计算机操作系统大纲

《操作系统》课程大纲操作系统课程大纲一、引言操作系统的定义与作用操作系统的发展历程二、操作系统基本概念1. 操作系统的定义和功能2. 操作系统的组成和体系结构3. 进程和线程4. 内存管理5. 文件系统三、操作系统的进程管理1. 进程管理的基本概念2. 进程的状态与转换3. 进程的调度算法4. 进程同步与通信5. 死锁的预防与解决四、存储管理1. 存储管理的基本概念2. 内存管理的组织与分配3. 虚拟内存管理4. 页面置换算法与性能优化五、文件系统与输入/输出管理1. 文件系统的基本概念2. 文件的逻辑与物理结构3. 文件系统的实现与优化4. 输入/输出系统的基本概念与管理六、操作系统安全与保护1. 操作系统安全的基本概念2. 访问控制与身份认证3. 安全漏洞与攻击方式4. 操作系统的保护机制与方法七、实验与案例分析1. 实验一：进程调度算法模拟2. 实验二：页面置换算法模拟3. 案例分析一：操作系统的可扩展性设计4. 案例分析二：操作系统的实时性保障八、教材与参考资料推荐1. 操作系统教材推荐2. 相关研究论文和经典著作推荐九、课程总结与展望1. 本课程的重点知识与技能总结2. 操作系统领域发展趋势展望通过本课程的学习，学生将全面掌握操作系统的基本概念、原理和技术，具备操作系统设计与实现的能力。

同时，通过实验和案例分析，学生将加深对操作系统理论的理解，并培养实际问题解决的能力。

通过本课程的学习，学生将为进一步研究操作系统提供必要的基础。

操作系统是计算机科学与技术专业的重要基础课程，也是计算机领域其他专业课程的重要基础。

通过本课程的学习，学生将为进一步学习相关专业课程奠定基础，提高专业素养。

备注：以上课程大纲仅供参考，实际教学内容可以根据具体情况进行调整和补充。

操作系统教学大纲2015学时：64学时学分：3学分理论学时：48学时实验学时：16学时适用专业：计算机科学与技术一、教学大纲说明1、课程的性质、地位和任务操作系统(OperatingSystem)是当代计算机软件系统的核心，是计算机系统的基础和支撑，它管理和控制着计算机系统中的所有软、硬件资源，可以说操作系统是计算机系统的灵魂。

操作系统课程是计算机专业学生必须学习和掌握的基础课程，是计算机应用人员深入了解和使用计算机的必备知识，是进行系统软件开发的理论基础，也是计算机科学与技术专业的一门理论性和实践性并重的核心主干课程。

2、课程教学的基本要求本课程的目标是使学生掌握现代计算机操作系统的基本原理、基本设计方法及实现技术，具有分析现行操作系统和设计、开发实际操作系统的基本能力。

本课程主要讲述操作系统的基本概念、基本原理及其实现技术，包括处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理等内容。

3、课程教学改革通过剖析某个实用的操作系统(如UNIX或LinUX)的内核，使学生了解这种操作系统是如何对计算机资源进行管理的，以及操作系统的发展趋势。

二、教学内容(一)本课程理论教学内容第一章操作系统引论主要内容：操作系统的目标、作用和模型、操作系统的发展过程、操作系统的特征和服务、操作系统的功能、操作系统的进一步发展。

