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西北师范大学计算机科学与技术专业课程教学大纲 操作系统 一、说明 （一）课程性质 操作系统课程是计算机科学与工程平台系统应用基本实现方法操作系统对计算机系统的管理和控制功能，，具备一定的系统软件开发技能为以后从事研究、开发工作提供必要的教学方法：教学手段：CAI课件。 二、本文 理论部分 第1章 操作系统概论 教学要点： 本章是对操作系统的整体描述，主要介绍了操作系统的定义、主要特性、地位与作用、发展历史、分类和资源管理功能等基本知识，教学重点是基本概念的掌握和理解。教学过程中要强调这门课程的重要性，强调软件和硬件是紧密结合，不可分的。 教学时数： 4学时。 教学内容： 1.1 操作系统概观 （0.5学时） 1. 熟练掌握操作系统的定义和主要特性，了解操作系统的目标； 2. 理解操作系统在计算机系统中的地位、作用和资源管理功能。 1.2 操作系统的形成与发展 （2学时） 1. 了解操作系统的发展历史； 2. 理解多道程序设计的原理和优缺点； 3. 理解各种类型（包括批处理、分时、实时、个人计算机、嵌入式、网络和分布式等）操作系统的概念和特征。 1.3 操作系统的用户接口 （1学时） 1. 理解操作系统为用户提供的两大类接口是程序接口和系统调用； 2. 了解程序接口的各种形式； 3. 理解系统调用的概念、实现过程、分类及其与函数调用之间的关系。 1.4 操作系统结构和运行模型 （0.25学时） 了解操作系统的构件、结构和运行模型。 1.5 流行操作系统简介 （0.25学时） 了解目前主流的操作系统。 考核要求： 1. 识记：操作系统的定义和主要特性。 2. 领会：操作系统在计算机系统中的地位、作用和资源管理功能；多道程序设计的原理和优缺点；各种类型操作系统的概念和特征；操作系统为用户提供的两大类接口；系统调用的概念、实现过程、分类及其与函数调用之间的关系。 第2章 处理器管理 教学要点： 本章主要介绍了进程、线程和处理器调度的基本概念和处理器调度算法，教学过程中除了注重理论知识的讲授，还要教会学生运用各种处理器调度算法解决问题和编写程序。 教学时数： 10学时。 教学内容： 2.1 进程及其实现 （4学时） 1. 了解进程的引入原因； 2. 熟练掌握进程的定义和特征，掌握进程与程序的比较； 3. 熟练掌握进程的三种基本状态及其相互转换； 4. 掌握进程控制块PCB的概念、作用，了解其内容和组织方式； 5. 理解访管指令和特权指令； 6. 了解进程映像的概念和组成，了解进程上下文的概念、组成和进程上下文的切换； 7. 理解处理器的工作模式，了解工作模式的切换； 8. 理解原语的概念和特征； 9. 理解进程控制常用的创建、撤消、阻塞和唤醒原语的引起事件和执行过程。 2.2 线程及其实现 （1学时） 1. 理解引入线程的动机； 2. 掌握线程的概念和特征，线程与进程的关系； 3. 了解线程的实现。 2.3 作业管理 （1学时） 1. 理解作业的状态及其转换； 2. 了解作业的概念，作业与进程的关系，作业的组成； 3. 了解作业控制块JCB的概念、内容和作用。 2.4 处理器调度 （1学时） 1. 掌握处理器调度的层次以及各级调度的主要任务和功能； 2. 了解选择调度算法的原则。 2.5 处理器调度算法 （3学时） 1. 熟练掌握各种作业调度和进程调度算法的调度策略； 2. 学会熟练运用先来先服务调度算法、最短作业优先调度算法、最短剩余时间优先调度算法、响应比最高者优先调度算法、优先级调度算法和轮转调度算法解决问题； 3. 了解实时调度算法和多处理机调度算法。 2.6 Linux和Windows的进程与线程 （选讲） 了解Linux和Windows操作系统中的进程与线程。 考核要求： 1. 识记：进程的定义和特征，进程与程序的比较，进程的三种基本状态及其相互转换，进程控制块PCB的作用，线程的概念和特征，线程与进程的关系，各种作业调度和进程调度算法的调度策略等。 2. 领会：操作系统引入进程和线程的原因，进程控制的原语，作业的状态及其转换，处理器调度的层次以及各级调度的主要任务和功能等。 3. 综合应用：使用各种作业调度和进程调度算法调度作业和进程，会计算作业的周转时间和带权周转时间。 第3章 进程管理 教学要点： 本章主要介绍了多道程序设计环境下，进程并发执行时的同步机制，重点是信号量机制。此外，还介绍了进程通信和死锁。本章是教学的重点章节。 教学时数： 16学时。 教学内容： 3.1 并发进程 （2学时） 1. 了解程序顺序执行的概念和特征； 2. 理解程序并发执行的概念和特征；理解进程的并发性；