学时：62
学分：4
教学目的和任务：
操作系统是计算机系统中的重要系统软件，是信息与计算科学专业重要的专业课程。
本课程的目的和任务是使学生全面地了解和掌握操作系统的目标、作用和模型，从资源管理的角度领会操作系统的功能和实现过程。使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练，提高运用理论知识解决实际问题的能力。
先修课程：
高级程序设计语言和数据结构。
基本要求：
1．了解操作系统的目标、作用和模型，领会和理解操作系统的发展过程、特征和服务，掌握操作系统的功能；
2．理解前趋图的作用，领会程序顺序执行和并发执行的特征；掌握进程和线程的基本概念、进程的同步和通信、调度和死锁等；
3．理解临界资源和临界区的概念，初步领会进程同步机制应遵循的准则；掌握整型信号量和记录型信号量机制；利用信号量机制解决经典进程同步问题；领会管程的基本概念，掌握利用管程解决经典进程同步问题；了解进程通信的类型，理解消息传递系统中的发送和接受原语。
4．了解进程调度的类型，领会调度队列模型，领会并理解选择调度方式和算法的准则；掌握先来先服务、短作业（进程）优先、时间片轮转和优先权调度算法，领会和理解高响应比优先、多级队列调度和多级反馈队列调度算法；了解实时系统中调度要求和调度算法；了解多处理机系统中的进程调度算法；领会并掌握死锁的基本概念，理解产生死锁的原因、产生死锁的必要条件；；领会系统的安全状态，理解并掌握掌握银行家算法；了解和领会死锁检测的算法和死锁解除的方法。
5．了解程序装入的方式和实现链接的方法；领会单一连续分配和固定分区分配机制的地址转换；理解并掌握动态分区分配的分配和回收算法，领会动态重定位分区分配算法；了解并领会对换技术；理解并掌握分页存储管理的基本方法、地址变换机构和页表机制；理解并掌握分段存储管理的基本原理，领会分页与分段的主要区别；了解并领会段页式存储管理方式；
6．理解并掌握虚拟存储器的概念和特征，初步领会虚拟存储器的实现方式；了解请求分页中的硬件支持，领会并理解页面分配和置换的策略；熟练掌握最佳置换和先进先出页面置换算法，理解并掌握最近最久未使用置换算法，了解Clock、最少使用和页面缓冲置换算法；了解缺页率对优先访问时间的影响，领会抖动产生的原因和预防方法；了解请求分段中的硬件支持，领会请求分段存储管理方式中分段共享和保护；
7．了解I/O系统的结构和I/O设备的类型，领会设备控制器的功能和组成，领会I/O通道的类型；理解并掌握I/O控制方式；了解引入缓冲的原因，领会单缓冲、双缓冲、循环缓冲以及缓冲池机制；领会设备分配中的数据结构，掌握设备独立性的概念；领会独占设备的分配程序，掌握SPOOLing系统的组成和特点；了解设备驱动程序的功能和特点，领会设备驱动程序的处理过程，掌握中断处理程序的处理过程。
8．了解文件和文件系统的相关术语，领会文件系统模型和文件操作；理解文件的逻辑结构；掌握文件系统目录管理的实现机制，领会目录查询技术；了解早期实现文件共享的方法，掌握基于索引结点的共享方式和利用符号链实现文件共享的方法；领会文件保护的保护机制，掌握访问矩阵的实现方法。．了解磁盘的性能和早期的磁盘调度算法，掌握各种扫描算法；领会和掌握常用的外存分配方法：连续分配、链接分配、索引分配；理解和掌握空闲存储空间的管理机制；了解各级磁盘容错技术；了解提高文件访问的快速性的各种手段；了解数据一致性控制的基本方法。了解和领会终端处理程序的功能及命令解释程序的作用和工作流程；领会系统调用的基本概念，了解系统调用的类型和实现；了解图形用户接口元素，领会图形用户接口元素的基本操作。
11．了解计算机网络的组成、拓扑结构；领会网络体系结构的基本概念，了解对等实体间的通信；理解客户/服务器模式的结构、类型和优点，了解对等模式；领会网络操作系统的构成。
12．领会分布式系统的基本特征；了解计算和数据的迁移，领会进程迁移机制；理解分布式进程同步，了解Lamport算法、Ricart
and Agrawala算法以及令牌传送法；了解分布式进程通信两种形式：分布式消息传递方式、远程过程调用RPC，了解分布式系统中的死锁类型、死锁的检测以及死锁的预防；了解分布式系统中任务分配的目标、任务分配的算法；了解网络和分布式系统的安全性的要求，一般性了解数据加密的标准和数字签名的实现方法。
教学内容：
第一章
操作系统引论
1.1
操作系统的目标作用和模型
1.2
操作系统的发展过程
1.3
操作系统的特征和服务
1.4
操作系统的功能
1.5
操作系统的进一步发展
第二章 进程的描述与控制
2.1
前趋图和程序执行
2.2
进程的描述