重点：操作系统的概念、特征和服务、操作系统的功能。

第二章进程管理主要内容：前驱图和程序执行、进程的描述、进程控制、线程的基本概念。

进程同步的基本概念、信号量机制、经典进程同步问题、进程通信。

重点：进程的描述、进程控制。

临界资源、临界区、软件解决互斥、硬件解决互斥、信号量机制、进程通信。

难点：进程控制。

进程同步问题。

第三章处理机调度与死锁主要内容：调度类型、调度算法、死锁的概念、原因、产生的必要条件、处理死锁的基本方法、安全状态、银行家算法、死锁的检测与解除。

重点：调度类型、调度算法、死锁的概念、产生的必要条件、处理死锁的基本方法、安全状态、银行家算法、死锁的预防和避免。

操作系统课程教学大纲一、引言操作系统作为计算机科学和信息技术领域的重要组成部分，对于学习者全面了解计算机系统的运行原理、管理方式和资源调度具有重要作用。

本课程的教学目标是使学生掌握操作系统的基本概念、原理和设计方法，培养学生的系统思维和问题解决能力。

二、课程目标1. 理解操作系统的基本概念和功能，包括进程管理、内存管理、文件系统、输入输出等。

2. 掌握操作系统的设计原则和实现技术，了解多道程序设计、并发控制、死锁处理等核心概念和算法。

3. 熟悉操作系统的应用领域和发展趋势，了解实时操作系统、分布式操作系统和网络操作系统的基本特点。

4. 培养学生的团队合作和实践操作能力，通过实验和项目实践提高学生对操作系统的理解和应用能力。

三、课程安排1. 操作系统概述- 了解操作系统的定义、发展历程和重要性。

- 理解操作系统的功能和基本组成部分。

- 介绍操作系统的分类和应用领域。

2. 进程管理- 介绍进程和线程的基本概念，了解进程的创建、调度和终止。

- 学习进程同步和互斥的方法，包括信号量、互斥量、条件变量等。

- 理解死锁的原因和解决方法，包括银行家算法和资源分配图。

3. 内存管理- 了解内存的层次结构和地址映射技术。

- 学习内存分配和回收的方法，包括连续内存分配、分段式内存分配和分页式内存分配。

- 熟悉虚拟内存的概念和实现机制。

4. 文件系统- 理解文件系统的基本概念和组织方式。

- 学习文件系统的实现技术，包括文件的存储结构、目录管理和文件访问控制。

- 掌握文件系统的缓存管理和磁盘调度算法。

5. 输入输出系统- 了解输入输出设备与计算机系统之间的接口和工作方式。

- 学习输入输出的基本概念和操作方法，包括缓冲区管理、设备驱动程序和中断处理。

- 熟悉输入输出设备的特性和性能评价方法。

6. 操作系统设计和实现- 介绍操作系统的设计原则和实现方法。

- 学习操作系统的内核结构和模块划分。

- 进行实验和项目实践，设计和实现一个简单的操作系统原型。

《操作系统》教学大纲操作系统教学大纲一、引言操作系统是计算机科学中非常重要的一门课程。

本教学大纲旨在介绍操作系统的基本概念、原理和设计等内容，帮助学生深入理解操作系统的工作原理和应用。

二、课程目标1. 了解操作系统的基本概念和发展历史；2. 掌握操作系统的主要组成部分及其功能；3. 理解操作系统的进程管理、内存管理和文件系统等关键原理；4. 掌握常见操作系统的实践应用；5. 培养学生的问题分析和解决能力，以及团队合作和沟通能力。

三、课程内容1. 操作系统概述1.1 操作系统的定义和作用1.2 操作系统的历史演变1.3 操作系统分类和特点2. 进程管理2.1 进程的定义和特点2.2 进程的创建、调度和终止 2.3 进程同步与通信2.4 死锁及其避免与解决3. 内存管理3.1 内存的层次和管理需求3.2 内存分配和回收策略3.3 虚拟内存和页面置换算法3.4 内存保护与共享4. 文件系统4.1 文件系统的基本概念和功能 4.2 目录结构与文件操作4.3 文件系统的实现与管理4.4 文件存储与磁盘管理5. 输入输出管理5.1 输入输出设备的特点和分类 5.2 缓冲区管理和设备驱动程序5.3 文件IO与设备IO的区别和联系5.4 IO性能优化和错误处理6. 操作系统安全6.1 访问控制和权限管理6.2 安全性漏洞与攻击类型6.3 数据加密和防护机制6.4 安全策略和审核措施四、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解介绍操作系统的基本概念和原理；2. 实验演示：通过操作系统实验，让学生了解操作系统的实际应用；3. 课堂讨论：引导学生进行问题讨论和解决方案的思考；4. 团队项目：组织学生进行操作系统设计与实现的团队项目。

