环节，主要目的是锻炼和培养学生对原理和经典算法的验证。通过学习，学生应能够掌握计算机操作系统中进程管理、处理机调度、存储管理、设备管理和文件系统。实验课时课为10课时。
七、课程教学内容：（以*方式注明重点、难点） 第一章 操作系统概述（3学时）
教学基本要求：
1.了解操作系统的形成过程，建立操作系统的整体概念， 2.熟悉操作系统的基本类型和服务方式。 3.掌握操作系统的定义、特征和功能。 第一节 操作系统的定义
一、操作系统的虚拟机观点
二、操作系统的资源管理观点
三、操作系统的用户服务观点
四、操作系统的进程管理观点 第二节 操作系统的形成过程
一、人工操作阶段
二、单道批处理阶段
三、多道程序系统阶段
四、进一步发展阶段
第三节 操作系统的基本类型
一、多道批处理系统
二、分时系统
三、实时系统
四、通用操作系统
第四节 操作系统的特征
一、并发
二、共享
三、虚拟
四、异步行
第五节 操作系统的服务
一、操作系统的公共服务
二、操作系统的服务方式 第六节 操作系统的功能
一、用户接口
二、处理机管理
三、存储管理
四、设备管理
五、文件管理
第七节 操作系统的结构
一、整体式系统
二、层次式系统
三、客户/服务器系统
第二章 操作系统用户接口*（3学时）
教学基本要求：
1.了解用户接口的类型及各种接口的实现方法，尤其是图形接口的有关知识 2.熟悉命令接口在不同工作方式下的主要功能，作业和作业管理的基本概念 3.掌握系统调用的定义及其执行过程。
第一节 用户接口概述
一、程序的执行和作业的概念
二、作业管理概述 第二节 命令接口
一、脱机命令接口
二、联机命令接口 第三节 程序接口
一、系统调用概述
二、系统调用类型
三、系统调用过程 第四节 图形接口
第三章 进程管理*（12学时）
教学基本要求：
1.了解进程的引入原因和控制方法，进程互斥与同步的概念，进程间通信的概念，线程的概念及其与进程的关系。
2.进程互斥与同步中的信号量机制及pv操作的定义和物理意义，进程通信的类型和方法，消息缓冲通信的实现过程。
3.掌握进程的定义和特征，进程互斥与同步的机构和方法，能用信号量机制解决进程互斥同步问题。
第一节 进程的基本概念
一、进程的引入
二、进程的定义和特征 第二节 进程的描述
一、进程控制块
二、进程控制块的组织方式 第三节 进程状态及其转换
一、进程的基本状态
二、进程基本状态的转换 第四节 进程控制
一、进程控制机构
二、进程控制原语 第五节 进程同步与互斥
一、互斥的概念
二、进程同步的概念
三、互斥与同步机制
四、用PV原语实现互斥与同步的方法
五、用PV原语解决经典的互斥与同步的方法 第六节 进程间通信
一、进程间通信的类型
二、消息传递
三、消息传递的实例——消息缓冲通信 第七节 线程的概念
一、线程的引入和定义
二、线程的属性和状态
三、进程与线程的比较
第四章 处理机调度*（12学时）
教学基本要求：
1.了解各级调度的功能，各种系统的调度模型。
2.掌握各调度的算法，及平均周转时间和平均带权周转时间的计算。
3.掌握先来先服务、短作业优先、时间片轮转、优先级和多级反馈队列调度算法 第一节 调度的存次与分类
一、调度的层次
二、调度的分类
第二节 调度算法的设计目标和性能
一、设计目标
二、性能指标 第三节 调度算法
一、先来先服务调度算法
二、短作业优先调度算法
三、高相应比优先调度算法
四、时间片轮转调度算法
五、优先级调度算法
六、多级反馈队列调度算法 第四节 实时系统调度
一、实现实时调度的基本条件
二、实时调度的分类
三、常用的几种实时调度算法
第五章 死锁及其对策（3学时）
教学基本要求：
1.了解死锁问题在操作系统中的危害及死锁产生的原因。