2.3
进程控制
2.4
线程的基本概念
第三章 进程的同步与通信
3.1
进程同步的基本概念
3.2
信号量机制
3.3
经典进程同步问题
3.4
管程机制
3.5
进程通信
第四章 调度和死锁
4.1
调度的类型和模型
4.2
调度算法
4.3
实时系统中的调度
4.4
多处理机调度
4.5
死锁的基本概念
4.6
死锁的预防和避免
4.7
死锁的检测和解除
第五章 存储器管理
5.1
程序的装入和链接
5.2
连续分配存储管理方式
5.3
对换
5.4
分页存储管理方式
5.5
分段存储管理
第六章 虚拟存储器
6.1
虚拟存储器的基本概念
6.2
请求分页存储管理方式
6.3
页面置换算法
6.4
请求分页系统的性能分析
6.5
请求分段存储管理方式
第七章 设备管理
7.1
I/O系统的组成
7.2
I/O控制方式
7.3
缓冲管理
7.4
设备分配
7.5
设备处理
第八章 文件系统
8.1
文件和文件系统
8.2
文件逻辑结构
8.3
目录管理
8.4
文件共享
8.5
文件保护
第九章 磁盘存储器管理
9.1
磁盘I/O
9.2
外存分配方法
9.3
空闲存储空间的管理
9.4
磁盘容错技术
9.5
文件系统性能的改善
9.6
数据一致性控制
第十章 操作系统接口
10.1
联机命令接口
10.2
程序接口
10.3
图形用户接口元素
10.4
图形用户接口元素的基本操作
10．了解联机命令的格式、类型；
第十一章 网络操作系统的构成和服务
11.1
计算机网络概述
11.2
开放互连参考模型
11.3
客户/服务器模式和对等模式
11.4
网络操作系统的构成
第十二章 分布式操作系统
12.1
进程迁移
12.2
分布式进程同步
12.3
分布式进程通信
12.4
分布式系统中的死锁
12.5
任务分配
12.6
网络和分布式系统的安全性式。
学时分配：
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教 学 内 容 |
学 时 分 配 |
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第一章
操作系统引论 |
4 |
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第二章 进程的描述与控制 |
4 |
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第三章 进程的同步与通信 |
10 |
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第四章 调度和死锁 |
8 |
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第五章 存储器管理 |
6 |
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第六章 虚拟存储器 |
4 |
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第七章 设备管理 |
6 |
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第八章 文件系统 |
8 |
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第九章 磁盘存储器管理 |
6 |
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第十章 操作系统接口 |
2 |
|
第十一章 网络操作系统的构成和服务 |
4 |
|
第十二章 分布式操作系统 |
4 |
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总 计 |
62 |
主要参考书：
[1]Abraham Silberschatz, Peter
Gaivin, Greg Gagne. Applied Operating System Concepts(实用操作系统概念). John Wiley
& Sons, Inc.2000(北京:高等教育出版社.2001,5)
[2]魏迎梅等译.操作系统:内核与设计原理(第四版).北京:电子工业出版社.2001
[3]徐甲同.操作系统教程.西安:西安电子科技大学出版社.2001,2
[4]刘乃琦.计算机操作系统.北京:电子工业出版社.2001
教研室主任：
分院（ 系 ）领导：