五、考核方式1. 课堂作业：布置与课程内容相关的编程或理论作业；2. 实验报告：要求学生完成操作系统实验并撰写实验报告；3. 期中考试：对学生对操作系统的理论知识进行考核；4. 期末项目：要求学生独立或团队完成操作系统设计与实现的项目。

操作系统教学大纲引言：操作系统是计算机系统中的核心软件，负责协调和管理计算机硬件和其他软件资源。

本教学大纲旨在为操作系统课程提供一个全面而结构化的指导，以确保学生能够全面掌握操作系统的原理、设计和实现。

一、课程目标1.深入理解操作系统的基本原理和概念2.掌握操作系统的设计和实现方法3.培养解决实际操作系统问题的能力4.提高学生的问题分析和解决能力二、课程内容1.操作系统概述1.1 操作系统的定义和作用1.2 操作系统的分类和发展历程2.进程管理2.1 进程的概念和特征2.2 进程调度算法2.3 进程同步和互斥3.内存管理3.1 内存管理的基本概念3.2 内存分配算法3.3 虚拟内存管理4.文件系统4.1 文件系统的基本组成4.2 文件的存储和管理4.3 文件系统的调度和优化5.设备管理5.1 设备管理的概述5.2 设备驱动程序的设计和实现5.3 设备的分配和调度6.操作系统的安全性和保护机制 6.1 安全性的基本概念6.2 用户身份验证与权限管理6.3 数据保护和恢复三、教学方法1.理论讲授：通过课堂讲解，介绍操作系统的基本概念和相关理论知识。

2.实践操作：安排编程实践和实验，让学生亲自动手实现一些常用的操作系统功能，以加深对理论知识的理解。

3.案例分析：选取一些实际操作系统问题进行分析和讨论，培养学生解决问题的能力。

4.课堂讨论：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高思维能力和解决问题的能力。

四、教材及参考资料主教材：- 《操作系统教程》高清影印版，陈向群- 《现代操作系统》第3版，Andrew S. Tanenbaum参考资料：- 《操作系统导论与实践》人民邮电出版社，公认的经典教材- 《深入理解操作系统》第3版，Remzi H. Arpaci-Dusseau, AndreaC. Arpaci-Dusseau五、考核方式1.平时表现（30%）：包括课堂参与、作业完成情况等。

2.实验报告（20%）：根据实验内容完成实验报告。

《计算机操作系统》课程教学大纲一. 课程名称操作系统原理二. 学时与学分学时共64学时（52+12+8）其中，52为理论课学时，12为实验学时，8为课外实验学时学分 4三. 先修课程《计算机组成原理》、《C语言程序设计》、《IBM—PC宏汇编程序设计语言》、《数据结构》四. 课程教学目标通过本课程的学习，要达到如下目标：1．掌握操作系统的基本原理与实现技术，包括现代操作系统对计算机系统资源的管理策略与方法、操作系统进程管理机制、现代操作系统的用户界面。

2．了解操作系统的结构与设计。

3．具备系统软件开发技能，为以后从事各种研究、开发工作(如：设计、分析或改进各种系统软件和应用软件) 提供必要的软件基础和基本技能。

4．为进一步学习数据库系统、计算机网络、分布式系统等课程打下基础。

五. 适用学科专业信息大类各专业六. 基本教学内容与学时安排主要内容：本课程全面系统地阐述计算机操作系统的基本原理、主要功能及实现技术，重点论述多用户、多任务操作系统的运行机制；系统资源管理的策略和方法；操作系统提供的用户界面。

