1323D00040-操作系统实验-2023版人才培养方案教学大纲.docxVIP

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ADDINCNKISM.UserStyle《操作系统实验》课程教学大纲

（实验课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

1323D00040

开课单位

电子信息工程学院

课程名称

（中文）操作系统实验

（英文）ExperimentforOperatingSystems

课程性质

选修

考核类型

考查

课程学分

0.5

课程学时

17

课程类别

学科基础课程（学科拓展课程）

适用专业（类）

电子信息工程学院所有专业

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《操作系统实验》课程是电子信息工程学院所有专业学生的一门学科拓展课程，旨在通过实践操作训练，使学生了解计算机操作系统的各部分是如何协调一致进行工作的，训练学生对常用计算机操作系统的使用技能以及培养学生分析复杂算法、复杂系统的能力。本课程从操作系统是计算机资源的管理者的角度，主要围绕处理机、内存、外部设备设计了包括Windows系统中的进程和线程、进程的同步和互斥、进程调度、银行家算法、Windows内存管理、页面置换算法以及磁盘调度算法的模拟实现7个实验项目。

（二）教学目标

通过本课程，学生将学会操作系统设计中的一些主要的功能模块，各模块对软硬件资源进行管理的技术和方法，了解计算机操作系统的各部分是如何协调一致进行工作的，培养学生分析操作系统的能力以及对常用计算机操作系统的使用技能，具备问题研究、分析和解决能力，以适应社会对工程化技能的需求。

课程目标1：通过对常用计算机操作系统各个模块的观察及操作，使学生具备对常用计算机操作系统的使用技能，同时进一步理解操作系统是如何管理计算机各类资源的以及操作系统各部分是如何协调一致工作的；通过对实验过程的分析与实验中异常情况的总结，培养学生分析解决问题的能力。

课程目标2：使用计算机语言对计算机操作系统一些模块的管理算法进行模拟实现，进一步熟悉常用算法，并对算法的设计技巧有所体会，同时培养学生文档撰写能力。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

4-2能够根据对象特征，选择研究路线，设计实验方案，并能够根据实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确地采集实验数据，能对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论

课程目标1

课程目标2

四、教学方式与方法

教学方式以学生实际操作、教师个别指导为主，遇到集中和突出问题，教师统一讲解和示范。教学方法采用任务驱动方式和启发式教学。以单元实验为课程实施的载体，每个单元实验针对一个典型知识点，以任务驱动的方式设置每个单元实验的内容。在实验内容上采用启发式设置实验任务，倡导学生勤于思考和举一反三的学习方法。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

操作系统的基本概念和主要功能，各模块的功能以及他们对软硬件资源进行管理的原理、技术和方法。

（二）教学难点

教学难点进程和线程的同步控制、进程调度算法的模拟实现、避免死锁的银行家算法的模拟实现、程序运行时动态链接、页式存储管理中的页面置换算法模拟实现、磁盘调度算法的模拟实现。

六、实验内容、基本要求与学时分配

序号

实验项目名称

实验内容与要求

学时

类型

对应课程目标

1

Windows中的进程和线程

1、掌握进程，进程控制块及进程状态转换等概念，掌握进程的基本管理方法。

2、观察windows系统中操作系统运行的动态性能。

3、理解Windows有关进程操作的API函数的使用。

2

验证性

课程目标1

2

进程同步和互斥

1、掌握临界资源、临界区概念及并发进程互斥、同步机制。

2、了解利用VC++或Java语言线程库实现线程的互斥、同步。

3、掌握读者-写者问题中的读者进程优先的解决方法。

3、掌握生产者-消费者问题的解决方法。

2

验证性探究性

课程目标1、2

3

进程调度

1、了解单处理机情况下进程调度的过程；

2、掌握先来先服务、短进程优先、响应比高者优先、优先级调度等几种进程调度算法；

3、掌握利用C语言实现不同调度策略的进程调度算法；

3、验证进程调度算法对系统性能的影响。

2

设计性

课程目标1、2

4

银行家算法

1、理解死锁概念，银行家算法及安全性检测算法

2、学会windows系统下使用C语言函数和指针进行编程的方法

3、掌握利用C语言设计实现银行家算法的基本过程

4、验证银行家算法对于避免死锁的作用

2

设计性

课程目标1、2

5

内存管理

1、了解windows内存的使用，学习如何在应用程序中管理内存、体会Windows应用程序内存的简单性和自我防护能力

2、了解windows的内存结构和虚拟内存的管理，进而了解进程堆和windows为使用内存而提供的一些扩展功能。

3、掌握分区管理中内存分配算法：首次适应算法，循环首次适应算法，最佳置换算法，最坏适应算法。

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