Windows操作系统教学计划

Windows操作系统教学计划由于在教学计划、教学要求、学时安排和学生程度等方面存在差异，授课时，应酌情对内容进行取舍。课时充分时，可考虑讲授全部内容，否则，突出基本内容，舍弃某些实例，重点讲述原理。1)共安排144学时(两学期每周4学时×36周)，其中理论70学时、上机70学时、机动4个学时。2)利用机动学时，本学期拟安排：1.期中测验1次，1学时；2.习题课1-2次，每次2学时。课程计划时间将作相应调整。3)教学重点放在基本概念、基本原理和基本技术方面。4)实例可以根据实际情况进行选择。5)第四章“4.6实例研究：Intelx86/Pentium存储管理硬件设施”可略去不讲。6)第八章“8.1计算机网络概述”与“8.2网络操作系统”可略去。7)必须要有上机实习，每周安排上机2学时(共36周，即72学时)。8)学生成绩考核采取综合评定方式，由以下部分组成：作业10%、上机实习10%、课程测验10%、期终考试70%。9)由于习题较多，思考题由学生自行选做，作业可以布置应用题，每学期做50-60题。第一章操作系统概论1.1操作系统概观1.1.1操作系统的定义和目标1.1.2操作系统的作用和功能1.1.3操作系统的主要特性1.2操作系统的发展和形成1.2.1人工操作阶段1.2.2管理程序阶段1.2.3多道程序设计与操作系统的形成1.2.4操作系统的分类1.3操作系统提供的服务和用户接口1.3.1操作系统提供的基本服务1.3.2操作系统提供的用户接口1.3.3程序接口与系统调用1.3.4操作接口与系统程序1.4操作系统的结构设计1.4.1操作系统的构件1.4.2整体式结构的操作系统1.4.3层次式结构的的操作系统1.4.4虚拟机结构的操作系统1.4.5客户/服务器与微内核结构的操作系统1.4.6操作系统功能的实现模型1.4.7实例研究：Windows2000/XP的客户/服务器结构1.5流行操作系统简介1.5.1DOS操作系统1.5.2Windows操作系统1.5.3UNIX操作系统1.5.4自由软件和Linux操作系统1.5.5IBM系列操作系统1.5.6其他流行的操作系统第二章处理器管理2.1中央处理器2.1.1单处理器系统和多处理器系统2.1.2寄存器2.1.3特权指令与非特权指令2.1.4处理器状态2.1.5程序状态字寄存器2.2中断技术2.2.1中断的概念2.2.2中断源分类2.2.3中断装置2.2.4中断处理程序2.2.5中断事件的具体处理方法2.2.6中断的优先级和多重中断2.2.7实例研究：Windows2000/XP中断处理2.2.8实例研究：Solaris中断处理2.2.9实例研究：Linux中断处理2.3进程及其实现2.3.1进程的定义和属性2.3.2进程的状态和转换2.3.3进程的描述2.3.4进程切换与模式切换2.3.5进程的控制2.3.6实例研究：UNIXSVR4进程管理2.3.7实例研究：Linux进程管理2.4线程及其实现2.4.1引入多线程技术的动机2.4.2多线程环境中的进程和线程2.4.3线程的实现2.4.4实例研究：Solaris的进程与线程2.4.5实例研究：Windows2000/XP的进程与线程2.5处理机调度2.5.1处理机调度的层次2.5.3高级调度2.5.3中级调度2.5.4低级调度2.5.5选择调度算法的原则2.6批处理作业的管理与调度2.6.1作业和进程的关系2.6.2批处理作业的管理2.6.3批处理作业的调度2.6.4作业调度算法2.7低级调度2.7.1低级调度的功能2.7.2低级调度算法2.7.3实时调度2.7.4多处理器调度2.7.5实例研究：UNIXSVR4调度算法2.7.6实例研究：Windows2000/XP调度算法2.7.7实例研究：Linux调度算法第三章并发进程3.1并发进程(2学时)3.1.1顺序程序设计3.1.2进程的并发性3.1.3与时间有关的错误3.1.4进程的交互（InteractionAmongProcesses）：协作和竞争3.2临界区管理3.2.1互斥与临界区3.2.2实现临界区管理的几种尝试3.2.3实现临界区管理的软件方法3.2.4实现临界区管理的硬件设施3.3信号量与PV操作3.3.1同步与同步机制3.3.2记录型信号量与PV操作3.3.3用记录型信号量实现互斥3.3.4记录型信号量解决生产者-消费者问题3.3.5记录型信号量解决读者-写者问题3.3.6记录型信号量解决理发师问题3.4管程3.4.1管程和条件变量3.4.2Hoare方法实现管程3.4.3Hanson方法实现管程3.5进程通信3.5.1信号通信机制3.5.2共享文件通信机制3.5.3共享存储区通信机制3.5.4消息传递通信机制3.5.5有关消息传递实现的若干问题3.6死锁3.6.1死锁的产生3.6.2死锁的定义3.6.3死锁的防止3.6.4死锁的避免3.6.5死锁的检测和解除3.7实例研究：Windows/XP的同步和通信机制3.7.1Windows/XP的同步和可斥机制3.7.2Windows/XP的进程通信机制3.8实例研究：Linux信号量机制(略去)第四章存储管理4.1主存储器(3学时)4.1.1存储器的层次4.1.2快速缓存（caching）4.1.3地址转换与存储保护4.2连续存储空间管理4.2.1单用户连续存储管理4.2.2固定分区存储管理4.2.3可变分区存储管理4.3分页式存储管理4.3.1分页式存储管理的基本原理4.