讨论现代操作系统采用的并行处理技术和虚拟技术。

本书以Linux系统为实例，剖析了其特点和具体的实现技术。

理论课学时：52学时（48学时，课堂讨论2学时，考试2学时）∙绪论4学时∙操作系统的结构和硬件支持4学时∙操作系统的用户界面4学时∙进程及进程管理8学时∙资源分配与调度4学时∙存储管理6学时∙设备管理4学时∙文件系统6学时∙Linux系统8学时七、教材《计算机操作系统》(第2版)，庞丽萍阳富民人民邮电出版社，2014年2月八、考核方式闭卷考试《操作系统原理》课程中的实验一．实验课时：12+8 (12为实验学时，8为课外实验学时)二．实验目的与要求掌握并熟悉Linux系统的用户界面及使用，包括linux下vi 的使用、c程序的编译和运行。

实现文件拷贝、进程及线程创建、进程同步等功能。

四．实验环境Linux系统五．基本实验内容与学时安排实验1 Linux系统的安装与配置(4学时)(1) 熟悉Linux操作系统的基本安装和配置；(2) 了解Linux操作系统的启动过程和桌面环境；(3) 掌握VMWare虚拟机的使用。

《操作系统》课程教学大纲操作系统课程教学大纲引言：操作系统是计算机科学与技术专业中一门重要的课程，其作为计算机系统的核心软件之一，在计算机科学与技术专业的学习中具有重要的地位。

本文将详细介绍操作系统课程的教学大纲，包括课程目标、主要内容、教学方法和评估方式等方面。

一、课程目标1. 培养学生对操作系统的基本概念和原理的理解；2. 掌握常见操作系统的设计与实现方法；3. 培养学生对操作系统的分析与设计能力；4. 开发学生的问题解决能力和团队合作能力。

二、主要内容1. 操作系统概述1.1 操作系统的定义与发展1.2 操作系统的功能与特点1.3 操作系统的分类与应用领域2. 进程管理2.1 进程的概念与特征2.2 进程的状态与转换2.3 进程调度算法2.4 进程同步与互斥2.5 进程通信与线程3. 存储管理3.1 存储器的层次结构与地址映射 3.2 内存分配与回收算法3.3 虚拟存储器与页面置换算法3.4 页面替换算法与缓存管理4. 文件管理4.1 文件系统的组织与管理4.2 文件的逻辑结构与物理结构 4.3 文件的存取与共享4.4 文件的保护与安全性5. 设备管理5.1 设备的分类与特性5.2 设备的分配与控制5.3 设备的中断与异常处理5.4 设备驱动程序设计三、教学方法1. 理论讲授：通过教师的讲解，向学生介绍操作系统的基本概念、原理和设计方法等内容；2. 实验演示：设计实际的操作系统实验，让学生通过实践加深对操作系统的理解；3. 小组讨论：组织学生分成小组，进行课堂讨论，提高学生的问题解决和团队合作能力；4. 课程项目：指导学生参与操作系统的开发项目，锻炼学生的实践能力和创新能力。

四、评估方式1. 平时成绩：包括作业、实验报告和课堂参与等；2. 期中考试：测试学生对操作系统知识的理解和掌握程度；3. 期末考试：全面检验学生对操作系统课程的综合能力。

五、参考教材1. 《现代操作系统》（第四版），作者：Andrew S. Tanenbaum；2. 《操作系统概念》（第九版），作者：Abraham Silberschatz、Peter B. Galvin、Greg Gagne。

《操作系统》实验教学大纲实验名称：操作系统实验实验课程：计算机科学与技术、软件工程、电子信息工程实验学时：24学时（12次课程实验）实验目的：1.通过操作系统实验，学生将深入了解操作系统的原理和设计。