2.熟悉死锁及死锁定理的概念，死锁问题的解决途径及死锁预防、避免、检测和恢复的方法。
3.掌握死锁产生的必要条件、资源分配图的化简和银行家算法的使用。 第一节 死锁的概念
一、资源
二、死锁定义
第二节 死锁的产生及对策
一、死锁产生的原因
二、死锁产生的必要条件
三、死锁的描述
四、处理死锁的方法 第三节 死锁的预防
一、破坏互斥条件
二、破坏占用并等待条件
三、破坏不剥夺条件
四、破坏环路等待条件 第四节 死锁的避免
一、系统状态的安全性
二、银行家算法
三、银行家算法举例 第五节 死锁的检测和解除
一、利用资源分配图检测死锁
二、利用死锁检测算法检测死锁
三、死锁的恢复
第六章 存储管理*（6学时）
教学基本要求：
1.了解各种不同的存储管理方式以及它们的优缺点和适用场合。
2.熟悉各种存储管理方式所需的软、硬件支持以及各种算法的基本思想和实现方法。3.掌握存储管理的目的和功能、存储器的分配方式等基本概念，虚拟存储器的概念，各种虚拟管理方法的基本思想、实现原理和地址变换过程。
第一节 存储管理的基本概念
一、存储器的层次
二、地址重定位
三、存储管理的目的和功能
四、存储分配方式 第二节 存储管理技术
一、单一连续区管理
二、固定式和可变式分区存储管理
三、可重定位分区存储管理
四、分区的存储保护
第三节 虚拟存储系统的基本概念
一、虚拟存储器
二、实现虚拟存储器的基本原理
三、高相应比优先调度算法 第四节 分页存储管理
一、的实现原理
二、简单分页存储管理
三、请求式分页存储管理
四、请求式调页存储器管理的页眉置换算法
五、页面抖动和工作集模型
六、页面保护
七、页式存储器管理的优缺点 第五节 请求分段存储管理
一、段式存储器管理的基本思想
二、段式存储器管理的实现原理
三、段的共享与保护
四、分段与分页的区别与联系
五、段式存储器管理的优缺点 第六节 段页式存储管理
一、段页式存储管理的基本思想
二、段页式存储管理的地址变换过程
三、段页式存储管理的优缺点
第七章 设备管理（3学时）
教学基本要求：
1.了解操作系统的形成过程，建立操作系统的整体概念， 2.熟悉操作系统的基本类型和服务方式。 3.掌握操作系统的定义、特征和功能。
7．1 概述
7．2 设备管理的实现技术 7．3 设备管理软件的层次 7．4 虚拟设备
7．5 磁盘驱动调度
第八章 文件系统*（6学时）
教学基本要求：
1.了解操作系统的形成过程，建立操作系统的整体概念， 2.熟悉操作系统的基本类型和服务方式。 3.掌握操作系统的定义、特征和功能。
8．1 文件系统概述
8．2 文件的逻辑结构及其存取方法 8．3 文件的物理结构及其存取方法 8．4 文件存储空间管理 8．5 文件目录管理
8．6 文件系统的安全性
8．7 文件的操作与使用
第九章 Windows NT（3学时）
教学基本要求：
1.了解操作系统的形成过程，建立操作系统的整体概念， 2.熟悉操作系统的基本类型和服务方式。 3.掌握操作系统的定义、特征和功能。
9．1 系统结构
9．2 Windows NT内核 9．3 虚拟内存管理 9．4 对象管理程序 9．5 I/O系统 9．6 文件系统
四、教材
《操作系统》，刘滕红主编，科学出版社，2004
五、主要参考资料
1.《操作系统》.孟庆昌.电子工业出版社.2004年5月第一版 2.《操作系统》.凤羽翚等.电子工业出版社.2004年3月第一版 3.《计算机操作系统》.张尧学，史美林.清华大学出版社.2000年8月第二版
4.《操作系统原理与实例分析》.蒲晓蓉等.机械工业出版社.2004年6月
六、成绩评定
期末考试占50％，作业占30％，考勤及课堂成绩占10％，上机实习占10％
