安徽师范大学《操作系统》本科教学大纲

《操作系统》教学大纲
学时：68 学时学分：4 学分
理论学时：52 学时实验学时：16 学时
适用专业：计算机科学与技术
大纲执笔人：李炳火大纲审核人：刘莉
一、教学大纲说明
1、课程的性质、地位和任务
操作系统是计算机系统中最核心和最底层的软件，它是计算机系统中各种资源的管理
者和各种活动的组织者、指挥者。它使整个计算机系统协调一致且有效地工作。《操作系统》
这门课是计算机专业必修的基础课。其中的方法和技术对从事计算机应用的各类技术人员具
有重要的参考价值。通过这门课程的学习，可以让学生了解和掌握操作系统对其各种软硬件
资源的管理方法，体会操作系统是如何为应用程序提供一个方便灵活、安全可靠的工作环境。
将有助于学生对整个计算机系统运作机制的全面理解。
2、课程教学的基本要求
本课程主要讲述操作系统的基本工作原理及实现技术，从计算机系统资源管理的观点
出发，全面介绍了处理机、主存储器、文件、设备及磁盘的管理方法及实现。详细描述了操
作系统的重要概念——进程，以及进程并发执行中的同步、通信、死锁等问题。通过学习使
学生掌握计算机操作系统的基本概念、主要功能、主要组成部分，各个组成部分的不同实现
方法。了解计算机操作系统的发展过程、未来趋势。通过实验课，使学生了解基本算法的实
现过程，在实践中掌握操作系统的基本原理和概念。对常用计算机操作系统(Windows 和
UNIX 或 Linux) 会进行基本的操作使用。
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：操作系统的特征和服务、操作系统的功能。
第二章进程的描述与控制
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。
重点：进程的描述、进程控制。
难点：进程控制。
第三章进程的同步与通信
主要内容：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：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：经典进程同步问题。
第四章调度与死锁
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。
难点：银行家算法、死锁的预防和避免。
第五章存储器管理
主要内容：程序的装入和链接、连续分配存储管理方式、分页存储管理方式、分段存
储管理。
重点：动态分区分配、分页存储管理方式、分段存储管理。
难点：分页存储管理方式。
第六章虚拟存储器
主要内容：虚拟存储器的基本概念、请求分页存储管理方式、页面置换、请求分页系
统的性能分析、请求分段存储管理方式。
重点：虚拟存储器的基本概念、请求分页存储管理方式、页面置换、请求分段存储管
理方式。
难点：页面置换算法。
第七章设备管理
主要内容：I/O 系统的组成、控制方式、缓冲管理、设备分配、SPOOLING 技术、设
备处理。
重点：I/O 控制方式、缓冲管理、SPOOLING 原理、设备分配。
难点：设备分配。
第八章文件系统
主要内容：文件和文件系统、文件逻辑结构、目录管理、文件共享、文件保护。
重点：文件逻辑结构、目录管理、文件共享、文件保护。
难点：目录管理、文件保护。
第九章磁盘存储器管理
主要内容：磁盘 I/O、外存分配方法、空闲存储空间的管理、磁盘容错技术、文件系
统性能的改善、数据一致性控制
重点：磁盘调度算法、外存分配方法、空闲存储空间的管理。
难点：外存分配方法、空闲存储空间的管理。
第十章 UNIX 进程控制子系统与文件子系统
主要内容：进程描述、控制与调度、存储器管理、设备缓冲管理、设备处理程序、文
件目录管理、文件系统的系统调用。
（二）本课程实验内容
实验一：模拟进程调度，用时间片轮转调度算法、优先权调度算法实现进程调度。
学时：4 学时。
目的：通过实验了解和掌握进程的组织管理、进程的各种调度算法。
要求：用高级语言实现调度算法。
实验二：模拟存储器管理中的动态分区分配，分别用首次适应算法、最佳适应算法实
现内存的分配、回收及紧凑功能。
学时：4 学时。
目的：通过实验了解和掌握内存的组织管理、内存的动态分区分配算法。
要求：用高级语言实现内存的动态分区分配算法。
实验三：模拟页式虚拟存储器管理中硬件的地址变换和缺页中断，并用 FIFO 算法和
LRU 算法处理缺页中断。
学时：4 学时。
目的：通过实验了解和掌握页式虚拟存储器管理中缺页中断的页面置换算法。
要求：用高级语言实现 FIFO 算法和 LRU 算法。
实验四：模拟采用二级目录结构的磁盘文件系统中的文件操作，包括：建立文件、打
开文件、关闭文件、读文件、写文件和撤消文件。
学时：4 学时。
目的：通过实验了解和掌握磁盘文件系统中文件目录的组织管理和文件操作。
要求：用高级语言实现文件建立、打开、关闭、读、写、撤消操作。
（三）课程考核方式、方法
理论教学内容的考核：闭卷笔试。
实验教学内容的考核：实验报告。
三、参考书目
汤子瀛，哲凤屏，汤小丹著，《计算机操作系统》西安电子科技大学出版社。2000 年第二版。
ANDREW S. TANENBAUM, ALBERT S. WOODHULL 著，《操作系统：设计与实现》电子
工业出版社。2000 年第二版。