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《计算机操作系统课程设计》教学大纲
课程英文名
ComputerOperatingSystemCourseDesign
课程代码
03P0010
学分
1
总学时
1周/16学时
课程类别
集中实践环节
先修课程
高级程序设计语言，算法与数据结构，计算机操作系统
课程性质
限选
适用专业
计算机科学与技术
开课学院
信息工程学院
执笔人
潘巨龙
审定人
陶海军
制定时间
2024年12月
注：课程性质是指必修/限选/任选。
课程地位与目标
（一）课程地位
《计算机操作系统课程设计》是在《数据结构》、《计算机组成原理》、《计算机操作系统》等先修课程学习基础上，结合计算机操作系统理论、C语言程序编程技术等进行的实践性教学环节。通过课程设计，帮助学生巩固所学知识，强化操作系统理论的基本概念及编程能力，提高学生分析中、小型软件能力，熟悉操作系统进程同步与互斥，进程死锁检测算法（安全性）等程序设计，为毕业设计和毕业后从事系统工程师及软件工程师等工作打下一定编程基础。操作系统是计算机最关键的系统软件，当前，美国在高科技领域围堵中国的大环境下，它是美国在IT领域对我国进行“卡脖子”的关键技术之一，学习本课程让学生知道发展国产计算机操作系统的重要性。
（二）课程目标
1.熟悉Linux操作系统及相关指令，提高学生查阅资料、运用计算机辅助工具进行工程实践的能力。理解计算机操作系统中进程同步与互斥以及死锁检测算法等基本概念和算法。
2.应用C语言在Linux操作系统上进行OS算法综合设计能力。在下面所列三个参考选题中，学生选择二个任务进行相关算法的概要设计和详细设计，画出主要程序的流程图，进行程序的编程和调试，独立完成相关任务，强化编程能力和实践动手能力。
思政目标：
1.帮助学生树立正确的科学发展观，勇于挑战困难。
2.激发学生解决IT领域“卡脖子”技术的责任感和使命感。
二、课程目标与相关毕业要求的对应关系
课程目标
课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）
毕业要求4.1
毕业要求4.3
课程目标1
H
课程目标2
H
H
注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。
三、设计选题及任务要求
序号
参考选题
任务与要求
课程
目标
1
共享资源分配与银行家算法
1.设计一个至少5个并发进程共享3类不同资源的系统，判断是否安全状态。进程可动态地申请资源和释放资源，系统按各个进程的申请动态地分配资源（随机分配）
课程目标1
课程目标2
思政目标1
思政目标2
2.用银行家算法，实现资源安全分配算法，应具有显示或打印各个进程依次要求申请的资源数以及依次分配资源的情况。在安全路径多条的情况下，要求把安全路径全部打印出来
2
哲学家进餐死锁问题及避免算法
1.关于五个哲学家进餐死锁问题原理，在Linux下利用线程和线程互斥锁的机制实现哲学家进餐问题，观察记录是否发生死锁现象。
课程目标1
课程目标2
思政目标1
2.提出一种能解决五个哲学家进餐问题的一种方法，编程并实现之。
需要实现哲学家进餐问题发生死锁以及不发生死锁的两份程序
3
读者-写者进程同步问题
1.分别设计一个读者程序和写者程序，对同一文件对象随机读写，为了避免数据文件混乱，设置一些读写限制（包括读者优先和写者优先）
课程目标1
课程目标2
思政目标2
2.1写-写互斥，即不能有两个写者同时进行写操作。
2.2读-写互斥，即不能同时一个读者在读，同时却有一个写者在写。
2.3读读允许，即可以有2个以上的读者同时读。
3.读者优先的限制：如果一个读者申请读操作时，已经有一个读者在读，则该读者可以直接读；
写者优先的限制：如果一个读者申请读操作时，有写者在等待访问共享资源时，则该读者要等到没有写者处于等的状态时才能开始读操作。
注：学生可任选其中二个题目进行设计。
四、课程设计的主要进程与时间安排
序号
主要进程
教学内容
时间分配
1
确定任务
讲解设计任务，编程语言及实验环境要求，布置任务，说明验收标准和成绩要求等
第1天（0.5天）
2
上机编程调试
选择对应任务，进行相关任务的设计和实现
第2天
3
上机编程调试
选择对应任务，进行相关任务的设计和实现
第3天（0.5天）
4
课程设计验收
完成答辩验收，撰写课程设计报告
第4天
5
课程设计验收
完成答辩验收，撰写课程设计报告
第5天
五、课程考核与成绩评定
考核类别
考查
考核形式
课程设计答辩验收（编程、调试、算法实现）及报告
成绩评定
验收答辩占总成绩65%，课程报告占总成绩35%。
成绩登记方式
百分制
六、推荐教材与主要参考书
（一）推荐教材：
（1）《计算机操作系统实验指导书》（Linux版|附微课视频），王红玲等，人民邮电出版社，2021年12月，（第1版）
（2）《计算
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