2.学生将掌握操作系统的基本概念和常用技术。

3.提高学生的实践能力和创新能力，培养学生的团队合作精神。

实验内容：1.实验一：操作系统基本概念-实验介绍：了解操作系统的基本概念和基本功能。

-实验要求：学生通过阅读文献或参考书籍，掌握操作系统的基本概念。

-实验过程：学生通过讨论或小组讨论的方式，给出操作系统的定义和基本功能列表。

2.实验二：进程管理-实验介绍：通过实验来学习进程管理的基本概念和常用算法。

-实验要求：学生通过自己编写程序，实现进程的创建、销毁和调度。

-实验过程：学生根据给定的问题，设计进程模型并实现相应的程序。

3.实验三：内存管理-实验介绍：了解内存管理的基本概念和常用算法，学习虚拟内存技术的原理。

-实验要求：学生通过编写程序，实现内存分配和回收的算法。

-实验过程：学生通过模拟内存分配和回收的过程，理解内存管理的基本原理。

4.实验四：文件系统-实验介绍：了解文件系统的基本概念和常用算法，学习文件管理的基本原理。

-实验要求：学生通过编写程序，实现文件的创建、删除和查找。

-实验过程：学生通过模拟文件的创建、删除和查找的过程，理解文件管理的基本原理。

5.实验五：设备管理-实验介绍：通过实验学习设备管理的基本概念和常用算法，了解设备驱动程序的实现原理。

-实验要求：学生通过编写程序，模拟设备的控制和管理。

-实验过程：学生通过模拟设备的请求、分配和释放的过程，理解设备管理的基本原理。

6.实验六：作业调度-实验介绍：通过实验学习作业调度的基本概念和常用算法。

-实验要求：学生通过编写程序，实现作业的调度。

-实验过程：学生通过输入作业和作业调度算法，模拟作业调度的过程。

实验评定：-实验报告：60%-实验成果：20%-实验操作：20%实验环境：- 操作系统：Linux、Windows实验要求：-学生需认真完成实验任务，编写实验报告。

《操作系统》实验教学大纲（Operating System）课程代码：0600008实验学时：20学时先修课程：《C程序设计语言》、《数据结构》一、目的要求目的：旨在使学生进一步巩固课堂上所学的理论知识，深化理解和灵活掌握教学内容；培养学生实现算法的能力和编程解决实际问题的动手能力。

要求：要求学生在上机前应认真做好各种准备工作，熟悉机器的操作系统和语言的集成环境，独立完成算法编制和程序代码的编写；要学会程序调试与纠错；每次实验后要交实验报告。

二、实验项目内容及学时分配实验一、进程调度(6学时)1. 实验目的要求利用某一门高级程序设计语言编写和调试一个简单的进程调度程序，调度算法可任意选择。

加深对于进程调度和各种调度算法的理解。

2. 实验主要内容设计一个有n个进程（可假定系统有五个进程）共行的进程调度程序。

每一个进程用一个进程控制块PCB来代表。

PCB中应包含下列信息：进程名、进程优先数、进程需要运行的时间、占用CPU的时间及进程的状态等，且可按调度算法的不同而增减。

各进程的优先数或轮转时间片数，以及进程运行需要的时间片数，均由伪随机数发生器产生；调度程序应包含2到3种不同的调度算法，运行时可任选一种；每个进程处于运行R、就绪W和完成F三种状态之一，假定初始状态都为就绪状态W；系统能显示或打印各进程状态和参数的变化情况。

3. 实验类别：专业4. 实验类型：验证5. 实验要求：必做6. 主要仪器：微型计算机实验二、银行家算法(4学时)1. 实验目的要求理解银行家算法，掌握进程安全性检查的方法及资源分配的方法。

2. 实验主要内容编写模拟银行家算法的程序，并验证所编写程序的正确性。

3. 实验类别：专业4. 实验类型：验证5. 实验要求：必做6. 主要仪器：微型计算机实验三、虚拟存储器管理(6学时)1. 实验目的要求利用某一门高级程序设计语言，实现存储分配算法。

通过请求页式管理中页面置换算法了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。