3.2相联存储器和快表4.3.3分页式存储空间的分配和去配4.3.4分页式存储空间的页面共享和保护4.3.5多级页表4.3.6反置页表4.4分段式存储管理4.4.1程序的分段结构4.4.2分段式存储管理的基本原理4.4.3段的共享4.4.4分段和分页的比较4.5虚拟存储管理(4学时)4.5.1虚拟存储管理的概念4.5.2请求分页虚拟存储管理4.5.3请求分段虚拟存储管理4.5.4请求段页式虚拟存储管理4.6实例研究：Intelx86/Pentium存储管理硬件设施(略去)4.7实例研究：Windows2000/XP虚拟存储管理4.7.1进程虚拟地址空间的布局4.7.2用户空间内存分配4.7.3内存管理的实现4.8实例研究：Linux虚拟存储管理4.8.1Linux存储管理概述4.8.2Linux进程的虚拟地址空间4.8.3Linux物理内存空间的管理4.8.4用户态内存的申请与释放4.8.5内存的共享和保护4.8.6交换空间、页面的换出和调入4.8.7缓冲机制第五章设备管理5.1I/O硬件原理5.1.1I/O系统5.1.2I/O控制方式5.1.3设备控制器5.2I/O软件原理5.2.1I/O软件的设计目标和原则5.2.2I/O中断处理程序5.2.3设备驱动程序5.2.4与硬件无关的操作系统I/O软件5.2.5用户空间的I/O软件5.3具有通道的I/O系统管理5.3.1通道命令和通道程序5.3.2I/O指令和主机I/O程序5.3.3通道启动和I/O操作过程5.4缓冲技术5.4.1单缓冲5.4.2双缓冲5.4.3多缓冲5.5驱动调度技术5.5.1存储设备的物理结构5.5.2循环排序5.5.3优化分布5.5.4交替地址5.5.5搜查定位5.5.6独立磁盘冗余阵列5.5.7提高磁盘I/O速度的一些方法5.6设备分配5.6.1设备独立性5.6.2设备分配5.7虚拟设备5.7.1问题的提出5.7.2SPOOLING的设计和实现5.7.3SPOOLING应用例子5.8实例研究：Windows2000/XP的I/O系统5.8.1Windows2000/XPI/O系统结构和组件5.8.2Windows2000/XPI/O系统的数据结构5.8.3Windows2000/XPI/O设备驱动程序5.8.4Windows2000/XPI/O处理5.8.5Windows2000/XP高速缓存管理5.9实例研究：Linux的设备管理5.9.1Linux设备管理概述5.9.2Linux硬盘管理5.9.3Linux网络设备5.9.4Linux设备驱动程序第六章文件管理6.1文件(2学时)6.1.1文件的概念6.1.2文件的命名6.1.3文件的类型6.1.4文件的属性6.1.5文件的存取方法6.1.6文件的使用6.2文件目录6.2.1文件目录与文件目录项6.2.2一级目录结构6.2.3二级目录结构6.2.4树形目录结构6.3文件组织与数据存储6.3.1文件的存储6.3.2文件的逻辑结构6.3.3文件的物理结构6.4文件系统其他功能的实现6.4.1文件系统调用的实现6.4.2UNIX文件系统调用6.4.3文件卷的安装和使用6.4.4文件共享6.4.5层次式文件系统模型6.4.6辅存空间管理6.4.7内存映射文件6.4.8虚拟文件系统6.5实例研究：Linux的文件管理6.5.1Linux文件管理概述6.5.2Linux文件系统安装6.5.3虚拟文件系统VFS6.5.4文件系统管理的缓冲机制6.5.5系统打开文件表和主要文件操作6.5.6EXT2文件系统6.6实例研究：Windows2000/XP文件系统6.6.1Windows2000/XP文件系统概述6.6.2Windows2000/XP文件系统模型和FSD体系结构6.6.3NTFS文件系统驱动程序6.6.4NTFS在磁盘上的结构6.6.5NTFS的实现机制6.6.6NTFS的可恢复性支持6.6.7NTFS的安全性支持第七章操作系统的安全与保护7.1安全性概述7.2安全策略7.2.1安全需求和安全策略7.2.2访问支持策略7.2.3访问控制策略7.3安全模型7.3.1安全模型概述7.3.2几种安全模型简介7.4安全机制7.4.1硬件安全机制7.4.2认证机制7.4.3授权机制7.4.4加密机制7.4.5审记机制7.4.6防火墙7.5安全操作系统的设计和开发7.5.1安全操作系统结构和设计原则7.5.2安全操作系统的开发7.5.3安全操作系统的设计技术7.5.4安全操作系统安全机制的实现7.5.5信息系统安全评估标准简介7.6实例研究：安全操作系统SELinux7.7实例研究：Windows2000/XP安全机制7.7.1安全登录7.7.2访问控制7.7.3安全审计7.7.4加密文件系统第八章网络和分布式操作系统8.1计算机网络概述(略去)8.1.1计算机网络的概念8.1.2数据通信基本概念8.1.3网络体系结构8.2网络操作系统(略去)8.2.1网络操作系统概述8.2.2流行的几个网络操作系统8.2.3网络操作系统实例8.3分布式操作系统8.3.1分布式系统概述8.3.2分布式进程通信8.3.3分布式资源管理8.3.4分布式进程同步8.3.5分布式系统中的死锁8.3.6分布式文件系统8.3.7分布式进程迁移8.4实例研究：Windows2000网络体系结构和网络服务(略去)8.4.1Windows2000网络体系结构8.4.2Windows2000的层次化网络服务8.5实例研究：Linux网络体系结构(略去)